基于PLC控制的花樣噴泉系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計

1、SJ005-1CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY畢業(yè) 設(shè) 計 說 明 書題目：基于PLC控制的花樣噴泉系統(tǒng)設(shè)計二級學(xué)院： 延陵學(xué)院 專 業(yè): 電氣工程與其自動化 班級：學(xué)生：學(xué)號：指導(dǎo)教師：職稱：評閱教師：職稱： 2013 年 6 月- 41 - / 49摘要花樣噴泉是近年來出現(xiàn)的一種園林建筑與花樣觀賞相結(jié)合的一種產(chǎn)物。得益于可編程控制器（Programmable Logic Controller,簡稱PLC）在我國的迅速發(fā)展，使得對花樣噴泉的控制要求也越來越高，這樣使得越來越多的控制部分需要可編程控制器來實現(xiàn)。使用PLC控制花樣噴泉，具有運(yùn)行可靠，使用方便，控

2、制程序設(shè)計簡單等優(yōu)點(diǎn)。我們結(jié)合任務(wù)設(shè)計書的要求，以4環(huán)音樂花樣噴泉為研究對象，采用三菱FX2N系列PLC控制器做為花樣音樂噴泉的控制器。對花樣噴水池的控制系統(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。并且提出噴水池的硬件的各種組成模塊和詳細(xì)的硬件模塊設(shè)計方案，以與軟件的設(shè)計和程序的編寫，我們力求改善了噴泉系統(tǒng)的控制品質(zhì)，以達(dá)到實時控制的要求，希望音樂噴泉能夠得到新的發(fā)展。關(guān)鍵詞：可編程控制器（PLC）；花樣噴泉；控制系統(tǒng)AbstractPattern fountain is a landscape architecture in recent years combined wi

3、th the pattern ornamental product. Thanks to the programmable controller (Programmable Logic Controller, PLC) in China's rapid development, control requirements have become more sophisticated pattern fountain, this allows more and more control part of the programmable controller.Using PLC contro

4、l pattern fountain, with the advantages of reliable operation, the use of reliable operation, simple design control procedures. In this paper, the taskdesign document, than 4 ring music pattern fountain as the research object, Mitsubishi FX2N series PLC controller as the controller of the pattern mu

5、sical fountain. The overall function of the pattern fountain control system analysis of the composition and working principle of the programmable controller. And made the fountain hardware building blocks and the hardware module design, the design of improved the fountain system control quality, in

6、order to achieve real-time control requirements.Keyword: Programmable Logic ControllerPlc; Pattern fountain; Control system目錄摘要IAbstractII第1章緒論- 1 -1.1噴泉的發(fā)展- 1 -1.1.1 噴泉在我國的發(fā)展- 1 -1.1.2 噴泉的應(yīng)用狀況- 2 -1.1.3 現(xiàn)代噴泉中遇到的問題- 2 -1.2 噴泉的種類- 2 -1.3 噴泉中的一些新技術(shù)- 3 -1.4 設(shè)計的主要研究容和安排- 3 -1.5 本章小結(jié)- 3 -第2章系統(tǒng)控制方案的確定- 4

7、-2.1 主控制器方案分析與選擇- 4 -2.2 噴泉控制方案的分析與選擇- 5 -2.3 噴泉的控制要求- 6 -2.4 本章小結(jié)- 9 -第3章花樣噴泉的硬件設(shè)計- 10 -3.1 硬件的選擇- 10 -3.1.1 PLC的概述- 10 -3.1.2 PLC的選擇方案- 10 -3.1.3 水泵的選擇方案- 12 -3.1.4 噴頭的選擇- 12 -3.1.5 電機(jī)與變頻器的選擇- 15 -3.1.6 電磁閥的選擇- 16 -3.1.7 接觸器和固態(tài)繼電器的選擇- 16 -3.2 控制面板的設(shè)計- 17 -3.3 本章小結(jié)- 17 -第4章花樣噴泉系統(tǒng)的軟件設(shè)計- 18 -4.1 花樣噴泉

8、的PLC控制流程圖- 18 -4.2 I/O模塊的選擇- 19 -4.2.1 PLC I/O分配簡介- 19 -4.2.2 開關(guān)量輸出模塊的選擇- 20 -4.2.3 模擬量I/O模塊的選擇- 20 -4.2.4 特殊功能模板的選擇- 20 -4.3 系統(tǒng)I/O的分配表- 20 -4.4 PLC的外部接線圖- 21 -4.5 音樂控制部分- 22 -4.6 編程軟件的使用- 23 -4.7 系統(tǒng)的主程序設(shè)計- 25 -4.7.1 啟動和停止的設(shè)計- 25 -4.7.2 花樣噴泉控制的的設(shè)計- 25 -4.8 系統(tǒng)程序的可行性- 26 -4.9 本章小結(jié)- 26 -第5章系統(tǒng)的仿真與調(diào)試- 27

9、 -5.1 仿真軟件的選擇- 27 -5.2 系統(tǒng)的調(diào)試- 28 -第6章總結(jié)- 31 -參考文獻(xiàn)- 32 -致- 34 -附錄 A- 35 -附錄 B- 38 -附錄 C- 39 -附錄D- 40 -第1章 緒論1.1 噴泉的發(fā)展1.1.1 噴泉在我國的發(fā)展我國在二十世紀(jì)八十年代初，噴泉只是做為一個技術(shù)細(xì)節(jié)被建筑師運(yùn)用于排水和園林造景設(shè)計，從設(shè)計到產(chǎn)品制作，當(dāng)時并沒有相對規(guī)?；墓こ贪惭b。只是在游樂園、公園等一些公共建筑中能看到些中、小噴泉，產(chǎn)品的水平也是簡單、粗放的。但是進(jìn)入二十世紀(jì)八十年代之后，隨著祖國整體經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)和發(fā)展，在人民生活水平得到提高的情況下，一部分城市的園林主管部門以與城市

10、的建設(shè)部門將噴泉考慮到園林景區(qū)的改造和城市的規(guī)劃中，但是我們對于噴泉又有了新的要求，這些要求大多數(shù)來自于環(huán)境的美化和我們對于文化氛圍的營造，一些水利、建筑單位、園林規(guī)劃單位、和許多研究所以與大專院校，在給排水、機(jī)電控制、土建結(jié)構(gòu)等以前所傳統(tǒng)擁有的技術(shù)得到了融合之后，并且由于當(dāng)時單片機(jī)的運(yùn)用，單片機(jī)也出現(xiàn)在噴泉的設(shè)計中來，通過直流電機(jī)調(diào)速以與電磁閥來實現(xiàn)變量控制，良好的社會反映和社會效益給予了那些噴泉水景設(shè)計師們很大的鼓勵。在這個時期，從事專業(yè)設(shè)計和生產(chǎn)的一些加工廠和公司開始步入了建設(shè)和發(fā)展，這為之后噴泉的專業(yè)發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)，提供了強(qiáng)有力的力量。進(jìn)入了二十世紀(jì)九十年代，迅速的發(fā)展的社會主義

11、市場經(jīng)濟(jì)，使得全國城市建設(shè)速度加快，人們對于文化生活的質(zhì)量以與環(huán)境審美意識得到了進(jìn)一步的提升。噴泉的迅速發(fā)展響應(yīng)了市場對于噴泉的強(qiáng)大需要，這時候的噴泉不光出現(xiàn)在公園里面、也不在是園林和市場中心設(shè)計的專利，在人們的各個社會活動場所都得到了延生。眾多從事專業(yè)噴泉設(shè)計和生產(chǎn)的公司以與工廠開始出現(xiàn)，如同雨后春筍般的迅速發(fā)展。從事噴泉設(shè)計的專業(yè)技術(shù)人員把他們所學(xué)到信息技術(shù)以與計算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到噴泉之中，同時電、火、光、霧、聲音、音樂、激光特效、水幕電影也被運(yùn)用到噴泉的設(shè)計中來，這使噴泉的發(fā)展得到了一個新的發(fā)展，得到了更廣闊的的運(yùn)用，噴泉行業(yè)也在此期間得到了迅速的發(fā)展。水景噴泉專業(yè)委員會于2001年由中國給

12、水排水設(shè)備分會和中國建筑結(jié)構(gòu)協(xié)會共同成立，行業(yè)組織為所有的專業(yè)生產(chǎn)廠家以與公司和那些城市園林的主管部門和所提供最大的幫助。一些大學(xué)和中專的園林專業(yè)或者建筑系也開設(shè)了水景、噴泉相關(guān)的專業(yè)課程，這為噴泉行業(yè)的之后的蓬勃發(fā)展打下了結(jié)實的知識儲備。噴泉行業(yè)的發(fā)展也進(jìn)入到一個新的階段。1.1.2 噴泉的應(yīng)用狀況 隨著城市化的加速發(fā)展，花樣噴泉在我們身邊已經(jīng)隨處可見，比如在廣場、大廈、小區(qū)等?；訃娙且环N人造的小氣候，在炎熱的夏天可以起到降溫和增濕的作用；也能讓水體充氧，有利于水體提高增強(qiáng)自凈能力，這樣可以防止水體黑臭。人們經(jīng)?？匆妵娙凑找欢ǖ囊?guī)律噴水，景色迷人；花樣噴泉運(yùn)行的靈活性是評價花樣噴泉優(yōu)劣

13、的關(guān)鍵，而這與花樣噴泉的控制系統(tǒng)密切相關(guān)。花樣噴泉可以根據(jù)自己的設(shè)計，設(shè)計出各種不同的花樣，也可以加上燈光、音樂，給人一種很不錯的視覺和聽覺的享受。傳統(tǒng)的噴泉所采用的控制系統(tǒng)一般是由單片機(jī)組成的，通過控制潛水泵，讓其進(jìn)行間歇工作，從而完成各式不同花樣的噴水形態(tài)，可是這種控制系統(tǒng)也存在著缺點(diǎn)，由于采用額定是可控硅做功率開關(guān)元件，所以過電流能力差，長時間的運(yùn)行是不被允許的，需要配置較多的保護(hù)電路；程序的增減、修改和運(yùn)行監(jiān)視不靈活；抗干擾能力差；功率因數(shù)較低等。為了有效解決上述問題，確?？刂葡到y(tǒng)的正常運(yùn)行，我們可以采用PLC控制。PLC具有體積小、功能強(qiáng)、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，且具有較大的靈活性和可擴(kuò)展性

14、的特點(diǎn)，通過改變噴泉的控制程序或者改變方式選擇開關(guān)，就可以改變花樣噴泉的噴水規(guī)律，從而變換出各種各樣，可以適應(yīng)不同季節(jié)、不同場合的噴水要求。1.1.3 現(xiàn)代噴泉中遇到的問題在現(xiàn)在噴泉大勢發(fā)展的今天，我們不能忽視其中產(chǎn)生的問題，只有直面問題，才能想辦法去解決，這樣才能得以更長久、更好的發(fā)展： （1）方案設(shè)計的局限性，使很多噴泉不能得以長久使用。 （2）在細(xì)節(jié)設(shè)計中，未能做到完美，使得很多噴泉缺少部分功能。 （3）質(zhì)量的參差不齊，使得很多廠商和公司的信譽(yù)也受到了影響，影響了噴泉的長期發(fā)展。 （4）節(jié)能、節(jié)水和環(huán)保還需要優(yōu)化，所有的設(shè)計建設(shè)必須考慮到這些方面影響。1.2 噴泉的種類噴泉大概有兩種，一

15、種是因地制宜，根據(jù)場地結(jié)構(gòu)設(shè)計出來的噴泉，第二種是完全根據(jù)人工意愿制造人工的噴泉。第一種是天然水景制造而成的，比如瀑布、水簾、壁泉、涌泉、管流、霧泉、溪流、跌水、水濤、漩渦等。第二種現(xiàn)在則廣泛應(yīng)用與建筑領(lǐng)域，發(fā)展速度快，總類也變得更加的繁多，比如程控噴泉、旱地噴泉、光亮噴泉、跑動噴泉、趣味噴泉、激光水幕噴泉、超高噴泉等。1.3 噴泉中的一些新技術(shù) 在設(shè)計中，我們希望能將花樣噴泉和燈光效果，以與音樂播放聯(lián)系在一起，組成一體的花樣音樂噴泉，播放音樂時，水柱會隨音樂的不同而呈現(xiàn)不同的變化，形成極佳的觀賞性和視覺享受。1.4 設(shè)計的主要研究容和安排我們根據(jù)實際生活中遇到的問題和情況，以花樣噴泉做為我們

16、的研究課題，結(jié)合大量的資料以與文獻(xiàn)，研究花樣噴泉的控制問題，設(shè)計出一套可行性高的、完整的花樣噴泉控制系統(tǒng)。我們的研究容主要是設(shè)計出根據(jù)PLC控制的花樣噴泉系統(tǒng)，為噴泉提供多種的花樣設(shè)計，做成美觀的花樣噴泉。本文同時針對花樣噴泉出現(xiàn)的很多問題做出了一系列研究：噴泉控制系統(tǒng)的組成；花樣噴泉的控制任務(wù)和要求；花樣噴泉的硬件配置和軟件設(shè)計，并且通過仿真軟件進(jìn)行模擬。1.5 本章小結(jié)在該章節(jié)中，我們主要講述了噴泉的國外發(fā)展，以與噴泉的應(yīng)用現(xiàn)狀，同時針對現(xiàn)代的噴泉，指出一些其中存在的問題，我們也提出了關(guān)于噴泉設(shè)計中一些新的技術(shù)，也為我們之后的論文寫作闡述了我們的研究容和我們的安排。第2章 系統(tǒng)控制方案的確

17、定2.1 主控制器方案分析與選擇對于主控制器方案，我們提出如下幾個方案： 方案1：利用單片機(jī)控制花樣噴泉 單片機(jī)的特點(diǎn)是控制性能好，可靠性高，同時具有體積小，價格低廉，便于產(chǎn)品化等。正是由于這些特點(diǎn)，單片機(jī)近年來在智能儀器、機(jī)電一體化產(chǎn)品、實時控制家用電器等多個領(lǐng)域都獲得了極其廣泛的應(yīng)用?；訃娙脑硎抢每刂破骺刂扑玫膰娙膰娝绞健纹瑱C(jī)的成本較低，所以一般適合運(yùn)用于控制小型的花樣噴泉，單片機(jī)通知控制步進(jìn)電機(jī)來控制電磁閥，從而實現(xiàn)對噴頭流量的控制，使噴泉水姿、燈光色彩產(chǎn)生變化。但如果采用單片機(jī)的控制方案，是以可控硅做為功率開關(guān)元件，由于可控硅承受過電壓、過電流的能力較差，所以不能長時間

18、運(yùn)行，這是單片機(jī)控制方案的最大弊端。方案2：使用三菱FX2N PLC控制花樣噴泉20世紀(jì)60年代中期以來，PLC在電力、冶金、化工等剛也發(fā)揮了重大作用。尤其實在進(jìn)20年來計算機(jī)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，不斷成倍擴(kuò)大的功能和成倍降低的價格，使得PLC、通訊聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、過程控制軟件都獲得了長足的發(fā)展，也使PLC得到了更廣泛的應(yīng)用。PLC的優(yōu)點(diǎn)很多，比如：簡單易學(xué)的編程方法；功能強(qiáng)、性價比高；硬件配套齊全、用戶使用方便、適應(yīng)性強(qiáng)；可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)；系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)試工作量少；維修工作量低、維修方便；體積小、能耗低等優(yōu)點(diǎn)。而且PLC在各個工業(yè)部門的應(yīng)用圍都得到了擴(kuò)展。在這次設(shè)計中，在三菱FX2N系

19、列采用PLC作為系統(tǒng)的主控器。三菱FX2N系列PLC具有小型、高速、高性能和方便等特點(diǎn)，相當(dāng)于所有最高等級的FX系列超小型程序裝置。不光可以進(jìn)行輸入輸出1625點(diǎn)的獨(dú)立使用,也可以應(yīng)用在許多基本的組件之間的連接，模擬控制,位置控制和其他廣泛的特殊用途,是一個足以滿足不同的需要的PLC。固定和靈活的系統(tǒng)配置也得到了我們的青睞。我們將連續(xù)擴(kuò)展單元或者擴(kuò)展模塊連接到基本單元中，這樣就能實現(xiàn)16到256的靈活多變的輸入輸出組合。選擇性強(qiáng)大，品種的齊全，16/32/48/64/80/128點(diǎn)的主機(jī)也為我們提供了很多的選擇，而擴(kuò)展板塊最小甚至可以支持8點(diǎn)的擴(kuò)展。我們可以根據(jù)我們自己對于電源和輸出形式的需要

20、去選擇。高性能的程序容量也讓人很是安心，800步RAM置于其中，不光可以使用存儲盒，而且可以輸出注釋，16K步也是他的最大可能的擴(kuò)充。根據(jù)課題的設(shè)計要求，我們利用三菱FX2N PLC控制電磁閥，從而達(dá)到對噴泉流量的控制，產(chǎn)生各種不同花樣的噴泉。2.2 噴泉控制方案的分析與選擇 根據(jù)設(shè)計要求，我設(shè)計出如下圖2-1 的噴泉模型：圖 2-1 花樣噴泉布局示意圖采用PLC對噴泉進(jìn)行控制，在花樣噴泉時序確定的前提下，我們可以通過改變時序或者控制開關(guān)來實現(xiàn)控制方式的改變，這樣可以達(dá)到呈現(xiàn)各種不同噴水狀態(tài)的要求。如圖 1 ，其中1為外環(huán)形狀噴水管，2為次外環(huán)形狀噴水管，3為環(huán)噴水管，4為中心噴水管。在本次設(shè)

21、計中，噴泉控制閥選用電磁閥，考慮到電磁閥的驅(qū)動，以與同時驅(qū)動的個數(shù)和環(huán)保等問題，我們選用小功率電磁閥。根據(jù)電磁閥的選用要求，我們可以確定PLC的輸出功率為小功率，I / O 個數(shù)應(yīng)該小于15個，在綜合噴泉的工作性質(zhì)，PLC對環(huán)境濕度的要求比較高，最后我們綜上，選擇三菱FX2N系列PLC做為控制。在設(shè)計中，我們對花樣噴泉進(jìn)行優(yōu)化，加入了音樂的元素，將花樣噴泉與音樂相結(jié)合，做成音樂花樣噴泉。音樂噴泉的原理是利用從電腦聲卡中采集出來的音樂信號，一路由音響設(shè)備直接播放；一路把從音響設(shè)備揚(yáng)聲器兩端取得的電流信號，送入三菱FX2N系列PLC模擬模塊進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，PLC可以利用限幅和濾波等處理方式將我們轉(zhuǎn)換

22、過來的數(shù)字量進(jìn)行分析，之后模擬量模塊中的D/A輸出口就可以進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換，0-10V的直流電壓信號就是被這樣輸出的，這時候我們就可以將上面得到的直流電壓信號發(fā)送到變頻器所在的控制端子。信號一但被接受，變頻器就會開始迅速啟動，水泵電機(jī)會隨之轉(zhuǎn)動，同時會跟隨音樂頻率做出改變，這樣我們就完成了所需要的噴泉所產(chǎn)生的花樣與優(yōu)美的音樂完成同步。我們一般在主題公園、廣場中心看到音樂噴泉，現(xiàn)在也有很多音樂噴泉被建造在湖中，這樣的設(shè)計也使美觀效果得到了提升。一個完整的噴泉控制系統(tǒng)我們需要配電屏、水泵、變頻器、音響以與燈光等等，總裝機(jī)容量一般會達(dá)到數(shù)千kW，但是噴泉系統(tǒng)的工作是間歇變化的，所以極短時間的電壓干擾和

23、波動會比我們想象中嚴(yán)重的多，而最為明顯的將是變頻器所控制的水泵電機(jī)，它的高頻電流變化將產(chǎn)生巨大的影響，所以我們在音樂噴泉的控制系統(tǒng)中采用的工作方式是上位機(jī)和下位機(jī)。安裝在控制機(jī)房（機(jī)房必須遠(yuǎn)離設(shè)備）的上位機(jī)來實現(xiàn)操作的控制，這樣有利于我們監(jiān)視和控制，所以對于機(jī)房，我們一般選擇那些可以直接看到噴泉全景的地點(diǎn)。工控機(jī)、PLC以與單片機(jī)都可以作為下位機(jī)使用，如果我們綜合性能價格比、工作環(huán)境和抗干擾能力的話，我覺得可編程控制器PLC更適合作為我們的選擇，我們采用的是三菱 FX2N 系列的 PLC 做操作系統(tǒng)，利用上述原理將兩者結(jié)合，形成美妙的音樂噴泉。2.3 噴泉的控制要求在設(shè)計期間，我制定了如下任務(wù)

24、：（1）花樣噴泉設(shè)計方案。（2）完成PLC型號的選擇、PLC的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計和軟件編制。（3）花樣噴泉I/O分配、開關(guān)量輸出模塊的選擇、模擬量IO模塊的選擇、特殊功能模塊的選擇和系統(tǒng)I/O分配表。（4）PLC外部接線圖、噴泉控制過程模擬、軟件設(shè)計、噴泉控制流程圖。選擇開關(guān)和單步/連續(xù)開關(guān)決定了花式噴泉的兩種工作方式：當(dāng)單步/連續(xù)開關(guān)在單步位置時，噴泉只能按照花式選擇開關(guān)設(shè)定方式，完成一個循環(huán)。 花式選擇開關(guān)決定了是噴泉的噴泉的花式，現(xiàn)考慮四種噴水花樣： 1）花式選擇開關(guān)在位置1時，啟動按鈕按下后，4號噴頭噴水，延時2秒，3號噴水，再延時2秒，2號噴水，延時2秒，1號噴水。18秒后，如果為單步工作方式

25、，則停下來，在連續(xù)工作方式的前提下，噴泉則會繼續(xù)循環(huán)。運(yùn)行流程圖如下圖：4號噴頭噴水，延遲2秒3號噴頭噴水，延遲2秒2號噴頭噴水，延遲2秒1號噴頭噴水，延遲15秒單步停止 連續(xù)圖2-2 花樣1流程圖 2）花式選擇開關(guān)在位置2時，啟動按鈕按下后，1號噴頭噴水，延時2秒，2號噴水，再延時2秒，3號噴水，延時2秒，4號噴水。20秒后，如果為單步工作方式，則停下來，在連續(xù)工作方式的前提下，噴泉則會繼續(xù)循環(huán)。運(yùn)行流程圖如下圖：1號噴頭噴水，延遲2秒2號噴頭噴水，延遲2秒3號噴頭噴水，延遲2秒4號噴頭噴水，延遲30秒單步停止連續(xù)圖2-3 花樣2流程圖3）花式選擇開關(guān)在位置3時，按下啟動按鈕后，1.3號噴頭

26、同時噴水，延時3秒，2、4號同時噴水，1、3號停止，如此交替運(yùn)行15秒后，四組噴頭全噴水，30秒后，如果為單步工作方式，則停下來，在連續(xù)工作方式的前提下，噴泉則會繼續(xù)循環(huán)。1號、3號同時噴水并且延遲3秒2號、4號同時噴水，1號、3號停止交替5次1號到4號同時噴水30秒單步停止連續(xù) 運(yùn)行流程圖如下圖：圖2-3 花樣3流程圖 4）花式選擇開關(guān)在位置4時，按下啟動按鈕后，按照1-2-3-4的順序，一次間隔2秒噴水，然后一起噴水，30秒后按照1-2-3-4的順序，分別延時2秒，依次停止噴水，再經(jīng)1秒延時，按照4-3-2-1的順序，依次間隔2秒噴水，然后一起噴水，30秒后停止。如果為單步工作方式，則停下

27、來，在連續(xù)工作方式的前提下，噴泉則會繼續(xù)循環(huán)。運(yùn)行流程圖如下圖：從1號到4號噴水各延時2秒從1號到4號公用噴水30秒從1號到4號各延時1秒停止等待1秒從4號到1號噴水各延時2秒1號到4號共同噴水30秒單步停止連續(xù)圖2-4 花樣4流程圖2.4 本章小結(jié)在該章節(jié)中，我們重點(diǎn)講述了我們對于花樣噴泉的設(shè)計，對比了一些設(shè)計的方案,對其中的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了比較，之后做出了設(shè)計要求的選擇，綜合我們對于噴泉的花樣的設(shè)計要求，將此設(shè)計于其中，這樣可以設(shè)計出美觀的花樣噴泉。第3章 花樣噴泉的硬件設(shè)計3.1 硬件的選擇3.1.1 PLC的概述可編程控制器（Programmable Controller）,簡稱PLC。P

28、LC是用于工業(yè)線程的電控制器。PLC源于繼電器控制，但是又基于電子計算機(jī)。它通過運(yùn)行儲存在其存中的程序，把輸入電路的物理過程所得到的輸入信息，轉(zhuǎn)換成所要求的輸出信息，然后通過輸出電路的物理過程來實現(xiàn)對負(fù)載的控制。PLC所基于的是電子計算機(jī)，并非等同于普通計算機(jī)。普通計算機(jī)進(jìn)行輸入輸出信息交換式，大多只考慮信息的本省，而信息的輸入輸出過程一般不考慮。但是PLC就會考慮信息輸入輸出的可靠性、實時性，以與信息的實際使用。特別要考慮怎么適應(yīng)于工作環(huán)境，比如需要便于安裝，便于維修以與抗干擾等問題，PLC實現(xiàn)了控制的兩個基本要點(diǎn)：輸入輸出信息的變換與可靠的物理實現(xiàn)。當(dāng)然，PLC可以通過它的外部設(shè)備或者通信

29、接口與外界進(jìn)行信息的交換。它的功能要比繼電器控制裝置要多很多，同時強(qiáng)很多。PLC擁有豐富的指令系統(tǒng)，有各種各樣的I/O接口、通信接口，擁有的大存儲量的存，而他的監(jiān)控系統(tǒng)也相當(dāng)可靠，因而它具有如下基本的功能：（1）邏輯處理的功能;（2）數(shù)據(jù)運(yùn)算的功能；（3）高速計數(shù)的功能；（4）聯(lián)網(wǎng)通信的功能；（5）中斷處理的功能（可以實現(xiàn)各種外中斷）；（6）準(zhǔn)確定時的功能；（7）程序和數(shù)據(jù)存儲的功能；（8）自檢測和自診斷的功能；PLC的豐富功能，是傳統(tǒng)的繼電控制電路所無法比擬的，也為PLC提供了廣泛的應(yīng)用，為自動化行業(yè)的遠(yuǎn)程化、信息化以與智能化創(chuàng)造了條件。3.1.2 PLC的選擇方案（1）對于輸入和輸出點(diǎn)的選

30、擇 盲目的選擇輸入輸出點(diǎn)數(shù)過多的機(jī)型會造成浪費(fèi)，所以我們應(yīng)該先弄清系統(tǒng)的I/O總點(diǎn)數(shù)，再根據(jù)我們的實際需要使用來確定PLC的點(diǎn)數(shù)，選擇點(diǎn)數(shù)時應(yīng)按照實際所需點(diǎn)數(shù)的15%-20%留出備用量，這樣可以為系統(tǒng)的改造留下余地。（2）對I/O響應(yīng)時間的選擇輸入電路的延遲、輸出電路的延遲，當(dāng)然，掃描工作方式也會引起時間的延遲（一般是2-3個所掃描的周期）等。當(dāng)然，由于一些系統(tǒng)是由開關(guān)量控制的，PLC的響應(yīng)時間正常情況下都不會產(chǎn)生過大的影響，所以PLC對于I/O的響應(yīng)時間的選擇時，我們可以不考慮I/O響應(yīng)的問題，但有些系統(tǒng)是由模擬量控制量，特別是閉環(huán)系統(tǒng)，我們就必須去考慮這個問題了。（3）對于存儲容量的選擇我

31、們需要對用戶存儲容量做出粗略的估算。（4）對于PLC結(jié)構(gòu)形式的選擇在一樣功能和一樣I/O點(diǎn)數(shù)的情況之下，整體式的PLC的價格要比模塊式底，到那時模塊式擁有擴(kuò)展靈活、維修方便和容易判斷故障燈優(yōu)點(diǎn)，所以我們要按照實際需來選擇PLC的結(jié)構(gòu)模塊。 在此次設(shè)計中，我們采用了三菱FX2N系列PLC,這種PLC功能強(qiáng)大，控制能力好，同時性價比也比較高。圖3-1三菱FX2N-32MR PLC3.1.3 水泵的選擇方案水泵的種類可以根據(jù)不同的需要進(jìn)行分類：比如臥式水泵和潛水泵，我們需要根據(jù)水泵的揚(yáng)程、流量、使用的場合以與對比性價比來選擇自己所需要的是泵。根據(jù)本文的設(shè)計要求，我們采用潛水泵，因為潛水泵是放置在水下

32、的，所以不再需要泵房，這樣可以有效降低工程的造價。同時潛水泵具有能耗低、體積小、重量輕、不需要灌引水、使用維護(hù)與管理方便，并且達(dá)到了節(jié)約水資源的目的，具有臥式水泵所不具有的很多優(yōu)點(diǎn)，可以適應(yīng)花樣噴泉的噴水要求。在此次設(shè)計中，我們采用了申一水泵制造生產(chǎn)的QY型油浸式潛水泵。QU型油浸式潛水電泵是由充油式潛水電機(jī)與離心式水泵同軸聯(lián)接組合。這符合/TB092-1996標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，產(chǎn)品取得了全國生產(chǎn)許可證，經(jīng)過了三十多年的不斷改進(jìn)和完善，廣泛應(yīng)用與農(nóng)業(yè)灌溉、水景噴泉、魚塘增氧、工礦排水、水產(chǎn)養(yǎng)殖以與防洪排澇等領(lǐng)域。具有泵電一體，結(jié)構(gòu)緊湊；雙端密封，電器保護(hù)；設(shè)計合理，性能游廊；無需引水，使用簡便等特點(diǎn)。

33、水泵的使用條件是泵水深度不超過5米；水溫不能超過±40度；PH值也應(yīng)該在5-9之間，因此，很適合本次設(shè)計的要求。圖3-2 QY系列油浸式潛水電泵3.1.4 噴頭的選擇噴泉的噴頭可分為可調(diào)節(jié)直流噴頭、集束噴頭、旋轉(zhuǎn)噴頭、涌泉噴頭等等，種類繁多，而噴出的水型也各不一樣。在此次設(shè)計的噴泉中，第4組位于噴泉的中央位置，我們選取能噴出雄壯而且噴射高度高的直上噴頭。直上噴頭是在同一個配水室上安裝多角度直射噴嘴，這樣噴嘴規(guī)格一樣時，噴出的水姿雄壯筆直、粗狂美觀；這樣噴嘴規(guī)格不完全一樣時，大小噴嘴布設(shè)得當(dāng)，噴出的水姿粗壯有力、層次分明、主題突出、是大型噴泉中心必備的主要噴頭，這樣的噴頭也被稱為中心噴

34、頭，可調(diào)節(jié)射流的方向。圖3-3 直上噴頭實物圖與安裝簡圖第3組位于噴泉的第二層，所以噴出的水柱應(yīng)該比第一組所噴出的水柱稍微細(xì)些，同時噴出的水柱也要低一些，在這一層，我們選用了可調(diào)直流噴頭。這種直流噴頭在各種場合的噴水池中運(yùn)用廣泛，同時也是音樂噴泉的必備噴頭，這種噴頭裝有球形接頭，可以沿垂直方向15度進(jìn)行調(diào)節(jié)，可調(diào)直流噴頭可以組合各種不同形狀的噴射效果，噴射的高低和角度的變化，可以根據(jù)水池形狀大小決定。圖3-4 可調(diào)直流噴頭實物圖與安裝簡圖第2組位于噴泉的第三層，要求噴頭比第3組噴頭噴射高度略低，比第1組略高，所以噴射的水柱比第3組噴射的水柱略粗壯，挺拔，所以我們選擇了樹冰形噴頭。樹冰形噴頭噴水

35、時外觀效果龐大豐滿，粗壯挺拔，抗風(fēng)能力強(qiáng)。噴頭安裝在導(dǎo)流筒上端與水面齊平，噴水時能將池水帶出，形成粗大壯觀的水柱。圖3-5 樹冰形噴頭實物圖與安裝簡圖第1組位于噴泉的最外側(cè)，水柱所噴高度應(yīng)該是最低的，水量應(yīng)該較大，所噴水柱應(yīng)該比較靈活，我們選用涌泉噴頭。涌泉噴頭也是加氣噴頭的一種，又稱為鼓泡噴頭、珍珠噴頭。噴水時能將氣吸入，使水姿形成充滿空氣的白色水丘，水沫輕濺，古樸靈動。加氣噴托采用射流泵的原理，噴水時將空氣吸入，以少量的水長生豐滿的射流，噴出的水柱呈現(xiàn)白色不透明狀，反光效果好。圖3-6 涌泉噴頭實物圖與安裝簡圖3.1.5 電機(jī)與變頻器的選擇經(jīng)過查閱資料，我發(fā)現(xiàn)一般的音樂噴泉的功率并不大，一

36、般不會超過7.5KM，所以我們選擇了三菱SF-JR-7.5KW型號的電機(jī)，我們需要使用到4組電機(jī)，通過四組電機(jī)控制四組的噴頭來實現(xiàn)噴水花樣的變化。而變頻器，我們選擇了三菱FR-S520（S）E型號的變頻調(diào)速器。如下圖，是系統(tǒng)的電動機(jī)與變頻器的連接圖。我們在后面的附錄給出變頻器的接線圖。圖3-7 系統(tǒng)變頻器與頂級接線圖3.1.6 電磁閥的選擇電磁閥擁有密閉的腔，在不同的位置開有通孔，每個孔通往不同的水管，腔的中間就是閥，它的兩面是兩塊電磁鐵，哪一面的磁鐵線圈通電，電閥體就會被吸引到哪邊，所以我們可以通過控制閥體的移動來擋住或者空出不同的排水的孔，而且進(jìn)水的孔是敞開的，液壓水就能進(jìn)入不同的排水管，

37、之后通過水壓來推動水剛的活塞，通過控制電磁閥的電流控制機(jī)械運(yùn)動，我們一般常用的電磁閥有：球閥、蝶閥、閘閥、止回閥、水下液壓閥、水下電磁閥、水下數(shù)控閥等，而電磁閥在選型中，我們需要注意適用性、可靠性、安全性以與經(jīng)濟(jì)性等事項。綜上，我們選用了DC-24V水用電磁閥。圖3-8 水用電磁閥3.1.7 接觸器和固態(tài)繼電器的選擇花樣噴泉需要用到水泵、電磁閥等器件，PLC按照程序?qū)@些器件進(jìn)行控制現(xiàn)噴泉的不花樣的控制和轉(zhuǎn)換，PLC的多點(diǎn)控制回路圖如下圖：PLC固態(tài)繼電器交流繼電器圖3-9 PLC多點(diǎn)控制回路采用可編程控制器PLC控制，通過程序軟件發(fā)出的控制指令信號，以控制相應(yīng)的“固態(tài)繼電器”，從而使電磁閥、

38、水泵按照預(yù)先編制好的花樣來動作，以達(dá)到噴泉控制的要求。查閱資料所得數(shù)據(jù)，我選用了SW1DD-H1-4C的型號的固體繼電器，而接觸繼電器我選用的型號是EB16-30-01。圖3-10 水泵、固態(tài)繼電器和接觸繼電器連接圖3.2 控制面板的設(shè)計系統(tǒng)的控制面板示意圖如下圖所示。圖中分別是花樣選擇開關(guān)、啟動開關(guān)以與停止開關(guān)、單步與連續(xù)的選擇開關(guān)、電源指示燈。圖3-8 花樣噴泉控制面板3.3 本章小結(jié)硬件設(shè)計是花樣噴泉的重點(diǎn)，在本章中，我們主要對噴泉使用的PLC、水泵、噴頭等進(jìn)行的設(shè)計和選擇。我根據(jù)第一章節(jié)的國外現(xiàn)狀等問題，以與我們對于方案的設(shè)計，我們選擇了所需要的硬件。第4章 花樣噴泉系統(tǒng)的軟件設(shè)計按下

39、啟動開關(guān)選擇單步運(yùn)行選擇連續(xù)運(yùn)行按下花樣選擇開關(guān)花樣1花樣2花樣3花樣4水泵進(jìn)入工作狀態(tài)系統(tǒng)按設(shè)定程序運(yùn)行結(jié)束按下結(jié)束開關(guān)開始4.1 花樣噴泉的PLC控制流程圖圖4-1 噴泉系統(tǒng)運(yùn)行流程圖如圖所示，控制系統(tǒng)通電后，進(jìn)入工作狀態(tài)，按下啟動開關(guān)，噴泉進(jìn)入準(zhǔn)備工作狀態(tài)，選擇單步或者連續(xù)，接著選擇噴水花樣，共有四種花樣可以選擇，之后水泵進(jìn)入工作狀態(tài)，系統(tǒng)按照設(shè)定的程序開始運(yùn)行，如果按下停止開關(guān)，系統(tǒng)則停止運(yùn)行。4.2 I/O模塊的選擇4.2.1 PLC I/O分配簡介在一般的PLC中，I/O模塊的價格就要占到PLC價格的一半。PLC的I/O模塊有開關(guān)量I/O模塊、模擬量I/O模塊等各種具有特殊功能模塊

40、等。不同的I/O模塊，影響著PLC的應(yīng)用圍和價格，它的電路與功能也不一樣，所以我們要根據(jù)我們的實際需要來進(jìn)行選擇。（1）輸入信號的類型以與電壓等級 開關(guān)量輸入模塊有三種：直流輸入、交流輸入和交流/直流三種輸入類型。選擇是我們要根據(jù)現(xiàn)場的實際輸入信號和周圍的環(huán)境因素等決定。直流輸入模塊的延遲時間較短，這樣可以直接與光電開關(guān)、接近開關(guān)等電子輸入設(shè)備連接；而交流輸入模塊更多的適用于粉塵、油霧這類惡劣環(huán)境中，他的可靠性更強(qiáng)。 由開關(guān)量的輸入模塊的輸入信號有直流5V、12V、24V、48V、60V等；交流110V、220V等電壓等級?，F(xiàn)場的輸入設(shè)備相互間的距離一般會做為我們選擇的主要參考依據(jù)。用于傳輸距

41、離較為相近的場合一般有5V、12V、24V，而5V的輸入模塊的輸出距離我們一般規(guī)定為10米以，輸入電壓等級較高的模塊就被運(yùn)用在傳輸距離較遠(yuǎn)的地方。（2）輸入接線方式分組式和匯點(diǎn)式是開關(guān)量輸入模塊的兩種主要接線方式。分組式輸入：輸入點(diǎn)會被分成若干組，而每一組（幾個輸入點(diǎn)）都會有一個公共端，各組之間也是分離的，這是分組式輸入的開關(guān)量輸入模塊。匯點(diǎn)式輸入：而在匯點(diǎn)式的開關(guān)量輸入模塊中，只有一個公共端（COM），所有的輸入點(diǎn)共用這個公共端。匯點(diǎn)式的開關(guān)量輸入模塊在價格上要比分組式的便宜，在不需要分離的信號輸入信號時，選用匯點(diǎn)式輸入顯然更合適。（3）輸入點(diǎn)數(shù)量對于選用的輸入模塊密度比較高的，例如32點(diǎn)或

42、者48點(diǎn)等。輸入點(diǎn)數(shù)的60%是所能承受的模塊同時接通的點(diǎn)數(shù)的最大值。（4）輸入門檻電平我們必須考慮到輸入門檻電平的大小，這樣課題提高系統(tǒng)的可靠性，而門檻電平越大，它就擁有更強(qiáng)的抗干擾，傳輸距離就可以更遠(yuǎn)，具體我們可以參考各類型PLC的說明書進(jìn)行設(shè)定。4.2.2 開關(guān)量輸出模塊的選擇驅(qū)動外部輸出設(shè)備的開關(guān)信號是由開關(guān)量輸出模塊將PLC部的低電壓信號轉(zhuǎn)換而成，并且實現(xiàn)PLC的外信號的電氣隔離。在做出相應(yīng)的選擇的時候，需要考慮輸出方式、輸出的最大電流和負(fù)載類型、同時接通的輸出點(diǎn)數(shù)量、環(huán)境溫度等因素。開關(guān)量的輸出模塊一般有晶體管輸出、繼電器輸出和晶閘管輸出三種輸出方式組成。晶閘管輸出只能用于交流負(fù)載，

43、而晶體管輸出只能用于直流負(fù)載。但是繼電器輸出性價比比較高，不光可以用作驅(qū)動交流負(fù)載，還能完成直流負(fù)載，它的導(dǎo)通壓降小，同時電壓大小圍也比較寬，而且他所能承載的瞬間過電壓和過電流的能力也比較強(qiáng)，但是繼電器屬于觸點(diǎn)元件，工作的速度較為緩慢,同時繼電器的壽命較短，可靠性也較差，不進(jìn)行頻繁通斷的場合比較適合采用。而對于頻繁需要經(jīng)常進(jìn)行通斷的負(fù)載，我們最好采用無觸點(diǎn)元件，比如晶體管輸出或者晶閘管輸出。4.2.3 模擬量I/O模塊的選擇數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換是模擬量I/O模塊的主要功能，并且能同可編程控制部的總線相連，同時，為提高安全性，我們在其中加入了電氣隔離的功能。模擬量輸入（A/D）模塊式由位于現(xiàn)場的傳感器所檢

44、測到，而尤其得到的具有連續(xù)性的模擬量信號轉(zhuǎn)換成為可編程控制器的部所能接受的數(shù)字量；而模擬量輸出（D/A）模塊是將可編程控制器的部所擁有的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成為模擬量的信號輸出。4.2.4 特殊功能模板的選擇現(xiàn)在市場上有很多PLC制造廠家也推出了眾多具有特殊功能的I/O模塊，有的還退出了自帶CPU的智能型I/O模塊，例如高速計數(shù)器、位置控制模塊、PID控制模塊、凸輪模擬器、通信模塊等等。4.3 系統(tǒng)I/O的分配表表4-1 花樣噴泉系統(tǒng)I/O分配表輸入點(diǎn)X000啟動（SB 0）X001停止（SB 1）X002單步（SB 2）連續(xù)循環(huán)（SB 3）X003花樣1檔（SB 4）X004花樣2檔（SB 5）X00

45、5花樣3檔（SB 6）X006花樣4檔（SB 7）輸出點(diǎn)Y0001號噴頭（KM 1）Y0012號噴頭（KM 2）Y0023號噴頭（KM 3）Y0034號噴頭（KM 4）4.4 PLC的外部接線圖圖4-2 三菱FX2N-32MR的外部接線圖4.5 音樂控制部分在此次設(shè)計中，我們對花樣噴泉進(jìn)行優(yōu)化，加入了音樂的元素，將花樣噴泉與音樂相結(jié)合，做成音樂花樣噴泉。音樂噴泉的原理是利用從電腦聲卡中采集出來的音樂信號，一路由音響設(shè)備直接播放；一路把從音響設(shè)備揚(yáng)聲器兩端取得的電流信號，送入三菱FX2N系列PLC模擬模塊進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，PLC可以利用限幅和濾波等處理方式將我們轉(zhuǎn)換過來的數(shù)字量進(jìn)行分析，之后模擬量模

46、塊中的D/A輸出口就可以進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換，0-10V的直流電壓信號就是被這樣輸出的，這時候我們就可以將上面得到的直流電壓信號發(fā)送到變頻器所在的控制端子。信號一但被接受，變頻器就會開始迅速啟動，水泵電機(jī)會隨之轉(zhuǎn)動，同時會跟隨音樂頻率做出改變，這樣我們就完成了所需要的噴泉所產(chǎn)生的花樣與優(yōu)美的音樂完成同步。4.6 編程軟件的使用我們采用了三菱PLC最為常見的編程軟件三菱PLC編程軟件(GX Developer)進(jìn)行編程,在校期間，我們學(xué)習(xí)了這款軟件的使用，基本掌握了對本軟件的使用，這款軟件適用于Q、QnU、QS、QnA、AnS、AnA、FX等全系列可編程控制器，他不光可以編寫梯形圖和指令表，還能進(jìn)行所

47、需要的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的設(shè)定，也可以對程序進(jìn)行線上的監(jiān)控和更改，以與調(diào)試，同時他還能完成SFC、ST和FB語言程序的設(shè)計和編寫。而可以異地讀寫我們之前所編寫完成的PLC程序也是這款軟件一項非常實用的功能。圖4-3 GX Developer軟件啟動圖打開軟件后，進(jìn)入軟件運(yùn)行界面，開始菜單選擇新建工程，選擇好我們需要的PLC的型號：FX2N系列。圖4-4 GX Developer軟件新建工程新建好工程之后，在此處輸入我們所編寫的程序。 圖4-5 程序編程版塊GX Developer為我們提供了各式各樣的元件選擇，大大提高了我們的編程速度。圖4-6 程序元件板塊在GX Developer軟件中編寫好的程序后

48、，我們可以直接與PLC相連接，操作PLC使用。4.7 系統(tǒng)的主程序設(shè)計4.7.1 啟動和停止的設(shè)計圖4-7 噴泉系統(tǒng)啟動部分梯形圖當(dāng)我們按下啟動開關(guān)時，MO得電并且自鎖，保持得電。當(dāng)按下停止開關(guān)時,MO失電。當(dāng)M1得電時，M0也失電，這個是單步開關(guān)控制的。4.7.2 花樣噴泉控制的的設(shè)計此處我們以花樣1為演示展現(xiàn)程序，完成的程序?qū)⒃诤竺娓戒浿薪o出。圖4-8 花樣1噴泉的系統(tǒng)梯形圖當(dāng)花樣的開關(guān)閉合式，打開啟動按鈕，這樣，花樣1開始工作，4號噴頭Y003啟動噴水，噴水兩秒，之后SFTR的語句表示4號噴頭Y003開始，一次進(jìn)行2秒的延遲，一直運(yùn)動到1號噴頭Y00，之后會有一個18秒的延遲，之后，因為

49、單步的原因，就會執(zhí)行Y000到Y(jié)003的全部停止，從當(dāng)一個循環(huán)結(jié)束后，系統(tǒng)會判斷單步開關(guān)X003是否閉合，如果閉合的話，M1得電，這樣M0就會斷開，M0失電從而程序結(jié)束，否則將持續(xù)運(yùn)行。其他的花樣2，3,4的控制設(shè)計與相似，只是輸出量不一樣，其他的工作過程都是相似的，所以在這個不做具體介紹。4.8 系統(tǒng)程序的可行性對于噴泉的設(shè)計，我們共設(shè)計了4種花樣，因此我們的程序大致可以分為1個主程序和4個子程序這5個部分，在程序的設(shè)計中，我們采用了自鎖的設(shè)計，所以出現(xiàn)故障的幾率較小。即使以后我們需要改變噴水的花樣，我們只需要重寫編寫子程序，這樣就可以改變噴水花樣。本設(shè)計的成本不高，噴水的花樣豐富多彩，觀賞

50、性很強(qiáng)，安裝也較為方便，適合各種不同的場合。4.9 本章小結(jié)這章主要講解了花樣噴泉系統(tǒng)的設(shè)計，既然我們選用了PLC，那必然最重要的是程序，我們必須了解PLC的接線，以與花樣噴泉的I/O的分配，之后我們運(yùn)用編寫軟件進(jìn)行了編程。設(shè)計了系統(tǒng)的各種花樣的PLC程序圖，這也是現(xiàn)在使用PLC與單片機(jī)最大的不同，我們在其中提供了很多操作在其中，大大提高了花樣噴泉的方便性。第5章 系統(tǒng)的仿真與調(diào)試5.1 仿真軟件的選擇MCGS（Monitor and Control Generated System），即監(jiān)視與控制通用系統(tǒng)，MCGS是為實時監(jiān)測領(lǐng)域服務(wù)和工程過程控制的通用計算機(jī)系統(tǒng)軟件，具有功能完善、可維護(hù)性

51、強(qiáng)、操作簡單、可視性好等突出特點(diǎn)。MCGS組態(tài)軟件有兩個部分：MCGS運(yùn)行環(huán)境和MCGS組態(tài)環(huán)境。用戶在MCGS組態(tài)環(huán)境中，第一部我們需要完成動畫的設(shè)計、之后我們就要進(jìn)行設(shè)備的連接、編寫控制流程以與制定工程打印報表等一系列完整的組態(tài)工作，完成后就可以與MCGS運(yùn)行環(huán)境相連，構(gòu)成了一個完成的用戶所需要的應(yīng)用系統(tǒng)，我們稱之為“工程”。MCGS運(yùn)行環(huán)境是用戶應(yīng)用系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境，在運(yùn)行環(huán)境中完成對工程的控制工作。圖5-1 MCGS組態(tài)環(huán)境界面圖圖5-2 MCGS運(yùn)行環(huán)境界面圖5.2 系統(tǒng)的調(diào)試如下圖，建立花樣噴泉的工程。圖5-3 花樣噴泉工程建立圖之后進(jìn)入組態(tài)環(huán)境，進(jìn)行元器件的布置，并完成一系列參數(shù)的

52、設(shè)置，就可以運(yùn)用MCGS組態(tài)環(huán)境，進(jìn)入到運(yùn)行環(huán)境，進(jìn)行仿真，圖5-6是仿真運(yùn)行的成功的噴泉運(yùn)行圖。圖5-4 花樣噴泉系統(tǒng)元件布置圖圖5-5 花樣噴泉系統(tǒng)進(jìn)入MCGS運(yùn)行環(huán)境圖5-6 花樣噴泉系統(tǒng)成功運(yùn)行后界面第6章 總結(jié)國家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展了，帶動了人民生活水平的提高，越來越多的城市的廣場上出現(xiàn)了音樂噴泉。觀其名字就可以知道音樂噴泉的產(chǎn)生的水柱是可以根據(jù)播放音樂的規(guī)律而實現(xiàn)有規(guī)律的變化的，這是人在視覺上和聽覺上得到了雙重的享受，讓人的精神感覺更加愉悅。音樂噴泉的設(shè)計需要非常廣泛的專業(yè)知識，音樂分析、電氣、自動控制、通訊和給排水都會會使用，所以說，一個成功的音樂噴泉工程的實施需要上述提到的各專業(yè)人

53、員的相互間配合才能完成一個完美的音樂噴泉，這說明音樂噴泉這個行業(yè)是一個綜合性非常強(qiáng)的行業(yè)。這篇畢業(yè)設(shè)計主要是完成音樂噴泉的控制系統(tǒng)設(shè)計，具體到對于控制方案的選擇以與控制要求，對于噴泉的硬件也做出了設(shè)計和選擇，其中包括PLC、水泵、噴頭和變頻器以與電動機(jī)的選擇?？刂葡到y(tǒng)我們采用了可編程控制器（PLC）進(jìn)行整體系統(tǒng)的控制，通過變頻器進(jìn)行噴泉的調(diào)速。PLC做為控制裝置具有很高的可靠性，但與PLC接口的輸入信號元件和輸出的執(zhí)行元件是影響他的可靠性的主要因素，所以，在編寫程序的過程中，我們必須弄清楚每一個輸入輸出元件的元件號和他們在系統(tǒng)中的應(yīng)用。這是一篇設(shè)計型的研究課題，我們結(jié)合所學(xué)知識，以PLC為控制基礎(chǔ)，詳細(xì)了解了音樂噴泉的基本流程，之后對系統(tǒng)的自動化控制進(jìn)行設(shè)計。在整個設(shè)計的過程中，我不斷查閱資料，深入了解了很多電氣控制系統(tǒng)的知識，熟悉了PLC控制技術(shù)等方面的理論知識與其應(yīng)用，逐漸提高了對于電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計的實際工作能力，使我們之前所學(xué)的理論知識和實際情況