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基于PLC的花样喷泉控制系统设计(完整资料）
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基于PLＣ的花样喷泉控制系统设计

基于PLC的花样喷泉设计

摘要

针对传统的喷泉控制系统一旦设计好控制电路,就不能随意改变喷水花样及喷水时间等问题,本设计结合西门子　Ｓ7—20０ 可编程控制器设计能适应不同季节、不同场合的喷水要求目的的花样喷泉系统。花样喷泉控制系统的主要任务就是改变喷泉的喷水样式,以达到有规律的改变喷泉喷水样式的目的。按下启动按钮，喷泉装置开始工作，按下停止按钮,喷泉控制装置停止工作。喷泉工作方式由花样选择开关和单步∕连续开关决定.当单步∕连续开关选择单步时，喷泉只能按照花样选择开关设定的方式，运行一个循环；当单步∕连续开关选择连续时，喷泉按照花样选择开关设定的方式,运行多个循环，直至按下停止按钮。花样循环方式选择开关用于选择喷泉的喷水花样，本文设计四种喷水花样循环。ＰＬＣ控制系统体积小、功能强、可靠性高，且具有较大的灵活性和可扩展性的特点。用ＰＬＣ花样喷泉控制系统，不但实现了自动转换花样喷泉的喷水样式，提高了系统的可靠性和安全性，而且,美化了我们的生活环境，使我们的生活环境更加安逸、舒适.因此PLＣ控制系统具有一定的工程应用和推广价值.

关键词：喷泉，PLC控制，花样喷泉系统

Tｈｅ ｐattern design bａｓｅｄ ｏn PLC ｆoｕｎｔain
Abstract

In traditiｏnal ｆountaiｎ cｏntrｏl system dｅsign good contｒol circuiｔ， oncｅ　ｃａn＇ｔ chａnge patterｎ and　watｅr sprayiｎg time sｕch issｕes， tｈe dｅsigｎ wiｔh　Ｓiemｅns ｓ7-2０0 PＬC　desigｎ can　adapt　ｔo ｄiｆｆeｒeｎｔ seasoｎ,　differeｎt　ｏccａsions oｆ hｙｄrauｌｉc　ｒｅｑuirｅmｅnｔｓ ｔｈe pattern of tｈe fountain ｓyｓtem ｐurpose. Fｉｇure fountａin cｏｎtrｏl system iｓ tｈe　maiｎ task　oｆ the ｃhanｇｅ of styｌe，　watｅr foｕntain iｎ　ordｅｒ to ａcｈiｅvｅ regulaｒ change　of thｅ waｔer　fountaｉn　ｓtｙｌe purｐose． Pｒeｓs the ｓtarｔ bｕtton, ａnd fountaiｎｓ deviｃe　sｔarted　ｔo work, and press tｈｅ stop ｂuttoｎ，　foｕntaｉn　cｏｎtrｏl device to sｔop wｏrking。 Ｗorｋ by patteｒn choicｅ foｕｎｔain　way　swiｔcｈ　aｎd ａ ｓｉnglｅ sｔep／cｏntinuous ｓwｉtｃｈ deｃｉｓｉon． When ａ　sｉｎgｌe　step／conｔinuouｓ　swｉtch ｃhooｓe singlｅ sｔｅp，　fountａin ｃａn onｌy chｏosｅ　ｓwiｔch　ｉs set ａcｃｏｒｄing ｔo　tｈe ｐａttｅrn， run a ｃyｃlｅ waｙ； Wheｎ a singｌe　sｔep/ｃoｎtinuous switch cｈoｉce， acｃordiｎg to the pattern fｏｒ fountaiｎ　sｗitｃh seleｃｔor way,　oｐeration DuoGe ciｒculatiｏn, presｓ　tｈe　ｓｔｏｐ ｂｕttｏｎ until。 Figｕre ｃycle waｙ choiｃe ｔo selｅct ａ fouｎtain of hｙdraulic　switcｈ　pａtteｒn， the ｐaper　ｐresents　the desiｇｎ ｏf　four kｉnｄs　of ｗater spraｙ　patteｒｎ cｙcle． PLC　cｏｎtｒoｌ sｙstem　smaｌl voｌume aｎd pｏwｅrfuｌ funcｔion,　high reliabilｉty， ａnd　haｓ a　gｒｅater　ｆｌexｉbｉｌｉty　and exｐaｎｓibｉliｔy charaｃｔeristic. PＬC cｏntroｌ syｓｔem, anｄ ｄeｓｉgns　fountａin not only ｒealizeｄ thｅ　aｕｔｏmatic　ｃonvｅrsｉon ｐａtteｒｎ fｏuntａiｎ　of hydrauｌic ｓtyle， impｒｏve ｔhe reｌiabiｌity　of sｙstem and securｉty， anｄ, beauｔifiｃatｉoｎ oｕr liviｎg　ｅnvironment， make　oｕr life mｏｒe coｍfortable ａｎd coｍfｏｒtａblｅ environｍeｎｔ。 So　PLＣ conｔrol　sｙstｅm　has soｍe of ｔｈe　engineｅrｉnｇ aｐplicａtioｎ and diｓsｅmination valuｅ．

Keｙ worｄs: PLＣ controｌ， ｐattｅrｎ　fouｎtain system

目录
摘要1
Abｓｔrａcｔ２
引言4
第１章ＰLC简介5
1.1可编程序控制器简介5
１．2ＰLC的结构５
1．３PＬC的特点6
1．4ＰLC的主要功能8
1．５　PLC的经济性分析8
1.6 PLＣ发展状况及趋势9
第2章喷泉的设计要求1１
2．１喷泉规模的设计1１
2。2 喷泉水柱的分布12
第３章PＬＣ控制系统总设计13
3.１ PLＣ控制花样喷泉运行要求１3
3.2喷泉的运行流程图14
3．3喷泉的运行过程14
3。4喷泉控制原理1５
3.5花样喷泉PＬC控制接线图１5
3．6花样喷泉PLC控制输入输出点分配15
３.7花样喷泉PＬＣ控制梯形图16
第4章程序调试24
第５章结论29
致谢３0
参考文献3１

引言
喷泉是人工环境中最富有生命力的喷泉,它具有分隔空间、增加层次、净化空气美化环境的作用。现代高科技把美妙的音乐、多姿的喷泉造型、五彩缤纷的水下灯光、神奇的激光图文，通过电脑有机的结合在一起，给人以音乐声响、视觉形象、色彩变换三位一体的超自然享受。随着我国人民物质生活水平的不断提高，对于精神生活的要求也在不断提高，为进一步改造环境景观，建设一个喷泉是很有必要的。随着科学技术的不断发展和生活水平的不断提高,尤其是喷泉在城市和社区环境建设中起着尤其重要的作用。当今喷泉工程和高新技术的结合正是历史发展的必然趋势，由于喷泉工程中采用了大量的高新技术，从而使喷泉效果更加绚丽多彩，婀娜多姿,令人赏心悦目、流连忘返。
本次的毕业设计是一个以S7—２00ＰＬC控制为核心的花样喷泉控制系统的设计。花样喷泉在PLC的控制之下，喷出各种各样的水柱，给人以一种视觉上美的享受。

第１章PＬC简介
１.１ 可编程序控制器简介
可编程序控制器PC（Prograｍｍaｂlｅ Ｃoｎｔrolleｒ)又称可编程序控制器PLＣ(Progｒammable　Lｏgｉc Contrｏlleｒ），是微机技术与继电器常规控制技术相接合的产物,是在顺序控制器和微机控制器的基础上发展起来的新型控制器，是一种以微处理器为核心用作数字控制的专用计算机。它不仅充分利用微处理器的优点来满足各种工业领域的实时控制要求，同时也照顾到现场电器操作维护人员的技能和习惯,摈弃了微机常用的计算机编程语言的表达形式，独具风格地形成一套以继电器梯形图为基础的形象编程语言和模块化的软件结构，使用户程序的编制清晰直观、方便易学,调试和查错都很容易。PLC现已成为现代工业控制三大支柱(PLC、CＡD/CＡM、ROBＯT)之一，以其可靠性、逻辑功能强、体积小、可在线修改控制程序、具有远程通信联网功能、易于与计算机接口、能对模拟量进行控制、具备告诉计数与位控等高性能模块等优异性能,日益取代由大量中间继电器、时间继电器、计数继电器等组成的传统继电—接触控制系统在机械、化工、石油、冶金、电力、轻工、电子、纺织、食品、交通、等行业得到广泛应用。PLC的应用深度和广度已经成为一个国家工业先进水平的重要标志之一.
1．2PLＣ的结构
PLC和一般的微型计算机基本相同，也是由硬件系统和软件系统两大部分组成的。ＰLＣ的硬件系统由微处理器（CＰU）、存储器（ＥPROＭ，ROM）、输入输出(I／O）部件、电源部件、编程器、I/O扩展单元和其他外围设备组成。各部分通过总线(电源总线、控制总线、地址总线、数据总线)连接而成.其结构简图如下：

外设I/O接口
输出部件
存储器
EPROM
微处理器
运算器
控制器
电源
输入部件
I/O
扩展接口
I/O
扩展单元
受控元件
输入信号
外部设备

RAM

图2－1 PＬＣ硬件结构图
PLC的软件系统是指PLC所使用的各种程序的集合，通常可分为系统程序和用户程序两大部分。系统程序是每一个ＰLC成品必须包括的部分,由PLC厂家提供,用于控制PLC本身的运行,系统程序固化在ＥPRＯM中。用户程序是由用户根据控制需要而编写的程序.硬件系统和软件系统组成了一个完整的PＬC系统,他们是相辅相成,缺一不可的.
1。3PLＣ的特点
可编程序控制器是一种以微机处理器为核心的工业通用自动控制装置,其实质是一种工业控制用的专用计算机。国内外现有的机械手系统,它们的控制形式大都采用可编程序控制器控制，特别是在智能化要求程度高容量大的现代化工业机械手系统中应用更为普遍。其主要原因是因为ＰLＣ具有以下优点：
1)、灵活、通用
在继电器控制系统中，使用的控制器件是大量的继电器,整个系统是根据设计好的电器控制图，由人工布线、焊接、固定等手段组装完成的,其过程费时费力。如果因为工艺上的稍许变化,需要改变电器控制系统的话,那么原先的整个电器控制系统将被全部拆除，而重新进行布线、焊接、固定等工作,浪费了大量的人力、物力和时间。而可编程控制器是通过存储在存储器中的程序实现控制功能的，如果控制功能需要改变的话，只需要修改程序以及改动极少量的接线即可。而且，同一台可编程控制器还可以用于不同的控制对象,只要改变软件就可以实现不同的控制要求，因此具有很大的灵活性、通用性。
2）、可靠性高、抗干扰能力强
对于机械手系统来说,可靠性、抗干扰能力是非常重要的指标，如何能在各种工作环境和条件（如电磁干扰、低温潮湿、灰尘超高温等）下,平稳可靠的工作，将故障率降至最低，是研制每一种控制系统必须考虑的问题.现代PLC采用了集成度很高的微电子器件，大量的开关动作由无触点的半导体电路来完成，其可靠性程度是使用机械触点的继电器所无法比拟的.为了保证PLC能在恶劣的工业环境可靠的工作,在其设计和制造过程中采取了一系列硬件和软件方面的抗干扰措施，使其可以适应恶劣的工业应用环境。
3）、操作方便、维修容易
PLC采用电气操作人员熟悉的梯形图和功能助记符编程，使用户十分方便的读懂程序和编写、修改程序。对于使用者来说,几乎不需要专门的计算机知识。工程师编好的程序十分清晰直观，只要写好操作说明书，操作人员经短期的学习就可以使用。
4）、功能强
现代PＬC不仅具有条件控制、计时、计数和步进等控制功能,而且还能完成Ａ／D、D/A转换、数字运算和数据处理以及通信联网和生产过程监控等。因此，它既可控制开关量，又可控制模拟量;既可控制一个机械手，又可控制一个机械手群;既可控制简单系统，又可控制复杂系统；既可现场控制，又可远程控制。
5）、体积小、重量轻和易于实现机电一体化
由于ＰLC采用了半导体集成电路。因此具有体积小、重量轻、功耗低的特点。且ＰLC是为工业控制设计的专用计算机,其结构紧凑、坚固耐用、体积小巧,并由于具备很强的可靠性和抗干扰能力,使之易于装入机械设备内部，因而成为实现机电一体化十分理想的控制设备。
同样，可编程序控制器控制也有其不足的地方，在性价比上要高于继电器控制和单片机控制,其开发潜力要差于单片机，并且通用性不好,不同厂家的可编程序控制器以及其附属单元都是固定专用等等。
1.4PLC的主要功能
PLC是一种应用面很广、发展非常迅速的工业自动化装置,在工厂自动化(FA)和计算机集成制造系统（ＣIMS)内占重要地位.
PＬC系统主要有以下功能:
1) 多种控制功能；
2) 数据采集、存储与处理功能；
3) 通信联网功能；
4) 输入、输出接口调理功能;
5) 人机界面功能；
6) 编程、调试功能。
PLＣ的重量、体积、功耗和硬件价格一直在降低，虽然软件价格占的比重有所增加，但是各厂商为了竞争也相应地降低了价格。另外，采用PＬＣ还可以大大缩短设计、编程和投产周期,使总价格进一步降低.PLC产品面临现场总线的发展，将再次革新，满足工业与民用控制的更高需求。
１.５　PLC的经济性分析
综上所述，在各种环境中,使用PLC控制机构设备，生产流水线和生产过程的自动化控制将越来越广泛。
对PＬC的经济分析，应从以下几方面考虑:
1）、从影响成本的各个因素综合考虑
对目前生产设备控制装置来说，有三种类型:① 继电器控制;② 半导体器件控制;③PLＣ控制.价格仅是选择PLＣ品牌的一个因素,而可靠性是选择控制装置时需要考虑的又一个重要因素。
２）、从设计、生产周期长短考虑
不论是对旧设备进行改造，还是设计新的生产机械设备。毫无疑问,生产、设计周期越短越好,甚至希望边设计、边安装、边调试和边生产，特别是产品更新换代，生产工艺改造，不需改动现有生产设备及其外部接线，就能马上组织生产，这不仅节约了劳动力，而且新产品能尽快投入市场。这无疑给企业增加了活力,提高了经济效益。如果把这些要求得以实现,继电器或半导体都不能满足,而ＰLC则完全可以实现。这是因为使用PLC不必改动外部设备接线，只要对软件进行一些改变就可以了.也就是说只要改变梯形图，按照新工艺要求重新输入新程序或修改原程序即可。这既经济又简捷，可以达到事半功倍的效果。
据调查,目前我国70％的机械生产设备，都是采用继电器进行控制的，除了可靠性差外，程序设计也很繁杂。从方案的确立到技术条件的设计以及施工的设计,图面的工作量很大，这势必造成设计周期长。而采用ＰLC控制可以大大缩短设计周期，甚至有些文件资料也不必绘制成图。设计人员完全可以利用编程器上屏幕显示来输入，或修改程序使得梯形图能准确无误地反映生产要求。编程人员也可根据新产品对生产提出的新工艺要求,重新编写程序并把它存储在ＥＥPＲOM模块中去，需要加工哪种产品的程序，操作人员可以随时调用，这既简单、方便又保密。
1。6　PLC发展状况及趋势
现代PLC的发展主要有两个趋势:一是向体积更小、速度更快、功能更强和价格更低的微小型方面发展；二是向大型网络化、高可靠性、好的兼容性和多功能方面发展.
1)、大型网络化
主要是朝DCS方向发展，使其具有ＤCS系统的一些功能。网络化和通信能力强是ＰLC发展的一个重要方面，向下可将多个PLC、I/Ｏ框架相连,向上与工业计算机、以太网、ＭAP网等相连构成整个工厂的自动化控制系统.
2)、多功能
随着自调整、步进电机控制、位置控制、伺服控制等模块的出现，使PLC控制领域更加宽广.

1．7 ＰLＣ的编程语言
在IEC6１131-3中，规定了控制逻辑编程中的语法、语义和显示，并对以往编程语言进行了部分修改后形成目前通用的５种语言。在这５种语言中，有3种是图形化语言，2种是文本化语言。图形化编程语言包括：梯形图（LD－LadderDiaｇｒａm）、功能块图(ＦBD　－ Fｕnction Block　Diａgram）、顺序功能图（SＦC - Ｓequentiaｌ Function Chaｒt）。文本化编程语言包括:指令表(IＬ-Instrucｔioｎ Lｉst)和结构化文本　（SＴ—Strutuｒｅd Ｔexｔ）。
继电器梯形图编程语言是PLC首先采用的编程语言，也是ＰLC最普遍采用的编程语言。梯形图编程语言是从继电器控制系统原理图的基础上演变而来的。PLC的梯形图与继电器控制系统梯形图的基本思想是一致的,只是在使用符号和表达方式上有一定区别.
指令表编程语言类似于计算机中的助记符汇编语言，它是可编程控制器最基础的编程语言。所谓指令表编程，是用一个或几个容易记忆的字符来代表可编程控制器的某种操作功能。

第2章　喷泉的设计要求
2.1 喷泉规模的设计
该喷泉占地面积俯视图为正方形，其面积S=1００平方米；喷射范围俯视图为圆形，其半径R＝4。5ｍ。
喷泉概况平面图如1—1：

图1－1喷泉概况平面图

图1-1中，喷泉由5种不同的水柱组成。其中1表示大水柱所在的位置,其水柱较大，喷射高度较高；2表示中水柱所在的位置,由六支中水柱均匀分布在２的圆(r＝2m）的轨迹上，水量比大水柱的水量小，其喷射高度比大水柱低;３表示小水柱,它由150支小水柱均匀分布在3(r=３m）的圆的轨迹上，其水柱较细，其喷射高度比中水柱略矮;4和５为花朵式和旋转式喷泉，各由1９支喷头组成,均匀分布在4和５的圆(ｒ＝４ｍ)的轨迹上，其水量压力均较弱。

２。2 喷泉水柱的分布
该喷泉的回水池俯视图为圆形，与喷泉喷射范围俯视图为同心圆,且半径相等。回水池的深度为2m。
该回水池由1个半径为100cm的圆水池和3个有效宽度为50cｍ的圆环水池组成，且各个水池之间相通,连接池宽度为5０cm,3个圆环水池的半径分别为２m、3ｍ、４m。如图1—2所示：

图1－２回水池的设计

回水池上方由金属栏嵌入式覆盖。

大水柱喷头的内径ｄ＝５0mm,中水柱喷头的内径d=3０mm，小水柱喷头的内径ｄ=20mｍ，花朵喷泉和旋转喷泉的内径ｄ=3０ｍm。

大水柱高度h=5m，中水柱高度ｈ=３m，小水柱高度ｈ＝2ｍ,花朵喷泉和旋转喷泉的喷水高度ｈ=1m。

第3章　ＰＬＣ控制系统总设计

３。1　PLＣ控制花样喷泉运行要求
１)、按下启动按钮,喷泉进入运行等待状态.
2）、按下喷泉的单步∕连续运行方式按钮，该喷泉默认为连续运行方式。
3）、按下喷泉喷水花样的循环方式按钮，喷泉开始运行,每隔６s改变一次花样。在连续运行方式下，喷水花样将一直循环下去，在单步运行方式下，喷水花样只运行一个循环。按下其他任意一个循环方式按钮,喷泉喷水花样的循环方式立刻改变。
４）、按下停止按钮，喷泉停止运行。

３.2喷泉的运行流程图

图3—1喷泉的运行流程图

３．3喷泉的运行过程
按下喷泉控制系统的启动按钮，首先大水柱从地而起,直射天空；6s后,大水柱消失，紧接着六支中水柱竞相射向天空；最后所有水柱喷泉一齐迸发。
整个过程分为８段，每段6ｓ,且自动转换,全过程为48s.当单步∕连续开关置于连续,花样选择开关置于１时,其喷泉水柱的动作顺序如下：1→2→（1+3＋４）→(2＋5）→(1+２）→(2+3+4）→（2+4）→（1+2+3+4+5）→1，周而复始,直到按下停止按钮，水柱喷泉才停止工作；当单步∕连续开关置于单步时,喷泉水柱的动作只运行一个循环。花样选择开关置于2时，其喷泉水柱的动作顺序如下:１→2→（２+4）→（２＋5)→(１+2）→（2+３+4）→（1+3+４）→(１+2＋３+4+5)→1。花样选择开关置于3时,其喷泉水柱的动作顺序如下：1→２→（1+３+4）→(１＋2）→（2＋５）→（2＋3+4）→（２+4）→（１+2＋3+4+5）→１。花样选择开关置于4时,其喷泉水柱的动作顺序如下：１→2→（１＋3+４）→(２＋5）→(1+2)→（2＋4）→（2+３+4）→(1+2＋3+4＋5)→1。

３.4喷泉控制原理
喷泉控制系统由启动控制程序、位移脉冲控制程序、位移及复位控制程序、驱动控制程序组成。通过位移脉冲控制程序实现子元件中的内容在存储器间的移动，通过复位控制程序实现喷泉花样的循环,通过驱动控制程序实现喷泉的喷射。

3。５花样喷泉PLC控制接线图

图3—2花样喷泉PLC控制接线图

3.6花样喷泉ＰＬC控制输入输出点分配
表3—1花样喷泉PLC控制输入输出点分配
输入信号
输出信号
名称
代号
输入点编号
名称
代号
输出点编号
启动按钮
SB1
I０．0
大水柱接触器
KM1
Q０．0
停止按钮
ＳB２
Ｉ０.１
中水柱接触器
KＭ2
Q0。１
连续按钮
ＳB3
I0.2
小水柱接触器
KM3
Q0.2
单步按钮
SB4
I０.３
花朵式喷泉接触器
KM4
Q0.3
花样1按钮
SＢ5
Ｉ0.4
旋转式喷泉接触器
ＫＭ5
Q0.４
花样２按钮
SＢ6
Ｉ0.5
—-－-———－--—-－—－-－
--－-
－－－-
花样3按钮
SB７
Ｉ0。6
-－—--——－—-－——-—-—
—－-－
——－-
花样4按钮
ＳＢ８
Ｉ0．7
-—－－—--—－—-－－－－－－
———-
-———

3.7花样喷泉ＰLC控制梯形图

图3－3花样喷泉ＰLＣ控制梯形图
图3-3中,第1逻辑行为启动控制程序；第2、3、4逻辑行组成6s移位脉冲控制程序;第５逻辑行为单步/连续控制程序;第6、7、８、９逻辑行组成花样选择控制程序；第10、1１、１2、13逻辑行组成移位及复位控制程序;第1４、15、１6、17、18逻辑行组成驱动控制程序。
接通PLＣ电源，第１0逻辑行中位存储器M１０．0接通，其在第14逻辑行中的常开触点闭合,为喷泉的启动做好了准备.
当按下喷泉控制器的启动按钮ＳB１后，第１逻辑行中输入继电器I0．０的常开触点闭合，位存储器Ｍ0。0接通并自锁。本程序默认为连续循环喷泉样式的控制程序，按钮SB２为连续按钮，在第5逻辑行中输入继电器I0.2为常闭触点，按钮SB3为单步按钮，第５逻辑行中输入继电器Ｉ０.3为常开触点，当按下此按钮，继电器I0.3触点闭合,位存储器M０.２接通并自锁，其在第1逻辑行中的常闭触点断开，喷泉样式进入一次运行状态。选择默认状态,按下SB4，第6行中输入继电器常开触点闭合,位存储器M0.4接通并自锁,其在第2、14、15、16、17、１8逻辑行中的常开触点闭合，进入第一种喷泉样式,输出继电器Q0.0被接通，大水柱控制接触器ＫM1通电闭合，大水柱“1” 射向天空.
同时在第2逻辑行中的M0．0、M0。4的常开触点闭合,定时器T37被接通开始计时,经过3s后，T３７动作,第３逻辑行的常开触点闭合，定时器T3８被接通并开始计时，又经过3s后，T3８动作，第4逻辑行中的常开触点闭合一个扫描周期使得位存储器M0.1闭合一个扫描周期。M0。1在第１1逻辑行中的常开触点闭合一个扫描周期,将字元件MW10中的内容向左移1位,即将M10.0中的“1”的内容移至位存储器Ｍ１0.1中，M10．1闭合。
由于M10.1接通，其在第1４逻辑行中的常开触点闭合,输出继电器Q0.１被接通，中水柱控制接触器ＫM２通电闭合,中水柱喷出。
又经过6s后，M0．１在第6逻辑行中的常开触点闭合一个扫描周期，将字元件MW10中的内容向左移一位，即将Ｍ10.1中“1”的内容移至位存储器M10．２中,M１0．2闭合其在第14、16逻辑行中的常开触点闭合，输出继电器Ｑ０.０、Q0。2被接通，喷出大水柱、小水珠.
经过第7个6ｓ后，“1”被移至位存储器Ｍ10。7中,Ｍ10。7第１４、1５、１6、17、18逻辑行中的常开触点闭合；所有输出继电器全部闭合，所有喷泉一起喷发。
又经过6ｓ后,“1”被移至位存储器M1１。0中,Ｍ11。0在第1２逻辑行中的常开触点闭合，使字元件MW１0中Ｍ10。０－M11.0的各位复位为“0”，第１０逻辑行中的Ｍ1０.7复位，M10。0接通，M１0.0在第１4逻辑行中的常开触点闭合；ﻩQ0。0被接通,大水柱喷发。
如此不断循环，直到按下SB2。

第４章 程序调试
调试步骤如图所示：
（1） 按下启动按钮,喷泉进入待命状态,如图4—１所示。

图4－1程序调试图

(2）选择单步运行,如图4-2所示.

图4—2程序调试图

（3)按下第一种运行方式,喷泉开始运行,如图4-３所示。

图4-3程序调试图

当喷泉第八种喷射花样结束后，喷泉进入停止状态。在此调试过程中,主要观察喷射花样的运行是否符合程序的设定。
其余三种循环方式，也是在喷泉处于单步运行状态时，进行调试。
喷泉的四种循环方式选择开关，可在喷泉处于单步运行状态时，进行调试。喷泉运行状态下，按下喷泉循环方式选择按钮，完成四种方式间的切换调试。
以上调试完成后，喷泉在默认（连续）状态下启动，喷泉一直运行下去。

第5章 结论
通过本次毕业设计，利用ＰLC在控制上的优越性，使喷泉在实际生活中的喷水花样,变化更多，更加完美.本设计采用PLC控制，利用PLC体积小、功能强、可靠性高，且具有较大的灵活性和可扩展性的特点,通过改变喷泉的控制程序或改变方式选择开关，就可以改变花样喷泉的喷水规律，从而变换出各式花样，以适应不同季节、不同场合的喷水要求。能给人的视觉系统带来一种更加美的享受。

致谢
本毕业设计从开始工作到最终的完成都离不开我的指导老师刘桂林老师的悉心指导和帮助。刘老师的严谨治学态度、渊博的知识、无私的奉献精神使我深受启迪。从刘老师身上，我不仅学到了扎实、宽广的专业知识，也学到了做人的道理。在此我要向刘老师致以最衷心的感谢和深深的敬意.
在完成设计的过程中,感谢众多同学和任课教师的热情帮助。
最后,衷心感谢各位老师对我的设计进行评审，有不足之处,敬请批评指正。

参考文献

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毕业设计（论文）

题目基于PLC的音乐喷泉
控制系统设计
专业电气工程及其自动化
班级 　 11电气2班
学生张军（2０1１３264）
指导教师李林 　　
职称工程师

高科学院
　 2０15 　　 　 年

摘要
音乐喷泉是近年来出现的一种园林建筑与花式观赏相结合的一种产物,它集合声、光、色、形于一体,并产生千变万化的水景。随着可编程控制器的迅速发展，音乐喷泉对控制系统的要求也越来越高，使得越来越多的控制部分需要用可编程控制器来实现。
本课题结合任务书的要求,以音乐喷泉为研究对象，采用三菱PLC作为喷泉的控制器.设计的控制方式有两种：一种是固定程序运行方式.是按事先设计好的步骤一步一步进行,循环执行。另一种控制方式是通过音乐控制喷泉。是通过ＰLC的中断程序采集播放音乐的音频信号，PＬC对采集的音频信号进行标准化算法，将运算的数据转换成模拟量，通过模拟量输出口输出去控制变频器的输出频率，从而控制水泵转速，达到控制喷泉水柱的高低跟随音乐强弱的变化。
本次设计对音乐喷泉控制系统的总体功能进行了分析，并且对可编程控制技术、变频控制技术的应用、发展趋势作了简要介绍，以及音乐喷泉控制总体设计方案、电气系统的整体设计和PLC程序设计思路、变频参数设置.本次设计改善了音乐喷泉系统的控制品质,提高了音乐喷泉控制系统的稳定性。
关键词:音乐喷泉，控制系统,可编程控制器，变频器

ABSＴＲACT
In ｒecent yeaｒｓ， music　fｏuntａin iｓ　tｈe emergence of ａ ｇardeｎ building combｉｎeｄ wiｔh a　fａncy watch　a ｐrｏdｕｃt，　its colｌeｃtioｎ　of　sound， ｌight, coｌoｒ， shape，　anｄ　generatｅs kaｌeidoscｏpe waｔｅrｓcaｐe。 Along　wiｔｈ ｔｈe rapｉｄ developmｅｎｔ of the ｐrogrａmmablｅ ｃontrｏlｌer, musｉｃ　fｏｕｎｔain is　ｂｅcoｍiｎg　ｍore anｄ ｈiｇhｅr to　thｅ requirｅmenｔ ｏｆ　ｃｏntrol ｓystｅm； make　more aｎｄ　mｏre need　ｔｏ use PLC to reａlize conｔrol part.
Ｔhｉs　ｔopic comｂined with tｈe requireｍｅnts of　thｅ ｓｐecifiｃation， with ｍusic fountaｉn as　ｔhｅ resｅarｃh oｂject; adopt Mｉｔsubishi ＰLC aｓ　ｔhe controｌlｅr ｏf　the　fouｎtａｉｎ modｅｌ． Desｉgn of tｈｅ conｔrol mｅthod　hａｓ twｏ kｉｎds： onｅ is fixed proｇraｍ operatｉon ｍoｄｅ．　Acｃordｉnｇ　ｔo　design　a　gｏoｄ stepｓ in aｄvancｅ stｅｐ ｂy steｐ，　execuｔiｏn cycｌｅs. Anotｈer waｙ　of　cｏnｔrｏl　ｉs through ｔhe music ｆouｎｔain ｃontroｌ. By PＬＣ interrupt ｐrｏgｒaｍ aｕｄｉo sigｎal collｅcｔion　aｎd pｌａy muｓｉｃ， auｄio　ｓigｎａl oｆ　PLC　ｔｏ stanｄarｄiｚe　aｌｇｏriｔhm，　ｔhｅ aｌｇorithm ｏf　ｄａta iｎto aｎaloｇ and ｏutpｕｔ by anaｌｏg outpｕｔ to conｔrｏl ｔhe ｏutput　frｅｑuｅｎcy oｆ frequencｙ conｖerter, ｓo ａｓ tｏ contrｏｌ watｅr pump　speｅd,　to ｃonｔroｌ　the fountａin　water　coｌumn heiｇht to follow ｍｕsｉc strength　chanｇes.
The deｓign oｆ　mｕsｉc fouｎtａin conｔrol sysｔem’s overall funcｔｉon　iｓ ａnalyｚｅd, aｎd tｈe　ｐrｏgｒammａble cｏnｔrol technoloｇｙ,　the　aｐplicａtion ｏｆ varｉaｂle frｅｑuenｃｙ controｌ teｃｈnology, the devｅlｏpmｅnt ｔreｎds are ｂrieflｙ iｎtroｄuced, ａs well as thｅ ｍusｉc ｆountａin contrｏl ovｅｒaｌｌ design， thｅ oveｒａll　deｓｉgn　of the eleｃtric　sysｔem aｎd PLC proｇram　dｅsｉgn　and parａmetｅr setｔing of　ｉｎveｒter。　This　deｓign improｖeｓ thｅ musｉc fouｎtａin syｓｔｅm ｃｏｎtrｏl quａlity;　ｉmproｖe the ｓtａbility　of　ｍusic fountain ｃoｎｔrｏl sｙsｔeｍ．

ＫＥY　WORDS： Ｍusｉcaｌ fountain，Ｃonｔrｏl　ｓyｓｔeｍ，ＰLC,freｑuｅｎcy

目录
第１章绪论…………………………………………………………………1
1。1　音乐喷泉的发展现状………………………………………………１
1。2 本文主要研究内容及意义…………………………………………３
1．3　本章小结……………………………………………………………3
第２章 PLC音乐喷泉控制系统方案确定……………………………………４
2。１ 音乐喷泉控制系统设计要求………………………………………４
２。2 音乐喷泉控制系统方案选择………………………………………5
2.3 本章小结……………………………………………………………6
第３章音乐喷泉控制系统硬件设计…………………………………………7
3.1 PLC的选型…………………………………………………………７
3。2 变频器的选型………………………………………………………8
　3。2．1 变频调速原理………………………………………………9
　 3。2。２ 变频器参数设置……………………………………………１３
３．3　音乐喷泉控制系统总电路设计及工作原理分析………………………１5
3。４ 本章小结…………………………………………………………………17
第4章音乐喷泉控制系统软件设计…………………………………………18
4．1 系统程序流程图……………………………………………………18
4。2　系统Ｉ／O端口分配表………………………………………………18
4．3 系统程序设计………………………………………………………19
　４．3.1 梯形图程序设计……………………………………………1９
　4.3.2 指令表程序转