【正文】 要求，一部分建筑、園林、水利的設(shè)計院、研究所及大專院校，綜合了土建結(jié)構(gòu)、給排水、機電控制等傳統(tǒng)的專業(yè)技術(shù)，加上當(dāng)時先進的單片機，通過電磁閥和直流電機調(diào)速實行變量控制，設(shè)計出一批噴泉、水景。 課題設(shè)計的目的和意義 本文根據(jù)生活當(dāng)中出現(xiàn)的一些情況，以花式噴泉為研究對象，結(jié)合了大量資料及文獻，研究花樣噴泉的控制問題，整 理出一套可行性較高的噴泉控制系統(tǒng)。 在設(shè)計當(dāng)中，可能 出現(xiàn)幾個開關(guān)同時按 ，因此在所有花樣中設(shè)置了互鎖，具有更大的安全保障。 課 題 設(shè)計的內(nèi)容 本設(shè) 計將在以下幾個方面對花樣噴泉的控制系統(tǒng)進行研究和論證。綜合花樣噴泉的類別和各類的特點和要求，在本課題中主要研究能有三種噴水花樣可供選擇。本課題設(shè)計的花樣噴泉要求運行速度準(zhǔn)確度高，在花樣噴泉的格層檢測系統(tǒng)中選用在工業(yè)自動控制上大量運用的具有檢測精度高、壽命長、穩(wěn)定性能好的接近傳感器，運用感應(yīng)器的開關(guān)量信號輸入給plc 來實現(xiàn)控制。 （ 3）花樣噴泉控制系統(tǒng)軟件 的設(shè)計。 3 2 系統(tǒng)控制方案的確定 花樣噴泉控制系統(tǒng)的 設(shè)計總框圖 在噴泉中，通過按鈕開關(guān)信號來控制 PLC。 （ 2）工作方式看： PLC 串行工作，不受制約。 （ 4）定時、計數(shù)看： PLC 時鐘脈沖由晶振產(chǎn)生，精度高，定時范圍寬，有記憶功能。 系統(tǒng)設(shè)計的基本步驟 在花樣噴泉控制系統(tǒng)的設(shè)計過程中主要考慮以下幾點： （ 1）深入了解和分析花樣噴泉的工藝條件和控制要求。根據(jù)花樣噴泉控制系統(tǒng)的功能要求，確定系統(tǒng)所需的輸入、輸出設(shè)備。 （ 3）根據(jù) I/O 點數(shù)選擇合適的 PLC 類型。 （ 5）設(shè)計花樣噴泉系統(tǒng)的梯形圖程序，根據(jù)工作要求設(shè)計出周密完整的梯形圖（ 6）程序，這是整個花樣噴泉系統(tǒng)設(shè)計的核心工作。 系統(tǒng)控制方案 花樣噴泉系統(tǒng)的控制要求如 下： （ 1）按下啟動按鈕，噴泉裝置開始工作，按下停止按鈕，噴泉控制裝置停止工作。 （ 3） 花樣選擇開關(guān)在位置 1 時，按下啟動按鈕后，首先 4 每隔兩秒依次噴水，然后四個噴水管同時噴水 18 秒后停止，如果為單步模式方式，則停下來。 （ 4） 花樣選擇開關(guān)在位置 2 時，按下啟動按鈕后，先 4 同時噴水兩秒然后停止，同時 3 同時噴水兩秒然后停止，交替運行 5 次后四個噴水管同時噴水 10 秒停止，如果為單步模式方式，則停下來。 （ 5） 花樣選擇開關(guān)在位置 3 時，按下啟動按鈕后，先 4 順序噴水，間隔兩秒，然后同時噴水 10 秒后，按 3 順序停噴，間隔兩秒，如果為 5 單步模式方式，則停下來。 （ 6） 花樣選擇開關(guān)在位置 4 時，按下啟動按鈕后， 1 號、 4 號噴頭同時噴水，延遲 4S 后， 2 號、 3 號噴頭同時噴水， 1 號、 4 號噴頭停止噴水。如果為單步模式方式，則停下來。 花樣噴泉池示意圖如圖 所示： 圖 控制面板 系統(tǒng)的控制面板圖如圖所示。 6 圖 在圖 上 ， 4 表示 花樣一、 二 、三、四檔。 7 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計 可編程控制器（ PLC）的選擇 PLC 概述 可編程控制器，英文稱 Progammable Controller,簡稱 PLC，本課題中用 PLC作為它的簡稱。它源于繼電器控制技術(shù)，但基于電子計算機。 PLC 有豐富的指令系統(tǒng)，有各種各樣的 I/O 接口、通信接口，有大容量的內(nèi)存，有可靠的自身監(jiān)控系統(tǒng)。 PLC 的選型 （ 1）對輸入 /輸出點的選擇 盲目選擇點數(shù)多的機型會造成一定浪費。 （ 2）對存儲容量的選擇 對用戶存儲容量作粗略的估算。（ 4）對 PLC 結(jié)構(gòu)形式的選擇 在相同功能和相同 I/O 點數(shù)據(jù)的情況下，整體式比模塊式價格低。 PLC 的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計： 8 當(dāng)用 PLC 進行網(wǎng)絡(luò)設(shè)計時，其難度比 PLC 單機 控制大得多。若用圖形編程器或軟件包編程，則可直接編程，若用手持編程器編程，應(yīng)先畫出梯形圖，然后編程，這樣可少出錯，速度也快。 從上面的分析可以知道，系統(tǒng)共有開關(guān)量輸入點 8 個，開關(guān)量輸出點 4 個，參照三菱 FX PLC 產(chǎn)品目錄及市場實際價格，選用主機為 FX1N19MR 的 PLC 為系統(tǒng)核心控制 . 水泵的選型 泵是一種面大量廣通用型號機械設(shè)備，它廣泛地應(yīng)用于石油、化工、電力、冶金、礦山、選船、輕工、農(nóng)業(yè)、民用和國防各部門，在國民經(jīng)濟中占有重要的地位。但是目前在國民經(jīng)濟各個領(lǐng)域中，由于選型不合理，許多的泵處于不合理運行狀況，運行效率低，浪費了大量能量。由此可見，合理選泵對節(jié)約能源同樣具有重要意義。具體來說，有以下幾個方面：必須滿足使用流量和揚程的要求，即要求泵的運行工次點經(jīng)常保持在高效間運行，這樣既能剩動力又不易損壞。具有良好的抗氣蝕性能，這樣既能減小泵房的開挖深度，又不使水泵發(fā)生氣蝕，運行平衡、壽命長。 （ Q） 泵的流量市直單位時間所排出的液體的數(shù)量。 （ H） 泵的揚程是指單位重量的液體通過泵所增加的能量。單位為米液柱高度，習(xí)慣上省去“液柱”，以米（ m）表示。 （ n） 轉(zhuǎn)速是指泵葉輪每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)，以 n 表示，單位為轉(zhuǎn) /分（ r/min）。 （ ns） 在前述水泵型號中，有些型號的組成部分有比轉(zhuǎn)數(shù)這個參數(shù)。 功率是指機組在單位時間內(nèi)作功的大小。 （ 1）有效功率 它是出丟水泵內(nèi)部損失功率后，純用于羊水所消耗的功率，因此又稱為凈功率、 輸出功率或水馬力。 （ 2）軸功率 它是動力機傳給水泵軸上的功率，因此稱為軸功率或輸入功率。 10 （ 3）配套功率 它是指水泵應(yīng)選配的動力機的功率，一次又稱有用功率。 （ n） 效率是指有效功率與軸功率的比值，因此他是反映泵對動力所給予的功率利用程度的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)。 選擇步驟 （ 1）列出 基本數(shù)據(jù)： ：介質(zhì)名稱、比重、粘度、腐蝕性、毒性等。 ，一般工業(yè)用泵在工藝流程中可以忽略管道系統(tǒng)中的泄漏量， ，吸水池壓力，排水池壓力，管道系統(tǒng)中的壓力降。 ，應(yīng)考慮留有一定的余量。 由于噴泉的水泵必須滿足大功率快速精確啟停，我選用品牌為 DESHB(德士比 )的 噴泉泵。設(shè)計合理、性能優(yōu)良 ； 經(jīng)久耐用、安全可靠。 葉輪具有防松裝置 ，不怕反轉(zhuǎn) 。梯形圖與電器控制系統(tǒng)的電路圖很相似，具有直觀易懂的優(yōu)點，很容易被工廠電氣人員掌握，特別適用于開關(guān)量邏輯控制。 Developer 編程軟件的操作方法 本 文 采用的編程軟件為 GX Developer 編程軟件，具體的操作方法如下： 打開 GX Developer 編程軟件，之后點擊文件，在下拉菜單欄里點擊“創(chuàng)建新工程 ”在選擇 FXCPU/FX1N(C)，確定打開后可以繪制梯形圖編本課題的程序。 輸入端口表 ： 輸入 X000 花樣 1 檔 (SB0) X001 花樣 2 檔 (SB1) X002 花樣 3 檔 (SB2) X003 花樣 4 檔 (SB3) X004 單 步 (SB4) X005 連續(xù) (SB5) X006 啟動 (SB6) X007 停止 (SB7) 輸入端口表 12 輸出端口 表 ： 輸出 Y000 1 號噴頭 (KM1) Y001 2 號噴頭 (KM2) Y002 3 號噴頭 (KM3) Y003 4 號噴頭 (KM4) 輸出端口 表 圖 13 輸入信號 啟動按鈕 SB7，花樣選擇位置 1 開關(guān) SB1，花樣選擇位置 2 開關(guān) SB2，花樣選擇 位置 3 開關(guān) SB3，花樣選擇位置 4 開關(guān) SB4， 單步、連續(xù)開關(guān) SB5 停止按鈕 SB6:。 14 花 樣 1： 圖花樣 此 花樣檔 是 4 每隔兩秒依次噴水，然后四個噴水管同時噴水 18秒后停止 15 花樣 2： 圖花樣 此 花樣檔是 先 4 同時噴水兩秒然后停止，同時 3 同時噴水兩秒然后停止，交替運行 5 次后四個噴水管同時噴水 10 秒停止 16 花樣 3： 圖 花樣 此 花樣檔是 先 4 順序噴水，間隔兩秒，然后同時噴水 10 秒后，按 3 順序停噴，間隔兩秒 。如此交 替運行 40S 后， 4 組噴頭全噴水，運行 3S 后停止。 （ 2）直接 運行 程序，觀察時 序圖的 輸出波 形 是 否 正 確 。但還是遇到許多的問題，比如在輸入程序時的不小心，或者出現(xiàn)程序錯誤，由于是四種花樣工作，設(shè)計了自鎖，調(diào)試工程 中， 由于 雙線圈不工作，所以用其他方法代替 ，在自己設(shè)計程序的時候沒有輸入復(fù)位指令，導(dǎo)致程序不能調(diào)用現(xiàn)象。 20