【正文】 （ 3） 易于掌握 （ 4） 便捷的操作 （ 5） 豐富的內(nèi)置集成功能 （ 6） 實(shí)時(shí)特性 （ 7） 強(qiáng)勁的通訊能力 （ 8） 豐富的擴(kuò)展模塊 S7200 系列在集散自動(dòng)化系統(tǒng)中充分 發(fā)揮其強(qiáng)大功能。 S7200 系列的強(qiáng)大功能使其無論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能。 開始 按下啟動(dòng)按鈕 選擇花樣開關(guān) 選擇花樣開關(guān) 花樣 1 花樣 2 花樣 3 花樣 4 花樣 1 花樣 2 花樣 3 花樣 4 進(jìn)行一個(gè)循環(huán) 進(jìn)行連續(xù)循環(huán) 停止 按下停止按鈕 停止 結(jié)束 選擇單步按鈕 選擇連續(xù)按鈕 可編程控制器 PLC 的選取與其特點(diǎn) 本論文選用西門子公司的 S7200 系列 可編程序控制器 PLC。按下連續(xù)按鈕，系統(tǒng)按設(shè)定程序進(jìn)行連續(xù)循環(huán)。 工作流程圖 圖 如圖 ，通電后，進(jìn)入工作狀態(tài)。如果為單步工作方式，則停止下來。再經(jīng) 1s 延時(shí)，按照 4→ 3→ 2→ 1 的順序，依次間隔 2s 噴水，然后一起噴水。 d 花樣選擇開關(guān)在位置 4 時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕后，按照 1→ 2→ 3→ 4 的順序，依次間 隔 2s 噴水，然后一起噴水。如此交替運(yùn)行 15s 后， 4 組噴頭全噴水， 30s后，如果為單步工作方式，則停止下來。如果為連續(xù)工作方式，則繼續(xù)循環(huán)下去。 b 花樣選擇開關(guān)在位置 2 時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕后， 1 號(hào)噴頭噴水，延時(shí) 2s 后， 2 號(hào)噴頭噴水，再延時(shí) 2s 后， 3 號(hào)噴頭噴水，又延時(shí) 2s 后， 4 號(hào)噴頭噴水。 18s 后，如果為單步工作方式，則停止下來?，F(xiàn)考慮 四種噴水花樣。 （ 3）當(dāng)單步 /連續(xù)開關(guān)在單步位置時(shí)，噴泉只能按照花樣選擇開關(guān)設(shè)定的方式，運(yùn)行一個(gè)循環(huán)。 花樣噴泉控制要求 （ 1）按下啟動(dòng)按鈕，噴泉控制裝置開始工作；按下停止按鈕，噴泉控制裝置停止工作。 圖 噴泉控制系統(tǒng)總體方案 控制信號(hào) 控制各個(gè)泵，閥門 組態(tài)軟件 控制泵和閥門的 PLC 操作員 泵 1 泵 2 閥門 1 閥門 2 3 花樣噴泉的設(shè)計(jì)方案 花樣噴泉模型 某廣場的花樣噴泉示意圖如 所示。上位機(jī)編寫組態(tài)軟件對(duì)噴泉的工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。 PLC 對(duì)噴泉的水泵進(jìn)行時(shí)序控制，產(chǎn)生各種不同的噴水造型。 經(jīng)過以上三種控制系統(tǒng)的可行性分析可以看 出，以 PLC 為下位機(jī)， PC 機(jī)為上位機(jī)組成的 控制系統(tǒng)是此次設(shè)計(jì)噴泉控制系統(tǒng)的最佳方案。使設(shè)計(jì)者會(huì)有更多的選擇余地。且 PLC 通常都支持現(xiàn)場總線，會(huì)使得系統(tǒng)通信得到有利保障，更適合實(shí)現(xiàn)上位機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。對(duì)于噴泉控制系統(tǒng)這樣，被控對(duì)象主要是設(shè)備連鎖、回路很少，采用 PLC 較為合適。運(yùn)行時(shí)按存儲(chǔ)程序的內(nèi)容逐條執(zhí)行，以完成工藝流程要求的操作。它以存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和運(yùn)算等操作的指令；并通過數(shù)字輸入和輸出操作，來控制各類機(jī)械或生產(chǎn)過程 [1719]。隨著工廠自動(dòng)化程度的不斷提高和 PLC市場容量基數(shù)的不斷擴(kuò)大，在自動(dòng)化領(lǐng)域占據(jù)著十分重要的位置。如圖 所示。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)、控制技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和用戶需求的不斷提高， PLC 在開關(guān)量處理的基礎(chǔ)上增加了模擬量處理和運(yùn)動(dòng)控制等功能 [16]。 PLC 噴泉控制系統(tǒng) 自二十世紀(jì)六十年代美國推出可編程邏輯控制器（ Programmable Logic Controller， PLC）取代傳統(tǒng)繼電器控制裝置以來， PLC 得到了快速發(fā)展，在世界各地得到了廣泛應(yīng)用。 圖 工控 機(jī)控制系統(tǒng) 對(duì)于工控機(jī)作為噴泉控制系統(tǒng)，由于噴泉控制系統(tǒng)的環(huán)境相對(duì)工業(yè)控制環(huán)境要好得多，而且噴泉控制系統(tǒng)對(duì)連續(xù)長時(shí)間工作的能力要求也不是很高，用工控機(jī)設(shè)計(jì)噴泉控制系統(tǒng)實(shí)屬有些大材小用。 4） 要求具有連續(xù)長時(shí)間工作能力。 2） 機(jī)箱內(nèi)有專用底板，底板上有 PCI 和 ISA 插槽。 工控機(jī) 特點(diǎn) 工控機(jī)通俗的說就是專門為工業(yè)現(xiàn)場而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)，而工業(yè)現(xiàn)場一般具有強(qiáng)烈的震動(dòng)，灰塵特別多，另有很高的電磁場力干擾等特點(diǎn)，且一般工廠均是連續(xù)作業(yè)即一年中一般沒有休息。 工控機(jī)噴泉控制系統(tǒng) 工控機(jī)即工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，但現(xiàn)在更時(shí)髦的叫法是產(chǎn)業(yè)電腦或工業(yè)電腦，英文簡稱IPC，全稱 Industrial Personal Computer。而且，由于噴泉控制系統(tǒng)很少會(huì)有批量生產(chǎn)的情況，對(duì)于小規(guī)模制作時(shí)， PCB 印刷電路板的制作成本是很高的。由于單片機(jī)的價(jià)格比較便宜，所以大批量生產(chǎn)時(shí)的性 能價(jià)格比很高。其他單片機(jī)，如凌陽公司的 SPCE061A 16 位單片機(jī)，美國 TEXAS INSTRUMENTS 公司的 MSP430 系列單片機(jī)， ARM（ Advanced RISC Machine）嵌入式單片機(jī)等都是各有優(yōu)點(diǎn)，在不同的領(lǐng)域中有著很好的應(yīng)用。特別適用于實(shí)時(shí)工業(yè)測(cè)量控制、智能化儀器儀表和家用電器控制等應(yīng)用系統(tǒng) [13]。 由于單片機(jī)在一塊小芯片上就集成了一臺(tái)計(jì)算機(jī)有具備的功能，所以其在工業(yè)控制中占據(jù)很重要的地位。通過上位機(jī)（ PC）與 PLC 之間的通訊來監(jiān)控噴泉的狀態(tài)與效果，進(jìn)而控制電動(dòng)機(jī)，以達(dá)到順利實(shí)現(xiàn)工業(yè)控制的要求及目的，同時(shí)還要達(dá)到低功耗、高性價(jià)比、運(yùn)行安全可靠等基本要求。 設(shè)計(jì)的主要研究內(nèi)容及安排 本設(shè)計(jì) 根據(jù)生活當(dāng)中出現(xiàn)的一些情況，以花樣噴泉為研究對(duì)象，結(jié)合了大量資料及文獻(xiàn)，研究花樣噴泉的控制問題，設(shè)計(jì)出一套可行性較高的噴泉控制系統(tǒng)。 水幕激光：采用特殊的入映機(jī)播放，使用的影片也是專門為水幕電影特制的影帶。 跑泉：多個(gè)噴頭，按時(shí)序控制，構(gòu)成各種形態(tài)瞬時(shí)變化的水型。漂浮式噴泉制作、安裝工藝技術(shù)性強(qiáng)，但維護(hù)方便，易于保養(yǎng)。 另一種是完全利用高科技的噴泉設(shè)施進(jìn)行布景， 這類水景近年來在建筑領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，發(fā)展速度很快，種類繁多， 如音樂噴泉 、 跑泉 、 干池旱泉 、 水幕電影 、 移動(dòng)浮圈 、 噴火水泉 、 激光噴泉等等 [910]。 這就達(dá)到了噴泉應(yīng)該體現(xiàn)的價(jià)值。我國是一個(gè)缺水的國家，節(jié)水是 我國的 基本國策，噴泉要提倡循環(huán)用水，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮減少噴水的霧化