【正文】 ，還具有模擬量控制和通訊，鏈接功能等的擴展性。本設計需要速度快穩(wěn)定同時從價格等方面考慮我們選擇三菱PLC本設計所使用的I/O口不是太多所以我們選擇三菱FX1N型PLC。松下PLC超小型尺寸，輕松擴展，擴展單元可直接連接到控制單元上、不需任何電纜。西門子PLC性能強大、可操作性強、有相配套的伺服系統(tǒng)和組態(tài)軟件但是價錢太高。 現(xiàn)在應用最廣泛的PLC有三菱、西門子、歐姆龍、松下等。PLC機型選擇的基本原則是在滿足功能要求及保證可靠、維護方便的前提下,力爭最佳的性能價格比。因此,合理選用PLC,對于提高PLC控制系統(tǒng)的技術經(jīng)濟指標有著重要意義。3 控制系統(tǒng)詳細設計 控制系統(tǒng)各器件的選擇 PLC的選擇 PLC產(chǎn)品的種類繁多。該投影機的發(fā)動機通過光學傳感控制，精度高，其控制方法有三種：編程控制、直接控制和實用程序控制[8]。當觀眾在觀摩電影時，扇形水幕與自然夜空融為一體，當人物出入畫面時，好似人物騰起飛向天空或自天而降，產(chǎn)生一種虛無縹緲和夢幻的感覺，令人神往。此時，在葉片中心處由于液體被甩向周圍而形成既沒有空氣又沒有液體的真空低壓區(qū)，液池中的液體在池面大氣壓的作用下，經(jīng)吸入管流入泵內(nèi)，液體就是這樣連續(xù)不斷地從液池中被抽吸上來又連續(xù)不斷地從排出管流出。 水泵在控制系統(tǒng)中的作用開泵前，吸入管和泵內(nèi)必須充滿液體。圖中的繼電器由五個部件構成，從整體上看，只有兩個輸入端和兩個輸出端，但又在電氣上斷開繼電器中輸入端與輸出端的聯(lián)系。本系統(tǒng)中，變頻器接收三菱PLC模擬模塊處理后的010V直流電壓信號，根據(jù)電壓變化，按照內(nèi)部編程進行水泵電機的變頻調(diào)速，控制水泵電機的轉(zhuǎn)速，獲得相應的噴水壓力和水花高度，獲得與音樂頻率相吻合的水花節(jié)奏和動感，其內(nèi)部程序根據(jù)需要和要求按一定規(guī)律或規(guī)則進行編程。 變頻器在控制系統(tǒng)中的作用變頻器是將頻率固定 (通常為工頻50Hz)的交流電變換成頻率連續(xù)可調(diào) (多數(shù)為0400Hz)的三相交流電源，它首先通過整流將交流變成直流，經(jīng)過平滑濾波，再經(jīng)過逆變回路，把直流變成不同頻率的交流[6]。當然，如果掃描周期所占用的時間對整個運行來說可以忽略，那么二者之間就沒有什么區(qū)別了。 同樣的若干條梯形圖，其排列次序不同，執(zhí)行的結果也不同。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對應的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動相應的外設。 即，在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化，而其他輸出點和軟設備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。 用戶程序執(zhí)行階段 在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在這兩個階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。 輸入采樣階段 在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應得單元內(nèi)。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。音控用于需要隨音頻變化的部分噴泉的控制；手控用于不需要變化的部分噴泉，及水幕的開啟與關閉的控制；程控則用于噴泉花樣的變化控制。 程控：當開關選擇程控時，噴泉按照PLC內(nèi)預先設計的“花樣”程序循環(huán)運行。 手控：當開關選擇為手控時，控制柜面板上控制水泵電機及水下彩燈的按鈕開關可起作用，每個按鈕都是PLC的一個輸入點，可單獨控制水泵的起停及彩燈的亮滅；亦便于陜速維護與檢修整個系統(tǒng)。 控制系統(tǒng)各部分的工作過程 PLC在控制系統(tǒng)中的作用整個PLC控制系統(tǒng)對噴泉及水幕電影的控制主要有3種方式[5]： 音控：在程控狀態(tài)檢測到計算機上有音樂播放時，啟動音控程序。該投影機的發(fā)動機通過光學傳感控制，精度高，其控制方法有三種：編程控制、直接控制和實用程序控制。當觀眾在觀摩電影時，扇形水幕與自然夜空融為一體，當人物出入畫面時，好似人物騰起飛向天空或自天而降，產(chǎn)生一種虛無縹緲和夢幻的感覺，令人神往。變頻器接收到信號后開始快速起動，帶動水泵電機轉(zhuǎn)動并速隨音樂頻率的改變而改變，從而實現(xiàn)噴泉噴射的水花隨著音樂優(yōu)美的旋律而翩翩起舞。下位機采PLC，本文論述的下位機采用三菱FX1N型號PLC；上位機為計算機，與PLC進行通訊，實時對下位機進行監(jiān)控。電氣設備包括水泵、燈光、音響、變頻器、繼電器等，總裝機容量約在數(shù)千kW，由于系統(tǒng)是間歇變化工作，瞬間的電壓波動和干擾特別嚴重，尤其是變頻器控制的水泵電機高頻電流變化，因此在對這兩者進行實時控制時采用下位機和上位機的工作方式。前一部分通過變頻器控制水泵頻率變化達到形成不同花型的效果，后一部分則直接經(jīng)由繼電器控制噴出水柱。本系統(tǒng)的研究內(nèi)容主要包括： 音樂噴泉和水幕電影的發(fā)展情況，及所存在的一系列問題； 控制系統(tǒng)的組成； 音樂噴泉的控制和硬件配置； 水幕電影的控制和硬件配置； 程序的設計，再并通過仿真軟件來實現(xiàn)。這就要求音樂噴泉控制系統(tǒng)中的組態(tài)軟件、PLC編程軟件、網(wǎng)絡通訊架構和變頻器必須具備“宏指令編輯功能”（即在組態(tài)界面專門開辟出的編輯菜單或子程序內(nèi)填寫相應的數(shù)據(jù)后存儲形成新的控制程序）、開放式編程環(huán)境（即可以在線或離線編制與主控制程序相適應的符合國際標準的開放式程序?qū)懭氲浇M態(tài)軟件和PLC程序內(nèi)形成新的控制程序）和快速穩(wěn)定可靠的網(wǎng)絡通訊功能。目前，國內(nèi)的花樣噴泉逐漸向智能化、分散化、綜合化、多樣化的方向發(fā)展，于是對噴泉控制系統(tǒng)的設計也提出了更高的要求。為了適應噴泉工程建設的需要，國內(nèi)出現(xiàn)了眾多的噴泉設備廠和噴泉設計專業(yè)公司，國內(nèi)較著名的噴泉公司有天津市大德噴泉技術有限公司、北京金瀑布環(huán)境藝術有限公司、深圳市水體藝術設計有限公司等十幾家專業(yè)公司。 國內(nèi)現(xiàn)狀 噴泉的控制技術是噴泉的重要組成部分，經(jīng)歷了聲控、程控到微機控制的發(fā)展過程。八十年代中期, 深圳、佛山、上海等地相繼建成了用微機控制的彩色音樂噴泉, 其奇異的景觀, 聲、光、景三者的相互協(xié)調(diào)和同步變化, 令人耳目一新, 給人以視聽上的高度享受。 國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀自古以來, 噴泉水景在我國園林建造中應用廣泛, 然而就其技術而言, 一般系利用地形之高差或自然之水壓, 而形成鏡池、溪流、涌泉、壁流、瀑布等, 景觀形式較為單一。計算機控制燈光噴泉成為必然趨勢。而且，PLC還具有強大的自診斷功能，可以迅速方便的檢查判斷出故障，縮短檢修時間，也不需要很多的外圍設備和大量復雜的界限，可以縮短設計、施工和投產(chǎn)周期。此外，PLC的定時功能、計數(shù)功能、步進功能，可靈活編寫、增減和修改程序。如今，人們對噴泉的追求主要有一下幾個方面： 大型化，譬如首爾“巨型噴泉”盤浦大橋給這座大橋帶來了全新的驚喜； 智能化，隨著生活節(jié)奏的加快，人們對智能化的追求越發(fā)強烈； 小型化，隨著人們對住宅小區(qū)及別墅的環(huán)境的要求的提高，小型化噴泉已成為音樂噴泉發(fā)展的一個方向； 融入環(huán)境方向，譬如北京奧運村的噴泉給游客帶來的視覺沖擊。將小型水幕電影（如水簾型）的技術進行完善，降低成本，擴大可以應用的范圍。水幕電影也可用三種方法進行控制：編程控制、直接控制和實用程序控制。而水幕電影則具有成本太高，和受場地限制的缺陷。然而，無論是音樂噴泉還是水幕電影，其控制系統(tǒng)都存在著不可忽視的不足之處。水幕工作時的電費、水費、場地費、人員費用等如同燒錢，而且后期維護成本甚高。各種水幕電影中，小型的垂直水簾，或許成本最低，但是成像范圍過小，意義不大。在整體水造型的組合效果上也存在差類似的問題。例如：成功的超高水柱密實段長，破裂段和霧化段短，水柱直徑和噴水高度比例合適，抗風能力強，噴水效果挺拔、雄偉。噴泉的水造型是通過細部設計來實現(xiàn)的，機、泵、管、閥門、噴頭的合理選配，直接影響著噴水效果。（3）質(zhì)次價高的偽劣產(chǎn)品直接影響著有關廠商和公司的信譽。（1）方案設計上的盲目性，往往導致作品成為敗筆，使作品難于長久存在。在噴泉得到廣泛應用的過程中，也出現(xiàn)了一些問題和不足，有些認識上的誤區(qū)和不良傾向應該引起人們的重視。在當今社會，人工音樂噴泉，它集光、色、音于一身，給人以美感。隨著科學技術突飛猛進的發(fā)展，在水幕電影中采用的主要是從國外的高新技術，在人們的視覺和聽覺上形成和諧的統(tǒng)一，使人們在精神上有種愉悅的感受。因此，噴泉有益于改善城市面貌和增進居民身心健康。噴泉可以濕潤周圍空氣，減少塵埃，降低氣溫。噴泉原是一種自然景觀，是承壓水的地面露頭。噴泉景觀概括來說可以分為兩大類[1]：因地制宜，根據(jù)現(xiàn)場地形結構，仿照天然水景制作而成；完全依靠噴泉設備人工造景。s living level gradually improve, people pay more and more attention to the living environment is fortable and this kind of background, all kinds of music fountain system is gradually popularized and the same time, from the water curtain of foreign film technology too is gradually