聲控噴泉設(shè)計(jì)【通過答辯畢業(yè)論文+CAD圖紙】

全套設(shè)計(jì)（圖紙）加 401339828 專業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 學(xué)生姓名 侯冬梅 班級(jí) 電氣 063 指導(dǎo)教師 洪源 論文（設(shè)計(jì)）題目 聲控噴泉設(shè)計(jì) 目前已完成任務(wù) 1、 聲控噴泉設(shè)計(jì)的總體思想和框架 2、 各個(gè)硬件部分的原理與初步設(shè)計(jì) 3、 控制程序的初步編寫 是否符合任務(wù)書要求進(jìn)度： 是 尚需完成的任務(wù) 1、 各個(gè) 硬件部分的最后設(shè)計(jì) 2、 程序的最終敲定 能否按期完成論文（設(shè)計(jì)）： 能 存在問題和解決辦法 存 在 問 題 程序的模擬 擬 采 取 的 辦 法 上機(jī)模擬 指導(dǎo)教師簽 字 日期 年 月 日 教學(xué)院長(zhǎng)（ 系 主任） 意 見 簽字： 年 月 日 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 1 河南科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題報(bào)告 題目名稱 :聲控噴泉設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 侯冬梅 專業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 學(xué)號(hào) 20060344304 指導(dǎo)教師姓名 洪源 所學(xué)專業(yè) 物理 職稱 副教授 完成期限 2009 年 12 月 12 日至 2010 年 5 月 22 日 一、選題的目的意義 隨著人們對(duì)噴泉的造景功能、娛樂功能、環(huán)保功能認(rèn)識(shí)的提高，噴泉已經(jīng)出現(xiàn)了多種多樣的形 式。 喜慶節(jié)日、大型群眾集會(huì)的廣場(chǎng)噴泉和城市主題雕塑 噴泉 ，其水造型往往是簡(jiǎn)捷、明快、莊重、大方，給予人們團(tuán)結(jié)進(jìn)取，凝聚向上的感受。商業(yè)廣場(chǎng)、購(gòu)物中心以及游泳景點(diǎn)的大型激光彩色音樂噴泉，其動(dòng)感十足的“水表演”，既歡快、跳躍，又抒情、富有詩(shī)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 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。 從噴泉在祖國(guó)各地不斷的應(yīng)用與推廣來看，對(duì)噴泉的研究具有很大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益 。 二、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 隨著音樂噴泉 市場(chǎng)的需求越來越大，國(guó)內(nèi)外關(guān)于音樂噴泉的研究與開發(fā)工作也蒸蒸日上。人們對(duì)噴泉的追求因某些原因也太不相同，主要有以下幾個(gè)方面： 1、大型化，譬如首爾“巨型噴泉”盤 浦大橋 給這座 大橋 帶來了全新的驚喜 2、智能化，隨著生活節(jié)奏的加快，人們對(duì)智能化的最求越發(fā)強(qiáng)烈 3、小型化，隨著人們對(duì)住宅小區(qū)及別墅的環(huán)境的要求的提高，小型化噴泉已成為音樂噴泉發(fā)展的一個(gè)方向 4、融入環(huán)境方向 ,譬如北京奧運(yùn)村的噴泉給游客帶來的視覺沖擊。 三、主要研究?jī)?nèi)容 1設(shè)計(jì)一套聲控噴泉裝置，主要設(shè)計(jì)它的控制電路； 2噴泉高度隨聲音強(qiáng)弱變化而變化； 3部分噴泉呈周期性變化。 2 四、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的研究方法或技術(shù)路線 1、 調(diào)研：近 年來，全國(guó)各地城市、小區(qū)廣場(chǎng)噴泉如雨后春筍般建造起來。譬如 奧運(yùn) “多彩中華”民族文化節(jié)文字 噴泉具有很強(qiáng)的代表性。 2、 查資料 ：?jiǎn)纹瑱C(jī)的控制功能、比例電磁閥線性變化的特性、 輯控制等方法應(yīng)用于噴泉設(shè)計(jì)，都有許多值得借鑒的地方。 3、 系統(tǒng)設(shè)計(jì) ：機(jī)械方面（略），控制電路設(shè)計(jì)。 4、程序上機(jī)模擬 五、 主要參考文獻(xiàn)與資料 1 李華，胡漢才 M等教育出版社， 2006 2 呂傳林 D連理工大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)及理論系， 2002 3 郭艷萍，李曉波 花式噴泉控制中的應(yīng)用 J2003,2（ 9） :144 孫育才 M南大學(xué)出版社， 1979 5 張桂香 用 M2006 6 高西全 字信號(hào)處理 M2008 7 殷培峰 泉控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用 J,蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué) 院學(xué)報(bào)， 2006,1（ 3） :208 宋書中，常曉玲 M2006 9 杜坤梅，李鐵才 M2002 10 愛虎 變頻器的花式噴泉的設(shè)計(jì) D沙理工大學(xué)信息工程系， 2009 11 無名 D州市技工學(xué)校， 2004 12 凌小小 自動(dòng)噴泉控制中的應(yīng)用 D圳大學(xué)電氣工程系， 2007 13 許攸 計(jì) D：西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院 14 景噴泉工程技術(shù)規(guī)程 S 六、 指導(dǎo)教師審批意見 簽名： 年 月 日 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 3 河南科技學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）中期 進(jìn)展情況 檢查表 目 錄 1 引言 . 4 2 方案論證 . 4 計(jì)思路 . 4 案論證 . 4 統(tǒng)噴泉系統(tǒng) . 4 傳統(tǒng)噴泉方案的比較 . 6 方案總體設(shè)計(jì)框圖 . 8 3 系統(tǒng)框圖中各硬件的選取及電路設(shè)計(jì) . 8 嘴及彩燈平面布置圖 . 8 極體話筒選型及音頻放大電路 . 9 頻器的選型 . 10 編程控制器的選擇 . 12 述 . 12 選型 . 12 下彩燈的選型 . 13 泵選擇 . 14 件接線 . 15 型及燈光控制 . 16 4 程序設(shè)計(jì) . 16 5 結(jié)束語 . 17 致謝 . 17 參考文獻(xiàn) . 19 附錄 1 . 20 4 1 引言 隨著城市化進(jìn)程的加速，全國(guó)各地城市、小區(qū)廣場(chǎng)噴泉如雨 后春筍般建造起來。然而噴泉建設(shè)中也出現(xiàn)了不少的問題，例如設(shè)計(jì)方面追求大型，噴泉唯美而忽略周邊環(huán)境，不注重節(jié)水等問題。從噴泉在祖國(guó)各地的推廣及設(shè)計(jì)方面存在的問題來看，對(duì)噴泉的研究具有很大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 噴泉設(shè)計(jì)的研究?jī)?nèi)容主要有以下幾個(gè)方面： （ 1）機(jī)械方面，噴嘴及水下彩燈的布置，管路的布置，各種接頭的銜接。 （ 2）硬件設(shè)計(jì)方面，水泵規(guī)格、噴嘴類型、水下彩燈規(guī)格、 號(hào)、變頻器型號(hào)、音響設(shè)備等選擇。 （ 3）軟件設(shè)計(jì)方面，程序的編寫。 （ 4）電路方面，怎樣才能安全、長(zhǎng)久、節(jié)能的運(yùn)行下去。 本設(shè)計(jì)以變頻 器和可編程控制器 核心，利用了變頻器控制水泵的轉(zhuǎn)速與松下 控制功能，協(xié)調(diào)了聲音、燈光、水柱的變化，實(shí)現(xiàn)了對(duì)噴泉的控制。 2 方案論證 計(jì)思路 根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，本系統(tǒng)的主要任務(wù)是： （ 1）徹底解決水柱與聲音信號(hào)的線性變化問題。 （ 2）利用 制噴泉花樣及燈光變化。 基于此，本設(shè)計(jì)應(yīng)實(shí)現(xiàn)以下功能： 選擇一款變頻器，它的能控制水泵的轉(zhuǎn)速，解決 水柱與聲音信號(hào)的線性變化問題； 噴泉水型能變化，花型方案由用戶設(shè)計(jì)編程來解決。 因此在系統(tǒng)中使用了變頻技術(shù)和 控制系統(tǒng)。由于噴泉 花型可以根據(jù)個(gè)人愛好變化，所以對(duì)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提出了一些要求。 案論證 統(tǒng)噴泉系統(tǒng) 在聲控噴泉的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中，為了滿足一般噴泉的功能，通常設(shè)計(jì)的噴泉方案如圖 1 所示。 其中，常設(shè)燈光和變化燈光由繼電器控制，常量水泵控制固定花樣的噴頭，變量水泵用做聲音信號(hào)的執(zhí)行器件。電磁閥控制其他的一些變化功能。當(dāng)噴泉工作在靜態(tài)時(shí)，計(jì)算機(jī)定時(shí)循環(huán)輸出一組數(shù)字量，經(jīng)光電隔離和驅(qū)動(dòng)后控制電磁閥買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 5 和繼電器，從而控制水底彩燈和常設(shè)噴頭的通斷，此時(shí)的控制主要是開關(guān)量的循環(huán)輸出。當(dāng)噴泉工作于動(dòng)態(tài)時(shí)，從聲音設(shè)備前級(jí)輸入到計(jì) 算機(jī)的音頻信號(hào)被分成 兩路，一路經(jīng)檢波處理后控制變量水泵的壓力，實(shí)現(xiàn)水柱的上下運(yùn)動(dòng)；另一路經(jīng)處理后送音響設(shè)備的功效。 圖 1 音樂噴泉系統(tǒng)組成框圖 為實(shí)現(xiàn)聲控噴泉系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控制，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)接口電路通常如圖 2所示。音頻輸入、輸出信號(hào)和變壓控制信號(hào)經(jīng)過 A/D、 D/A 數(shù)據(jù)板進(jìn)出計(jì)算機(jī)。接口板提供 10 路單控制終端的數(shù)據(jù)采集通道。其性能達(dá)到 精度和 12 位的分辨率。此外，此板還帶有 5 個(gè) 12 位分辨率的輸出通道，可插入計(jì)算機(jī)擴(kuò)展 槽，直接與 線交換數(shù)據(jù)。根據(jù)實(shí)際工程中的控制點(diǎn)數(shù)設(shè)計(jì) D/D 通道，其中包括光電隔離器和保護(hù)電路。通常使用中斷來處理數(shù)據(jù)采集和實(shí)時(shí)控制，一般情況下選用的計(jì)算機(jī)為 386 工控機(jī)。 圖 2 音樂噴泉控制流程圖 傳統(tǒng)方案中進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)時(shí)，首先將設(shè)計(jì)好的彩燈與噴頭的組合花樣作為數(shù)據(jù)文件存儲(chǔ)起來，系統(tǒng)采用定時(shí)中斷方法處理各項(xiàng)任務(wù)，中斷服務(wù)程序框圖如圖3 所示。 在無音樂或音樂輸入無效時(shí)，隨機(jī)選出一種狀態(tài)數(shù)據(jù)來完成燈光組合數(shù)據(jù)輸 出。雖然它也能夠自動(dòng)完成多種噴頭花樣組合及彩燈的變換，但是他不是隨音樂 計(jì) 算機(jī) A/D 變量泵 D/D 光電隔離 常量泵 音響設(shè)備 D/A 驅(qū)動(dòng) 電磁閥 繼電器 計(jì)算機(jī)及接口 常 設(shè)及變量燈光 常 量及變量 水泵 電磁閥 噴頭 音樂設(shè)備 水下彩燈 6 節(jié)奏變化而變 化，故令人有一種不協(xié)調(diào)的感覺。如果音樂信號(hào)有效，則進(jìn)行實(shí)時(shí)音頻信號(hào)送變量泵輸出，音頻信號(hào)得延時(shí) t 時(shí)刻后，才送功放，同時(shí)完成燈光組合數(shù)據(jù)輸出，從而解決了音樂與噴水不能同步的問題。 2 圖 3 中斷服務(wù)程序框圖 傳統(tǒng)噴泉方案的比較 （ 1） 傳統(tǒng)方案 是利用電磁閥開關(guān)大小控制水柱高度。 由圖 4 可知，音頻信號(hào)經(jīng)放大后去控制電磁閥工作，使水經(jīng)過噴頭噴出。如果是普通的電磁閥，水柱高度變化難以隨聲音大小線性變化。如果應(yīng)用比例流量電 磁閥，量多價(jià)格也不便宜。使用變頻器的調(diào)速技術(shù)，泵在某一范圍內(nèi)變化時(shí)。流量、揚(yáng)程、功率有下列關(guān)系： 圖 4 控制過程 聲音信號(hào) 燈光信號(hào) 放大 386 工控機(jī) 管路 噴頭 電磁閥 在緩存隊(duì)列中取 t 時(shí)刻以前的音頻信號(hào) 送功放 有效 無效 燈光 組合 數(shù)據(jù) 輸出 任意 狀態(tài) 數(shù)據(jù) A/D 采樣 信號(hào) 音樂 開關(guān) 數(shù)字 信號(hào) 處理 變量 泵控 制量 輸出 音頻 信號(hào) 緩存 0000 )300 )買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 7 對(duì)于泵類來說，其工作特性主要由 線來描述。 線表示當(dāng)轉(zhuǎn)速恒定時(shí)，水壓 H 與流量 Q 之間的關(guān)系曲線。從圖 5 可以看出，當(dāng)流量從 為 果用調(diào)節(jié)閥門的方法調(diào)節(jié)水量，由于泵的轉(zhuǎn)速?zèng)]有變化，則管網(wǎng)的阻力增加，即管網(wǎng)阻力曲線從 線變?yōu)?線，則系統(tǒng)的工作點(diǎn)從 A 點(diǎn)轉(zhuǎn)化到 圖可以看出，此時(shí)盡管流量減少 了，但水壓卻增加了，又由于輸出功率2與在 A 點(diǎn)工作時(shí)的輸出功率1 如果用調(diào)速的方法調(diào)節(jié)流量，管網(wǎng)阻力曲線不變，系統(tǒng)的工作點(diǎn)從 A 點(diǎn)轉(zhuǎn)到 D 點(diǎn)。而過 D 點(diǎn)的泵的 線是 80%的特性曲線，此時(shí)輸出功率圖可以看出，在滿足同樣流量的情況下，水壓3電動(dòng)機(jī)輸出功率卻顯著下降，所節(jié)約的電能與 3 由此可見，用調(diào)速方法調(diào)節(jié)流量的經(jīng)濟(jì)效益是十分顯著的。 8 揚(yáng) 程 H 流量 Q 圖 5 泵的 線 （ 2）是控制技術(shù)的應(yīng)用。由圖 4 知，可利用 386 工控機(jī)控制噴泉的花樣，價(jià)格較貴，且花型變化困難。而花式噴泉運(yùn)行的靈活性是評(píng)價(jià)花式噴泉優(yōu)劣的關(guān)鍵，而這與花式噴泉的控制系統(tǒng)息息相關(guān)。本設(shè)計(jì) 選擇 制噴泉。使用 有使用方便、運(yùn)行可靠、控制 程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí) 出接口較多，便于多路多點(diǎn)控制，而且采用模塊式結(jié)構(gòu)，便于用戶檢修和更換模塊。 3 8 基于此，要想滿足控制精度高，價(jià)格便宜，花型變化多樣就應(yīng)該舍棄傳統(tǒng)方案，采用一種全新的設(shè)計(jì)方案。 方案總體設(shè)計(jì)框圖 聲控噴泉是一種用聲音控制聲控噴泉水型變化及燈光變化的自控裝置，由圖6 可知由以下幾個(gè)部分組成： （ 1）聲音接收裝置：將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。 （ 2）放大裝置 :將電信號(hào)進(jìn)行放大。 （ 3）控制裝置：進(jìn)行模數(shù)與數(shù)模轉(zhuǎn)化等。 （ 4）執(zhí)行機(jī)構(gòu)：電磁閥、變頻器等。 （ 5）動(dòng)力設(shè)備 ：水泵等。 （ 6）其它設(shè)備：噴嘴、管道等。 圖 6 方案總體框圖 3 系統(tǒng)框圖中各硬件的選取及電路設(shè)計(jì) 嘴及彩燈平面布置圖 根據(jù)噴水控制系統(tǒng)的工藝要求，工作特點(diǎn)，環(huán)境等條件，選擇合理的設(shè)計(jì)方案，噴水的平面布置圖見圖 7。 圖 7 為聲控噴泉造型圖：分 4 層，外 2 層、內(nèi) 1 層、中心 1 層；外層有 8 個(gè)十字星的噴嘴，次外層有 8 個(gè)噴嘴；內(nèi)層有 4 個(gè)十字星噴嘴；中心層的 5 個(gè)噴嘴分布于五角星的頂點(diǎn)上。燈光系統(tǒng)由 3 條支路組成，分別為綠色燈支路處于外層與次 外層之間，黃色燈支路處于外層與內(nèi)層之間，紅色燈支路處于內(nèi)層與中心層之間。 音源 放大電路 A/D 轉(zhuǎn)換 頻器 水泵 按鈕信號(hào) 水下彩燈 噴頭 管路 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 9 圖 7 噴泉池示意圖 極體話筒 選型及音頻放大電路 駐極體話筒一般由駐極體與結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管組合而成 這些高分子材料表面具有永久電荷 (Q)極、空隙三部分 ,這樣在振膜與背極間形成一個(gè)具有定量電荷的電容結(jié)構(gòu)。當(dāng)說話時(shí) ,會(huì)引起振膜與背極間的距離 (D)變化 ,據(jù) C=S/D 可知 ,將使電容 (C)變化 ;據(jù) U=Q/C 可知 ,a、 b 間電壓會(huì)變化 ;從而引起結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的 G、 S 間電壓變化 ,在 D、 S 間產(chǎn)生放大的電信號(hào)。其工作參數(shù)有： 工作電壓 2V，常用的有 3V， 種 工作電流 間 輸出阻抗 一般小于 2K（ 歐姆） 靈敏度 單位：伏 /帕，國(guó)產(chǎn)的分為 4 檔，紅點(diǎn)（靈敏度最高）黃點(diǎn)，藍(lán)點(diǎn)，白點(diǎn) 頻率響應(yīng) 一般較為平坦 指向性 全向 等效噪聲級(jí) 小于 35 分貝 下面介紹一下音頻放大電路。該電路實(shí)質(zhì)上是一個(gè)由晶體三極管 外圍 阻容元件組成了典型的阻容耦合放大電路，擔(dān)任前置音頻電壓放大； 成了兩級(jí)直接耦合式功率放大電路，其中成發(fā)射極輸出形式，它的輸出阻抗較低。駐極體話筒 收到聲波信號(hào)后，輸出相應(yīng)的微弱電信號(hào)。該信號(hào)經(jīng)電容器 合到 基極進(jìn)行放大，放大后的信號(hào)由其集電極輸出，再經(jīng) 合到 行第二級(jí)放大，最后信號(hào)中心 10 由 射極輸出。電路中， 旁路電容器，其主要作用是旁路掉輸出信號(hào)中形成噪音的各種諧波成份。 濾波電容器，為整機(jī)音頻電流提供良好通路。 圖 8 音頻放大電路 在本次設(shè)計(jì) 中通過對(duì)聲音的接收及信號(hào)的放大來向控制裝置發(fā)送信號(hào)?？刂蒲b置收到信號(hào)后向變頻器發(fā)送信號(hào)來調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)速。本次設(shè)計(jì)采用的駐極體話筒主要用來檢測(cè)聲音信號(hào)的強(qiáng)弱。將采用的是深圳市連清電子有限公司生產(chǎn)的號(hào)的 駐極體 話筒 ，它具有具有體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、 電聲 性能好、價(jià)格低的特點(diǎn)。 其工作參數(shù)如下： 阻抗 小于 向特性 全向性 額定工作電壓 流消耗 最大 敏度 不超過 a 信噪比 大于 58頻器的選型 變頻調(diào)速技術(shù)是電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)、電機(jī)控制理論及自動(dòng)控制技術(shù)高度發(fā)展的產(chǎn)物。它主要用于控制異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使電機(jī)的轉(zhuǎn)速能夠從 0 到高于額定轉(zhuǎn)速的范圍內(nèi)變化，而且具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、工作效率高、輸出特性好、使用方便等其他調(diào)速技術(shù)所無法比擬的特點(diǎn)。常見變頻器的外接控制端大致如下圖9 所示。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 11 圖 9 變頻器的常用外接控制端 根據(jù)異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速表達(dá)式： 可知，能夠平滑的調(diào)速。 圖 10 變頻調(diào)速框圖 電機(jī) 負(fù)載 變頻器 信號(hào) 60 （ ） 12 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，將選用 1 臺(tái) S） E 系列變頻調(diào)速器。 編程控制器的選擇 述 1969 年美國(guó) 司研制出世界上第一臺(tái)可編程控制器，并成功用在 當(dāng)時(shí)只能進(jìn)行邏輯運(yùn)算，故稱為“可編程邏輯控制器”，簡(jiǎn)稱 80 年代，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，極大的推動(dòng)了 發(fā)展，使 功能日益增強(qiáng)，成為一種電子計(jì)算機(jī)工業(yè)控制裝置，故稱為可編程控制器，簡(jiǎn)稱 由于容易與個(gè)人計(jì)算機(jī)相混淆，故人們習(xí)慣的用 繼電器邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展而來，所以它在數(shù)學(xué)處理、順序控制方面具有一定的優(yōu)勢(shì)。 集自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)于一體的一種新型工業(yè)控制裝置，已躍居工業(yè)自動(dòng)化三大支柱（ 首位。它具有 1、運(yùn)行穩(wěn)定可靠 2、可實(shí)現(xiàn)三 電一體化 3、編程簡(jiǎn)單、使用方便 4、體積小、重量輕、功耗低 5、設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試周期短等優(yōu)點(diǎn)。 5 選型 在 統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)確定控制方案，下一步工作就是 程設(shè)計(jì)選型。工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要求是設(shè)計(jì)選型的主要依據(jù)。因此，工程設(shè)計(jì)選型和估算是，應(yīng)詳細(xì)分析工藝過程的特點(diǎn)、控制要求，控制任務(wù)和范圍確定所需的操作和動(dòng)作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點(diǎn)數(shù)、所需存儲(chǔ)器容量、確定功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價(jià)格比的 設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制系統(tǒng)。 （ 1） 輸入輸出 I/O 點(diǎn)數(shù)估 算 I/O 點(diǎn)數(shù)估算是應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔浚ǔ８鶕?jù)統(tǒng)計(jì)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，再增加10%余量。余量后，作為輸入輸出點(diǎn)數(shù)估算數(shù)據(jù)。 （ 2） 存儲(chǔ)器容量的估算 存儲(chǔ)器容量是可編程控制器本身能提供的硬件存儲(chǔ)單位大小。程序容量小于存儲(chǔ)器容量，為了設(shè)計(jì)選型時(shí) 鞥 對(duì)程序容量有一定估算，通常采用存儲(chǔ)器容量。 （ 3） 控制功能的選擇 根據(jù)本課題的需要，主要介紹以下幾個(gè)功能 1） 控制功能。主要用于順序邏輯控制。 2） 編程功能。 5 種標(biāo)準(zhǔn)化編程語言：順序功能圖（ 梯形圖（ 功能模塊圖（ 種圖形化語言和語句表（ 結(jié)構(gòu)文本（ 種文本買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 13 語言。 3）診斷功能。 診斷功能包括硬件和軟件的診斷。 （ 4）機(jī)型的選擇 超小型 近幾年開發(fā)的新產(chǎn)品。雖進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)較晚，但由于其設(shè)計(jì)上有不少獨(dú)特之處，一經(jīng)推出，就備受用戶關(guān)注。 它體積小，重量輕，使用壽命長(zhǎng)，編程和維護(hù)方便，故障率低，通過擴(kuò)展模塊的連接，可以增加輸入 /輸出點(diǎn)數(shù)。 通過對(duì)輸入輸出點(diǎn)數(shù)、存儲(chǔ)器容量以及編程語言的分析，本控制系統(tǒng)選用松下 用梯形圖語言編程。 表 1 品規(guī)格表 系列 規(guī)格 部件號(hào) 程序 容量 I/O 點(diǎn)數(shù) 連接方法 操作電壓 輸入類型 輸出類型 16 輸入： 8 輸出： 8 接器型 244體管 控噴泉設(shè)計(jì)的 I/O 分配表： 表 2 輸入 按鈕 輸入 說明 0 停止按鈕 1 花式 1 選擇開關(guān) 2 花式 2 選擇開關(guān) 3 花式 3 選擇開關(guān) 表 3 輸出 繼電器 輸出 說明 頻器 頻器 頻器 頻器 5 紅色燈 支路 6 黃色燈支路 7 綠色燈支路 下彩燈的選型 壓水下燈的出現(xiàn)給整個(gè)噴泉業(yè)帶來新的一輪光明革命，彌補(bǔ)了原來水下燈的種種不足之處，是原來水下燈的替代產(chǎn)品，因?yàn)?（ 1）該燈常規(guī)采用 壓控制電源，由此可以打消漏電而造成的不必要的麻煩。 14 （ 2）該燈功率為小，而效率卻相當(dāng)于普通水下燈 80W 的亮度。 （ 3）該燈擁有散光型和聚光型，可根據(jù)噴泉中噴頭的需要而選擇選用，其中聚光型的射程可以定制光波長(zhǎng)?，F(xiàn)應(yīng)用噴泉中照 30 米高的水柱可以到頂。 （ 4）該燈擁多種光源， 而原來的水下燈只有四種顏色，從而使噴泉池中的色彩更加豐富多彩并有更多變化。 （ 5） 壓燈使用普通水下電纜 2*方線的可以接 30 盞燈。 （ 6）產(chǎn)品體積較小，便于運(yùn)輸安裝。 （ 7）產(chǎn)品可以連續(xù)使用 10 萬小時(shí)，基本無熱量。 表 4 小功率水下彩燈規(guī)格表 序號(hào) 品 名 顏色 電壓 規(guī) 格 單位 殼型號(hào) 1 下彩燈 單色 8 珠 * 下彩燈 單色 8 珠 * 下彩燈 單色 6 珠 * 下彩燈 單色 6 珠 * 下彩燈 七彩同步變色 1 珠 * 下彩燈 七彩同步變色 1 珠 * 下彩燈 七彩同步變色 2 珠 * 下彩燈 七彩同步變色 2 珠 * 據(jù)本文設(shè)計(jì)的要求，本文選擇序號(hào) 3 的單色 下彩燈，有黃色、紅色 綠色三種單色 。 泵選擇 由于是噴泉用水泵，將完全浸入水中，其電機(jī)和水泵的運(yùn)動(dòng)部件都是利用水來潤(rùn)滑，所以不會(huì)產(chǎn)生過高的水溫，效率較高。同時(shí) 應(yīng)具有以下特點(diǎn)：體積小、重量輕、移動(dòng)和安裝方便 ;操作簡(jiǎn)單 ,因水泵浸在水中，沒有汲水揚(yáng)程，所以啟動(dòng)前不需灌水，只要接通電源就能出水；成本低廉，它只要很短的出水管，沒有汲水管和輸水管，不裝低閥，也不需建泵房。潛水泵一般可以在 的額定流量范圍內(nèi)正常運(yùn)行。 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)接組成。符合 8092準(zhǔn)規(guī)定，產(chǎn)品取得全國(guó)生產(chǎn)許可證。具有泵電一體，結(jié)構(gòu)緊湊；無需引水、使用簡(jiǎn)便；雙端密封、電器保護(hù) ;設(shè)計(jì)合理、性能優(yōu)良；經(jīng)久耐用、安全可靠的特點(diǎn)。 鑒于以上 特點(diǎn)，滿足本設(shè)計(jì)的要求，將選擇的 4 臺(tái)杭州清泉水泵總廠 制造的潛水泵。其中 責(zé)中心層噴嘴的需水量， 責(zé)內(nèi)層噴嘴的需水量， 責(zé)次外層噴嘴的需水量， 責(zé)外層噴嘴的需水量。 這些潛水泵的型號(hào)規(guī)格見下表 5： 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 15 表 5 型號(hào)規(guī)格表 序號(hào) 型號(hào) 額定流量(m3/h) 額定揚(yáng)程 (m) 額定功率(額定轉(zhuǎn)速(r/額定電壓(V) 額定電流(A) 配套管徑(1 0 34 3 2860 380 5 2 0 34 3 2860 380 5 3 0 34 4 2860 380 0 4 0 34 4 2860 380 0 件接線 變頻器可以控制多臺(tái)電動(dòng)機(jī)的并聯(lián)運(yùn)行，它們是同步改變轉(zhuǎn)速的，不必有相同的容量或極數(shù)，變頻器的額定電流應(yīng)大于所帶電動(dòng)機(jī)滿負(fù)荷電流之和。 8 圖 11 變頻器與水泵的接線圖 系統(tǒng)中各個(gè)硬件的連線示意圖如下： 16 圖 12 連線示意圖 型及燈光 控制 控制系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)框圖如下： 圖 13 軟件實(shí)現(xiàn)框圖 4 程序設(shè)計(jì) 本文設(shè)計(jì)的花式噴泉有 3 種花式可供選擇。按下花式選擇按鈕，噴泉即開始工作，按下停止按鈕，則停止工作。噴泉的噴水花式由選擇開關(guān)來實(shí)現(xiàn)。 花式噴泉的第一種花式：（當(dāng)選擇開關(guān) ，噴泉運(yùn)行第一種花樣）中心層、內(nèi)層、次外層、外層隔 2 秒一次噴水，一起噴水 15 秒后停下，再按外層、各層按照設(shè)計(jì)花樣噴水或停噴 控制 裝置 處理 外部 接收 信號(hào) 變 頻 器 水 泵 噴水 高度 控制 彩燈 控制 停止 按鈕 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 17 次外層、內(nèi)層、中心層的次序隔 2 秒一次噴水，再一起噴水 15 秒后停下，如此循環(huán)下去。當(dāng)內(nèi)層或中心層任意一層或 2 層噴水 時(shí)，黃燈支路將亮起來；當(dāng)次外層噴水時(shí)，紅燈支路亮；當(dāng)所有層都噴水時(shí)，綠燈支路亮起來。梯形圖語言見附錄 1 的圖 14。 花式噴泉的第二種花式：（當(dāng)選擇開關(guān) ，噴泉運(yùn)行是第二種花樣式）外層、內(nèi)層同時(shí)噴水 3 秒后停噴，次外層與中心層緊接著噴水 3 秒后中心層、內(nèi)層、次外層、外層一起噴水 30 秒停止，如此循環(huán)下去。當(dāng)內(nèi)層或中心層任意一層或 2 層噴水時(shí)，黃燈支路將亮起來；當(dāng)次外層噴水時(shí)，紅燈支路亮；當(dāng)所有層都噴水時(shí)，綠燈支路亮起來。梯形圖語言見附錄 1 的圖 15。 花式噴泉的第三種花式：（當(dāng)選擇開關(guān) ，噴泉運(yùn)行第三種花式） 中心層、內(nèi)層、次外層、外層按順序延時(shí) 2 秒噴水。然后一起噴水 30 秒，如此循環(huán)下去。當(dāng)內(nèi)層或中心層任意一層或 2 層噴水時(shí)，黃燈支路將