【正文】 主要內(nèi)容： 本設(shè)計主要是想通過對 花式噴泉 硬件和軟件的組成，以我們專業(yè)學(xué)習(xí)的可編程控制器（ PLC）的知識為基礎(chǔ)，深入了解和分析電梯控制系統(tǒng)的的結(jié)構(gòu)和運作，達(dá)到對所學(xué)知識的應(yīng)用和延伸。隨著可編程控制器在我國的迅速發(fā)展，對花式噴泉的控 制要求也越來越高，使得越來越多的控制部分需要可編程控制器來實現(xiàn)。對花式 噴泉 的控制 系統(tǒng)的總體功能進(jìn)行了分析，闡述了可編程控制器的組成和工作原理。 本設(shè)計改善了噴泉系統(tǒng)的控制品質(zhì)，并真正地達(dá)到了實時控制的要求。只是在展覽館等公共建筑和公園里能見到一些中、小噴泉，產(chǎn)品的水平也是簡單、粗放的。得到了良好的社會反映和社會效益。 二十世紀(jì)九十年代以后，社會主義市場經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，全國城市建設(shè)速度加快，人們也追求高質(zhì)量的文化生活和環(huán)境美。噴泉走出公園、園林的圍墻和廣場的中心，深入延伸到人們的各個社會活動場所。專業(yè)技術(shù)人員把計算機技術(shù)、信息技術(shù)，以及聲、光、電、霧、火、激光、音樂、水幕電影 等學(xué)科的技術(shù)應(yīng)用到噴泉之中，把噴泉行業(yè)的技術(shù)水平推上了一個新的層面，開拓了廣闊的應(yīng)用空間，噴泉行業(yè)得到了快速發(fā)展。一些大學(xué)和中專的建筑、園林專業(yè)也開設(shè)了水景、噴泉課程，為噴泉行業(yè)的今后發(fā)展提供了知識儲備。 安徽工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 噴泉的應(yīng)用狀況 人們對噴泉的造景功能、娛樂功能、環(huán)保功能認(rèn)識的提高，開拓了噴泉的應(yīng)用范圍 。在商業(yè)廣場、購物中心以及 一些景點 的大型激光彩色音樂噴泉，其動感十足的 “ 水表演 ” ，既歡快、跳躍，又抒情、富有詩意的 “ 水舞蹈 ” ，有些噴泉配之以水幕電影，給人們以變幻無窮，絢麗多姿的視聽效果。噴泉進(jìn)入了住宅小區(qū)，多與建筑小品和雕塑相映、相伴，既有中、老年人們喜愛的幽靜 、典雅的風(fēng)格，也有適于兒童嬉水，趣味十足的形式。商場內(nèi)、酒樓里的噴泉小巧、別致，既調(diào)節(jié)了室內(nèi)小氣候，又增添了畫意。噴泉 在 電視轉(zhuǎn)播廳和大型歌舞上頻頻出現(xiàn)，調(diào)諧得當(dāng)?shù)乃魏嫱兄莩龅男Ч?。噴泉是藝術(shù)和技術(shù)的結(jié)合物，建筑藝術(shù)、園林藝術(shù)、美術(shù)以至引伸到人文學(xué)、文學(xué)藝術(shù)、音樂藝術(shù)等都能蘊含到噴泉的設(shè)計、創(chuàng)作中。在噴泉方案的制作上，短短的幾年時間就從手工制圖發(fā)展到 photo shop 圖片再發(fā)展到三維動畫制作的光盤描繪的動態(tài)噴水方案，計算機技術(shù)極大地豐富和開拓了人們的思維空間。噴泉的專用產(chǎn)品，設(shè)備也在不斷地更新?lián)Q代，新材料、新技術(shù)的采用，環(huán)保型的產(chǎn)品更加安全、可靠，售后服務(wù)周到、及時，這些都為噴泉的良性發(fā)展提供了技術(shù)支撐，使 得大多數(shù)的噴泉在美化環(huán)境之外，還發(fā)揮了良好的生態(tài)效應(yīng)社會效益和廣告效應(yīng)等間接的經(jīng)濟(jì)效益。否則將對噴泉行業(yè)的健康發(fā)展產(chǎn)生負(fù)面影響。 （ 2） 細(xì)部設(shè)計的不合理直接影響作品效果。 （ 4） 節(jié)能、節(jié)水、環(huán)保問題應(yīng)引起足夠的重視。有些噴泉的設(shè)計，只注意了流量、工作壓力等技術(shù)指標(biāo)，忽視了流態(tài)效果這個重要因素，水造型效果差。而目前的一些超高水柱，水柱密實段短，破裂段和霧化段長，水柱直徑與噴水高度相比顯得細(xì)小單薄，抗風(fēng)能力差，水柱很容易被吹散飄移，這就是有關(guān)參數(shù)選配不合理所致。細(xì)部設(shè)計不合理，是技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)差的表現(xiàn)，需要在設(shè)計階段給予 解決。我國是一個缺水的國家，節(jié)水是基本國策，噴泉要提倡循環(huán)用水，設(shè)計時應(yīng)考慮減少噴水的霧化，飄移損失。 噴泉的種類 噴泉景觀概括來說可以分為兩大類：一是因地制宜，根據(jù)現(xiàn)場地形結(jié)構(gòu)，仿照天然水 景制作而成，如：壁泉、涌泉、霧泉、管流、溪流、瀑布、水簾、跌水、水濤、漩渦等。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， 普通噴泉分音樂噴泉、程控噴泉、旱地噴泉、跑動噴泉、光亮噴泉、趣味噴泉、激光水幕電影、超高噴泉等。漂浮式噴泉制作、安裝工藝技術(shù)性強，但維護(hù)方便，易于保養(yǎng)。 跑泉：多個噴頭，按時序控制，構(gòu)成各 種形態(tài)瞬時變化的水型。 水幕激光：采用特殊的入映機播放，使用的影片也是專門為水幕電影特制的影帶。 設(shè)計的主要研究內(nèi)容及安排 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(xiàn)，研究花式噴泉的控制問題，整理出一套可行性較高的噴泉控制系統(tǒng) 。 安徽工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 2 章 方案分析 主控制器 方案分析 方案 1：使用單片機控制花式噴泉 單片機的特點是控制性能和可靠性高，體積小、價格低、易于產(chǎn)品化。 花式噴泉的原理是利用控制器控制水泵的噴水的方式，此方案采用 AT80C51 系列 單片機作為主控制器來控制噴 泉的噴水方式。 單片機 通 過控制步 進(jìn)電機 來控制 電磁閥 ,實現(xiàn)對噴頭流量 的控制 , 從而 使噴泉水姿、燈光色彩 產(chǎn)生 變化。 方案 2：使用 S7200 系列 控制花式噴泉 自 20 世紀(jì) 60 年代中期以來 PLC 產(chǎn)品在電力、冶金、化工等行業(yè)發(fā)揮了重大作用 ,尤其近 20 年來計算機和信息技術(shù)的飛速發(fā)展 ,不斷成倍擴大的功能和成倍降低的價格 ,使 PLC、通訊聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、過程控制軟件都獲得了長足 的 進(jìn)步 ,也使 PLC 的廣泛應(yīng)用成為可能。而且 PLC 在各個工業(yè)部門的應(yīng)用范圍都得到了擴展。三組噴頭組成一定的形狀，并在 PLC 的控制下交替噴水，具體情況見 圖 21 安徽工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 圖 21 三組噴頭示意圖 噴泉的控制要求 有 123 三組噴頭，一點開關(guān)控制啟動，啟動后， 1 組先噴五秒，然后 23 兩組同時噴且 1 組停，五秒后 2 組停，在五秒后 3 組停，而 12 兩組又同時噴，再經(jīng)過兩秒， 3 組也開始噴，持續(xù)五秒后，全部停止噴水，再過三秒后重復(fù)前述過程。 l987 年國際電工技術(shù)委員會（ International Electrotechnical Commission， IEC）頒布的 PLC 標(biāo)準(zhǔn)草案對 PLC 做了如下定義：“ PLC 是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運算操作的電子裝置。 PLC 及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設(shè)計。這種由繼電 器構(gòu)成的控制系統(tǒng)存在明顯的缺點，尤其是對生產(chǎn)工藝多變的系統(tǒng)適應(yīng)性較差。第 2 年，美國數(shù)字設(shè)備公司（ DEC）就研制出了第一臺 PLC，將其應(yīng)用于美國通用汽車自動裝配生產(chǎn)線上，并取得了極大的成功。 PLC 初創(chuàng)階段的代表產(chǎn)品有 MODICON 公司的 08 AB 公司的 PDQIl、 DEC 的PDP． 14 和日立公司的 SCY． 022 等。它的 CPU 由中小規(guī)模的數(shù)字集成電路組成，在 I／ O 接口電路上做了改進(jìn)以適應(yīng)工業(yè)控制現(xiàn)場的要求，它的控制功能比較簡單。 而通用汽車公司（ GM）公司為了適應(yīng)生產(chǎn)工藝不斷更新的需求，從用戶角度提出了新一代控制器應(yīng)具備的 10 項指標(biāo)： (1)編程方便可現(xiàn)場修改程序 (2)維修方便采用模塊化結(jié)構(gòu) 安徽工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） (3)可靠性高于繼電器控制裝置 (4)體積小于繼電器控制組裝置 (5)具有數(shù)據(jù)通信功能數(shù)據(jù)可直接送入計算機管理 (6)成本可與繼電器控制系統(tǒng)競爭 (7)輸入可為市電 (8)輸出可為市電容量要求在 2A 以上，可直接驅(qū)動接觸器、電磁閥等 (9)易于擴展擴展時原系統(tǒng)改變最小 (10)用戶存儲器大于 4KB 根據(jù)這 10 項指標(biāo)，美國數(shù)字設(shè)備公司 (DEC 公司 )于 1969 年研制出了世界上第一臺可編程控制器 PDP14，并在 GM 公司的汽車生產(chǎn)線上使用成功，可編程控制器自此誕生 。 (2) PLC 發(fā)展歷史 自第一臺可編程控制器問世以來，可編程控制器的發(fā)展與計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)及通信技術(shù)等高新技術(shù)的發(fā)展是緊密相關(guān)的。目前，可編程控制器以實現(xiàn)從“單片機控 制自動化 —— 生產(chǎn)線控制自動化 —— 全廠生產(chǎn)自動化”的三級解決方案，成為工業(yè)自動化的核心控制設(shè)備。 (1) 從 1969 年到 20 世紀(jì) 70 年代中期 這一階段可編程控制器主要用于邏輯運算和技術(shù)技術(shù)運算其中央處理器由中小規(guī)模數(shù)字集成電路組成存儲器為此信存儲器，控制功能比較簡單。由于這些產(chǎn)品主要完成邏輯運算功能，因此，被稱為可編程序邏輯控制器（ PLC）?？删幊炭刂破鞯拿Q碎屑為 PC，但為了于個人計算機的名稱縮寫 PC 相區(qū)別，通常還把可編程控制器簡稱為 PLC。在此期間，國際電工委員會頒布了 PLC 標(biāo)準(zhǔn)，似的 PLC 向標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展。 (4) 20 世紀(jì) 90 年代至今 這一階段 PLC 繼續(xù)得到快速發(fā)展，系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)通信、熱備冗余方面都有了長足的進(jìn)步，成為了一種功能強大 的、成熟的控制系統(tǒng)。產(chǎn)品系列不斷豐富，互通功能得到了較大的發(fā)展，系統(tǒng)性能日趨可靠、完善。這是， PLC已不是單純意義上的可編程控制器了，而是一種完全的過程系統(tǒng)。 (3) PLC 的構(gòu)成 從結(jié)構(gòu)上分， PLC 分為固定式和組合式（模塊式）兩種。模塊式 PLC 包括 CPU 模塊、 I/O 模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。 PLC 由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很 高的可靠性。一些使用冗余 CPU 的 PLC 的平均無故障工作時間則更長。此外， PLC 帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報信息。這樣，整個系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場合。近年來 PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使 PLC 滲透到了位置控制、溫度控制、 CNC 等各種工業(yè)控制中。 3 易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎 PLC 作為通用工業(yè)控制計算機，是面向 工礦企業(yè)的工控設(shè)備。梯形圖語言的圖形符號與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用 PLC 的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實現(xiàn)繼電器電路的功能。 4 系統(tǒng)的設(shè)計、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造 PLC 用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計及建造的周期大為縮短，同時維護(hù)也變得容易起來。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合