基于PLC的花樣噴泉控制系統(tǒng)設計【實用文檔】doc

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基于PLC的花樣噴泉控制系統(tǒng)設計【實用文檔】doc文檔可直接使用可編輯，歡迎下載基于PLＣ的花樣噴泉控制系統(tǒng)設計基于PLC的花樣噴泉設計摘要針對傳統(tǒng)的噴泉控制系統(tǒng)一旦設計好控制電路,就不能隨意改變噴水花樣及噴水時間等問題,本設計結(jié)合西門子Ｓ7—20０可編程控制器設計能適應不同季節(jié)、不同場合的噴水要求目的的花樣噴泉系統(tǒng)?；訃娙刂葡到y(tǒng)的主要任務就是改變噴泉的噴水樣式,以達到有規(guī)律的改變噴泉噴水樣式的目的。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。噴泉工作方式由花樣選擇開關(guān)和單步∕連續(xù)開關(guān)決定.當單步∕連續(xù)開關(guān)選擇單步時，噴泉只能按照花樣選擇開關(guān)設定的方式，運行一個循環(huán)；當單步∕連續(xù)開關(guān)選擇連續(xù)時，噴泉按照花樣選擇開關(guān)設定的方式,運行多個循環(huán)，直至按下停止按鈕?；友h(huán)方式選擇開關(guān)用于選擇噴泉的噴水花樣，本文設計四種噴水花樣循環(huán)。ＰＬＣ控制系統(tǒng)體積小、功能強、可靠性高，且具有較大的靈活性和可擴展性的特點。用ＰＬＣ花樣噴泉控制系統(tǒng)，不但實現(xiàn)了自動轉(zhuǎn)換花樣噴泉的噴水樣式，提高了系統(tǒng)的可靠性和安全性，而且,美化了我們的生活環(huán)境，使我們的生活環(huán)境更加安逸、舒適.因此PLＣ控制系統(tǒng)具有一定的工程應用和推廣價值.關(guān)鍵詞：噴泉，PLC控制，花樣噴泉系統(tǒng)TｈｅｐatterndesignbａｓｅｄｏnPLCｆoｕｎｔainAbstractIntraditiｏnalｆountaiｎcｏntrｏlsystemdｅsigngoodcontｒolcircuiｔ，oncｅｃａn＇ｔchａngepatterｎandwatｅrsprayiｎgtimesｕchissｕes，tｈedｅsigｎwiｔhＳiemｅnsｓ7-2０0PＬCdesigｎcanadaptｔoｄiｆｆeｒeｎｔseasoｎ,differeｎtｏccａsionsoｆhｙｄrauｌｉcｒｅｑuirｅmｅnｔｓｔｈepatternoftｈefountainｓyｓtemｐurpose.Fｉｇurefountａincｏｎtrｏlsystemiｓtｈemaiｎtaskoｆtheｃhanｇｅofstyｌe，watｅrfoｕntainiｎordｅｒtoａcｈiｅvｅregulaｒchangeofthｅwaｔerfountaｉnｓtｙｌepurｐose．Pｒeｓstheｓtarｔbｕtton,ａndfountaiｎｓdeviｃesｔartedｔowork,andpresstｈｅstopｂuttoｎ，foｕntaｉncｏｎtrｏldevicetosｔopwｏrking。Ｗorｋbypatteｒnchoicｅfoｕｎｔainwayswiｔcｈaｎdａｓｉnglｅsｔep／cｏntinuousｓwｉtｃｈdeｃｉｓｉon．Whenａsｉｎgｌestep／conｔinuouｓswｉtchｃhooｓesinglｅsｔｅp，fountａinｃａnonｌychｏosｅｓwiｔchｉssetａcｃｏｒｄingｔotｈeｐａt(yī)tｅrn，runaｃyｃlｅwaｙ；Wheｎasingｌesｔep/ｃoｎtinuousswitchcｈoｉce，acｃordiｎgtothepatternfｏｒfountaiｎsｗitｃhseleｃｔorway,oｐerationDuoGeciｒculatiｏn,presｓtｈeｓｔｏｐｂｕttｏｎuntil。Figｕreｃyclewaｙchoiｃeｔoselｅctａfouｎtainofhｙdraulicswitcｈpａt(yī)teｒn，theｐaperｐresentsthedesiｇｎｏffourkｉnｄsofｗaterspraｙpatteｒｎcｙcle．PLCcｏｎtｒoｌsｙstemsmaｌlvoｌumeaｎdpｏwｅrfuｌfuncｔion,highreliabilｉty，ａndhaｓagｒｅaterｆｌexｉbｉｌｉtyandexｐaｎｓibｉliｔycharaｃｔeristic.PＬCcｏntroｌsyｓｔem,anｄｄeｓｉgnsfountａinnotonlyｒealizeｄthｅaｕｔｏmaticｃonvｅrsｉonｐａt(yī)teｒｎfｏuntａiｎofhydrauｌicｓtyle，impｒｏveｔhereｌiabiｌityofsｙstemandsecurｉty，anｄ,beauｔifiｃatｉoｎoｕrliviｎgｅnvironment，makeoｕrlifemｏｒecoｍfortableａｎdcoｍfｏｒtａblｅenvironｍeｎｔ。SoPLＣconｔrolsｙstｅmhassoｍeofｔｈeengineｅrｉnｇaｐplicａt(yī)ioｎanddiｓsｅminationvaluｅ．Keｙworｄs:PLＣcontroｌ，ｐattｅrｎfouｎtainsystem目錄TOC\ｏ"1—3”\h＼ｚ\ｕＨＹPERLINK\l"_Ｔｏc289344０64"摘要1Abｓｔrａcｔ２引言4ＨＹＰERＬINK\l＂_Toｃ２8934４0６7"第１章ＰLC簡介5ＨYPＥRLIＮＫ\l＂_Tｏｃ２89344０６8”1.1可編程序控制器簡介5HＹPERＬINK\l”_Ｔoｃ289344069”１．2ＰLC的結(jié)構(gòu)５ＨYPＥRLINK\l”_Ｔｏc2８93440７0"1．３PＬC的特點6ＨYPERＬIＮK\l"＿Toc2893４4０7１”1．4ＰLC的主要功能81．５PLC的經(jīng)濟性分析8HＹPERLＩNK\l”_Tｏc28934４０７3＂1.6PLＣ發(fā)展狀況及趨勢9第2章噴泉的設計要求1１ＨYＰERLＩNK\l”_Toc2８9３４４0７５”2．１噴泉規(guī)模的設計1１2。2噴泉水柱的分布12第３章PＬＣ控制系統(tǒng)總設計13HYPＥRＬINK\l"_Toc2８９344078”3.１PLＣ控制花樣噴泉運行要求１33.2噴泉的運行流程圖14HYPERＬINK\l＂_Ｔoｃ2893440８0"3．3噴泉的運行過程14HＹPERＬＩNK\l”_Toc２8934４081＂3。4噴泉控制原理1５3.5花樣噴泉PＬC控制接線圖１53．6花樣噴泉PLC控制輸入輸出點分配15HYPEＲＬINK\l＂_Toc２89344084"３.7花樣噴泉PＬＣ控制梯形圖16第4章程序調(diào)試24HYPERＬINK\l＂_Toc2８9344086＂第５章結(jié)論29致謝３0參考文獻3１引言噴泉是人工環(huán)境中最富有生命力的噴泉,它具有分隔空間、增加層次、凈化空氣美化環(huán)境的作用。現(xiàn)代高科技把美妙的音樂、多姿的噴泉造型、五彩繽紛的水下燈光、神奇的激光圖文，通過電腦有機的結(jié)合在一起，給人以音樂聲響、視覺形象、色彩變換三位一體的超自然享受。隨著我國人民物質(zhì)生活水平的不斷提高，對于精神生活的要求也在不斷提高，為進一步改造環(huán)境景觀，建設一個噴泉是很有必要的。隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展和生活水平的不斷提高,尤其是噴泉在城市和社區(qū)環(huán)境建設中起著尤其重要的作用。當今噴泉工程和高新技術(shù)的結(jié)合正是歷史發(fā)展的必然趨勢，由于噴泉工程中采用了大量的高新技術(shù)，從而使噴泉效果更加絢麗多彩，婀娜多姿,令人賞心悅目、流連忘返。本次的畢業(yè)設計是一個以S7—２00ＰＬC控制為核心的花樣噴泉控制系統(tǒng)的設計?；訃娙赑LC的控制之下，噴出各種各樣的水柱，給人以一種視覺上美的享受。第１章PＬC簡介１.１可編程序控制器簡介可編程序控制器PC（PrograｍｍaｂlｅＣoｎｔrolleｒ)又稱可編程序控制器PLＣ(ProgｒammableLｏgｉcContrｏlleｒ），是微機技術(shù)與繼電器常規(guī)控制技術(shù)相接合的產(chǎn)物,是在順序控制器和微機控制器的基礎上發(fā)展起來的新型控制器，是一種以微處理器為核心用作數(shù)字控制的專用計算機。它不僅充分利用微處理器的優(yōu)點來滿足各種工業(yè)領(lǐng)域的實時控制要求，同時也照顧到現(xiàn)場電器操作維護人員的技能和習慣,擯棄了微機常用的計算機編程語言的表達形式，獨具風格地形成一套以繼電器梯形圖為基礎的形象編程語言和模塊化的軟件結(jié)構(gòu)，使用戶程序的編制清晰直觀、方便易學,調(diào)試和查錯都很容易。PLC現(xiàn)已成為現(xiàn)代工業(yè)控制三大支柱(PLC、CＡD/CＡM、ROBＯT)之一，以其可靠性、邏輯功能強、體積小、可在線修改控制程序、具有遠程通信聯(lián)網(wǎng)功能、易于與計算機接口、能對模擬量進行控制、具備告訴計數(shù)與位控等高性能模塊等優(yōu)異性能,日益取代由大量中間繼電器、時間繼電器、計數(shù)繼電器等組成的傳統(tǒng)繼電—接觸控制系統(tǒng)在機械、化工、石油、冶金、電力、輕工、電子、紡織、食品、交通、等行業(yè)得到廣泛應用。PLC的應用深度和廣度已經(jīng)成為一個國家工業(yè)先進水平的重要標志之一.1．2PLＣ的結(jié)構(gòu)PLC和一般的微型計算機基本相同，也是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成的。ＰLＣ的硬件系統(tǒng)由微處理器（CＰU）、存儲器（ＥPROＭ，ROM）、輸入輸出(I／O）部件、電源部件、編程器、I/O擴展單元和其他外圍設備組成。各部分通過總線(電源總線、控制總線、地址總線、數(shù)據(jù)總線)連接而成.其結(jié)構(gòu)簡圖如下：外設I/O接口外設I/O接口輸出部件存儲器EPROM微處理器運算器控制器電源輸入部件I/O擴展接口I/O擴展單元受控元件輸入信號外部設備RAMRAM圖2－1PＬＣ硬件結(jié)構(gòu)圖PLC的軟件系統(tǒng)是指PLC所使用的各種程序的集合，通常可分為系統(tǒng)程序和用戶程序兩大部分。系統(tǒng)程序是每一個ＰLC成品必須包括的部分,由PLC廠家提供,用于控制PLC本身的運行,系統(tǒng)程序固化在ＥPRＯM中。用戶程序是由用戶根據(jù)控制需要而編寫的程序.硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成了一個完整的PＬC系統(tǒng),他們是相輔相成,缺一不可的.1。3PLＣ的特點可編程序控制器是一種以微機處理器為核心的工業(yè)通用自動控制裝置,其實質(zhì)是一種工業(yè)控制用的專用計算機。國內(nèi)外現(xiàn)有的機械手系統(tǒng),它們的控制形式大都采用可編程序控制器控制，特別是在智能化要求程度高容量大的現(xiàn)代化工業(yè)機械手系統(tǒng)中應用更為普遍。其主要原因是因為ＰLＣ具有以下優(yōu)點：1)、靈活、通用在繼電器控制系統(tǒng)中，使用的控制器件是大量的繼電器,整個系統(tǒng)是根據(jù)設計好的電器控制圖，由人工布線、焊接、固定等手段組裝完成的,其過程費時費力。如果因為工藝上的稍許變化,需要改變電器控制系統(tǒng)的話,那么原先的整個電器控制系統(tǒng)將被全部拆除，而重新進行布線、焊接、固定等工作,浪費了大量的人力、物力和時間。而可編程控制器是通過存儲在存儲器中的程序?qū)崿F(xiàn)控制功能的，如果控制功能需要改變的話，只需要修改程序以及改動極少量的接線即可。而且，同一臺可編程控制器還可以用于不同的控制對象,只要改變軟件就可以實現(xiàn)不同的控制要求，因此具有很大的靈活性、通用性。2）、可靠性高、抗干擾能力強對于機械手系統(tǒng)來說,可靠性、抗干擾能力是非常重要的指標，如何能在各種工作環(huán)境和條件（如電磁干擾、低溫潮濕、灰塵超高溫等）下,平穩(wěn)可靠的工作，將故障率降至最低，是研制每一種控制系統(tǒng)必須考慮的問題.現(xiàn)代PLC采用了集成度很高的微電子器件，大量的開關(guān)動作由無觸點的半導體電路來完成，其可靠性程度是使用機械觸點的繼電器所無法比擬的.為了保證PLC能在惡劣的工業(yè)環(huán)境可靠的工作,在其設計和制造過程中采取了一系列硬件和軟件方面的抗干擾措施，使其可以適應惡劣的工業(yè)應用環(huán)境。3）、操作方便、維修容易PLC采用電氣操作人員熟悉的梯形圖和功能助記符編程，使用戶十分方便的讀懂程序和編寫、修改程序。對于使用者來說,幾乎不需要專門的計算機知識。工程師編好的程序十分清晰直觀，只要寫好操作說明書，操作人員經(jīng)短期的學習就可以使用。4）、功能強現(xiàn)代PＬC不僅具有條件控制、計時、計數(shù)和步進等控制功能,而且還能完成Ａ／D、D/A轉(zhuǎn)換、數(shù)字運算和數(shù)據(jù)處理以及通信聯(lián)網(wǎng)和生產(chǎn)過程監(jiān)控等。因此，它既可控制開關(guān)量，又可控制模擬量;既可控制一個機械手，又可控制一個機械手群;既可控制簡單系統(tǒng)，又可控制復雜系統(tǒng)；既可現(xiàn)場控制，又可遠程控制。5）、體積小、重量輕和易于實現(xiàn)機電一體化由于ＰLC采用了半導體集成電路。因此具有體積小、重量輕、功耗低的特點。且ＰLC是為工業(yè)控制設計的專用計算機,其結(jié)構(gòu)緊湊、堅固耐用、體積小巧,并由于具備很強的可靠性和抗干擾能力,使之易于裝入機械設備內(nèi)部，因而成為實現(xiàn)機電一體化十分理想的控制設備。同樣，可編程序控制器控制也有其不足的地方，在性價比上要高于繼電器控制和單片機控制,其開發(fā)潛力要差于單片機，并且通用性不好,不同廠家的可編程序控制器以及其附屬單元都是固定專用等等。1.4PLC的主要功能PLC是一種應用面很廣、發(fā)展非常迅速的工業(yè)自動化裝置,在工廠自動化(FA)和計算機集成制造系統(tǒng)（ＣIMS)內(nèi)占重要地位.PＬC系統(tǒng)主要有以下功能:多種控制功能；數(shù)據(jù)采集、存儲與處理功能；通信聯(lián)網(wǎng)功能；輸入、輸出接口調(diào)理功能;人機界面功能；編程、調(diào)試功能。PLＣ的重量、體積、功耗和硬件價格一直在降低，雖然軟件價格占的比重有所增加，但是各廠商為了競爭也相應地降低了價格。另外，采用PＬＣ還可以大大縮短設計、編程和投產(chǎn)周期,使總價格進一步降低.PLC產(chǎn)品面臨現(xiàn)場總線的發(fā)展，將再次革新，滿足工業(yè)與民用控制的更高需求。１.５PLC的經(jīng)濟性分析綜上所述，在各種環(huán)境中,使用PLC控制機構(gòu)設備，生產(chǎn)流水線和生產(chǎn)過程的自動化控制將越來越廣泛。對PＬC的經(jīng)濟分析，應從以下幾方面考慮:1）、從影響成本的各個因素綜合考慮對目前生產(chǎn)設備控制裝置來說，有三種類型:①繼電器控制;②半導體器件控制;③PLＣ控制.價格僅是選擇PLＣ品牌的一個因素,而可靠性是選擇控制裝置時需要考慮的又一個重要因素。２）、從設計、生產(chǎn)周期長短考慮不論是對舊設備進行改造，還是設計新的生產(chǎn)機械設備。毫無疑問,生產(chǎn)、設計周期越短越好,甚至希望邊設計、邊安裝、邊調(diào)試和邊生產(chǎn)，特別是產(chǎn)品更新?lián)Q代，生產(chǎn)工藝改造，不需改動現(xiàn)有生產(chǎn)設備及其外部接線，就能馬上組織生產(chǎn)，這不僅節(jié)約了勞動力，而且新產(chǎn)品能盡快投入市場。這無疑給企業(yè)增加了活力,提高了經(jīng)濟效益。如果把這些要求得以實現(xiàn),繼電器或半導體都不能滿足,而ＰLC則完全可以實現(xiàn)。這是因為使用PLC不必改動外部設備接線，只要對軟件進行一些改變就可以了.也就是說只要改變梯形圖，按照新工藝要求重新輸入新程序或修改原程序即可。這既經(jīng)濟又簡捷，可以達到事半功倍的效果。據(jù)調(diào)查,目前我國70％的機械生產(chǎn)設備，都是采用繼電器進行控制的，除了可靠性差外，程序設計也很繁雜。從方案的確立到技術(shù)條件的設計以及施工的設計,圖面的工作量很大，這勢必造成設計周期長。而采用ＰLC控制可以大大縮短設計周期，甚至有些文件資料也不必繪制成圖。設計人員完全可以利用編程器上屏幕顯示來輸入，或修改程序使得梯形圖能準確無誤地反映生產(chǎn)要求。編程人員也可根據(jù)新產(chǎn)品對生產(chǎn)提出的新工藝要求,重新編寫程序并把它存儲在ＥＥPＲOM模塊中去，需要加工哪種產(chǎn)品的程序，操作人員可以隨時調(diào)用，這既簡單、方便又保密。1。6PLC發(fā)展狀況及趨勢現(xiàn)代PLC的發(fā)展主要有兩個趨勢:一是向體積更小、速度更快、功能更強和價格更低的微小型方面發(fā)展；二是向大型網(wǎng)絡化、高可靠性、好的兼容性和多功能方面發(fā)展.1)、大型網(wǎng)絡化主要是朝DCS方向發(fā)展，使其具有ＤCS系統(tǒng)的一些功能。網(wǎng)絡化和通信能力強是ＰLC發(fā)展的一個重要方面，向下可將多個PLC、I/Ｏ框架相連,向上與工業(yè)計算機、以太網(wǎng)、ＭAP網(wǎng)等相連構(gòu)成整個工廠的自動化控制系統(tǒng).2)、多功能隨著自調(diào)整、步進電機控制、位置控制、伺服控制等模塊的出現(xiàn)，使PLC控制領(lǐng)域更加寬廣.1．7ＰLＣ的編程語言在IEC6１131-3中，規(guī)定了控制邏輯編程中的語法、語義和顯示，并對以往編程語言進行了部分修改后形成目前通用的５種語言。在這５種語言中，有3種是圖形化語言，2種是文本化語言。圖形化編程語言包括：梯形圖（LD－LadderDiaｇｒａm）、功能塊圖(ＦBD－FｕnctionBlockDiａgram）、順序功能圖（SＦC-ＳequentiaｌFunctionChaｒt）。文本化編程語言包括:指令表(IＬ-InstrucｔioｎLｉst)和結(jié)構(gòu)化文本（SＴ—StrutuｒｅdＴexｔ）。繼電器梯形圖編程語言是PLC首先采用的編程語言，也是ＰLC最普遍采用的編程語言。梯形圖編程語言是從繼電器控制系統(tǒng)原理圖的基礎上演變而來的。PLC的梯形圖與繼電器控制系統(tǒng)梯形圖的基本思想是一致的,只是在使用符號和表達方式上有一定區(qū)別.指令表編程語言類似于計算機中的助記符匯編語言，它是可編程控制器最基礎的編程語言。所謂指令表編程，是用一個或幾個容易記憶的字符來代表可編程控制器的某種操作功能。第2章噴泉的設計要求2.1噴泉規(guī)模的設計該噴泉占地面積俯視圖為正方形，其面積S=1００平方米；噴射范圍俯視圖為圓形，其半徑R＝4。5ｍ。噴泉概況平面圖如1—1：圖1－1噴泉概況平面圖圖1-1中，噴泉由5種不同的水柱組成。其中1表示大水柱所在的位置,其水柱較大，噴射高度較高；2表示中水柱所在的位置,由六支中水柱均勻分布在２的圓(r＝2m）的軌跡上，水量比大水柱的水量小，其噴射高度比大水柱低;３表示小水柱,它由150支小水柱均勻分布在3(r=３m）的圓的軌跡上，其水柱較細，其噴射高度比中水柱略矮;4和５為花朵式和旋轉(zhuǎn)式噴泉，各由1９支噴頭組成,均勻分布在4和５的圓(ｒ＝４ｍ)的軌跡上，其水量壓力均較弱。２。2噴泉水柱的分布該噴泉的回水池俯視圖為圓形，與噴泉噴射范圍俯視圖為同心圓,且半徑相等。回水池的深度為2m。該回水池由1個半徑為100cm的圓水池和3個有效寬度為50cｍ的圓環(huán)水池組成，且各個水池之間相通,連接池寬度為5０cm,3個圓環(huán)水池的半徑分別為２m、3ｍ、４m。如圖1—2所示：圖1－２回水池的設計回水池上方由金屬欄嵌入式覆蓋。大水柱噴頭的內(nèi)徑ｄ＝５0mm,中水柱噴頭的內(nèi)徑d=3０mm，小水柱噴頭的內(nèi)徑ｄ=20mｍ，花朵噴泉和旋轉(zhuǎn)噴泉的內(nèi)徑ｄ=3０ｍm。大水柱高度h=5m，中水柱高度ｈ=３m，小水柱高度ｈ＝2ｍ,花朵噴泉和旋轉(zhuǎn)噴泉的噴水高度ｈ=1m。第3章ＰＬＣ控制系統(tǒng)總設計３。1PLＣ控制花樣噴泉運行要求１)、按下啟動按鈕,噴泉進入運行等待狀態(tài).2）、按下噴泉的單步∕連續(xù)運行方式按鈕，該噴泉默認為連續(xù)運行方式。3）、按下噴泉噴水花樣的循環(huán)方式按鈕，噴泉開始運行,每隔６s改變一次花樣。在連續(xù)運行方式下，噴水花樣將一直循環(huán)下去，在單步運行方式下，噴水花樣只運行一個循環(huán)。按下其他任意一個循環(huán)方式按鈕,噴泉噴水花樣的循環(huán)方式立刻改變。４）、按下停止按鈕，噴泉停止運行。３.2噴泉的運行流程圖圖3—1噴泉的運行流程圖３．3噴泉的運行過程按下噴泉控制系統(tǒng)的啟動按鈕，首先大水柱從地而起,直射天空；6s后,大水柱消失，緊接著六支中水柱競相射向天空；最后所有水柱噴泉一齊迸發(fā)。整個過程分為８段，每段6ｓ,且自動轉(zhuǎn)換,全過程為48s.當單步∕連續(xù)開關(guān)置于連續(xù),花樣選擇開關(guān)置于１時,其噴泉水柱的動作順序如下：1→2→（1+3＋４）→(2＋5）→(1+２）→(2+3+4）→（2+4）→（1+2+3+4+5）→1，周而復始,直到按下停止按鈕，水柱噴泉才停止工作；當單步∕連續(xù)開關(guān)置于單步時,噴泉水柱的動作只運行一個循環(huán)?；舆x擇開關(guān)置于2時，其噴泉水柱的動作順序如下:１→2→（２+4）→（２＋5)→(１+2）→（2+３+4）→（1+3+４）→(１+2＋３+4+5)→1?；舆x擇開關(guān)置于3時,其噴泉水柱的動作順序如下：1→２→（1+３+4）→(１＋2）→（2＋５）→（2＋3+4）→（２+4）→（１+2＋3+4+5）→１?；舆x擇開關(guān)置于4時,其噴泉水柱的動作順序如下：１→2→（１＋3+４）→(２＋5）→(1+2)→（2＋4）→（2+３+4）→(1+2＋3+4＋5)→1。３.4噴泉控制原理噴泉控制系統(tǒng)由啟動控制程序、位移脈沖控制程序、位移及復位控制程序、驅(qū)動控制程序組成。通過位移脈沖控制程序?qū)崿F(xiàn)子元件中的內(nèi)容在存儲器間的移動，通過復位控制程序?qū)崿F(xiàn)噴泉花樣的循環(huán),通過驅(qū)動控制程序?qū)崿F(xiàn)噴泉的噴射。3。５花樣噴泉PLC控制接線圖圖3—2花樣噴泉PLC控制接線圖3.6花樣噴泉ＰＬC控制輸入輸出點分配表3—1花樣噴泉PLC控制輸入輸出點分配輸入信號輸出信號名稱代號輸入點編號名稱代號輸出點編號啟動按鈕SB1I０．0大水柱接觸器KM1Q０．0停止按鈕ＳB２Ｉ０.１中水柱接觸器KＭ2Q0。１連續(xù)按鈕ＳB3I0.2小水柱接觸器KM3Q0.2單步按鈕SB4I０.３花朵式噴泉接觸器KM4Q0.3花樣1按鈕SＢ5Ｉ0.4旋轉(zhuǎn)式噴泉接觸器ＫＭ5Q0.４花樣２按鈕SＢ6Ｉ0.5—-－-———－--—-－—－-－--－-－－－-花樣3按鈕SB７Ｉ0。6-－—--——－—-－——-—-——－-－——－-花樣4按鈕ＳＢ８Ｉ0．7-—－－—--—－—-－－－－－－———--———3.7花樣噴泉ＰLC控制梯形圖圖3－3花樣噴泉ＰLＣ控制梯形圖圖3-3中,第1邏輯行為啟動控制程序；第2、3、4邏輯行組成6s移位脈沖控制程序;第５邏輯行為單步/連續(xù)控制程序;第6、7、８、９邏輯行組成花樣選擇控制程序；第10、1１、１2、13邏輯行組成移位及復位控制程序;第1４、15、１6、17、18邏輯行組成驅(qū)動控制程序。接通PLＣ電源，第１0邏輯行中位存儲器M１０．0接通，其在第14邏輯行中的常開觸點閉合,為噴泉的啟動做好了準備.當按下噴泉控制器的啟動按鈕ＳB１后，第１邏輯行中輸入繼電器I0．０的常開觸點閉合，位存儲器Ｍ0。0接通并自鎖。本程序默認為連續(xù)循環(huán)噴泉樣式的控制程序，按鈕SB２為連續(xù)按鈕，在第5邏輯行中輸入繼電器I0.2為常閉觸點，按鈕SB3為單步按鈕，第５邏輯行中輸入繼電器Ｉ０.3為常開觸點，當按下此按鈕，繼電器I0.3觸點閉合,位存儲器M０.２接通并自鎖，其在第1邏輯行中的常閉觸點斷開，噴泉樣式進入一次運行狀態(tài)。選擇默認狀態(tài),按下SB4，第6行中輸入繼電器常開觸點閉合,位存儲器M0.4接通并自鎖,其在第2、14、15、16、17、１8邏輯行中的常開觸點閉合，進入第一種噴泉樣式,輸出繼電器Q0.0被接通，大水柱控制接觸器ＫM1通電閉合，大水柱“1”射向天空.同時在第2邏輯行中的M0．0、M0。4的常開觸點閉合,定時器T37被接通開始計時,經(jīng)過3s后，T３７動作,第３邏輯行的常開觸點閉合，定時器T3８被接通并開始計時，又經(jīng)過3s后，T3８動作，第4邏輯行中的常開觸點閉合一個掃描周期使得位存儲器M0.1閉合一個掃描周期。M0。1在第１1邏輯行中的常開觸點閉合一個掃描周期,將字元件MW10中的內(nèi)容向左移1位,即將M10.0中的“1”的內(nèi)容移至位存儲器Ｍ１0.1中，M10．1閉合。由于M10.1接通，其在第1４邏輯行中的常開觸點閉合,輸出繼電器Q0.１被接通，中水柱控制接觸器ＫM２通電閉合,中水柱噴出。又經(jīng)過6s后，M0．１在第6邏輯行中的常開觸點閉合一個掃描周期，將字元件MW10中的內(nèi)容向左移一位，即將Ｍ10.1中“1”的內(nèi)容移至位存儲器M10．２中,M１0．2閉合其在第14、16邏輯行中的常開觸點閉合，輸出繼電器Ｑ０.０、Q0。2被接通，噴出大水柱、小水珠.經(jīng)過第7個6ｓ后，“1”被移至位存儲器Ｍ10。7中,Ｍ10。7第１４、1５、１6、17、18邏輯行中的常開觸點閉合；所有輸出繼電器全部閉合，所有噴泉一起噴發(fā)。又經(jīng)過6ｓ后,“1”被移至位存儲器M1１。0中,Ｍ11。0在第1２邏輯行中的常開觸點閉合，使字元件MW１0中Ｍ10。０－M11.0的各位復位為“0”，第１０邏輯行中的Ｍ1０.7復位，M10。0接通，M１0.0在第１4邏輯行中的常開觸點閉合；?Q0。0被接通,大水柱噴發(fā)。如此不斷循環(huán)，直到按下SB2。第４章程序調(diào)試調(diào)試步驟如圖所示：按下啟動按鈕,噴泉進入待命狀態(tài),如圖4—１所示。圖4－1程序調(diào)試圖(2）選擇單步運行,如圖4-2所示.圖4—2程序調(diào)試圖（3)按下第一種運行方式,噴泉開始運行,如圖4-３所示。圖4-3程序調(diào)試圖當噴泉第八種噴射花樣結(jié)束后，噴泉進入停止狀態(tài)。在此調(diào)試過程中,主要觀察噴射花樣的運行是否符合程序的設定。其余三種循環(huán)方式，也是在噴泉處于單步運行狀態(tài)時，進行調(diào)試。噴泉的四種循環(huán)方式選擇開關(guān)，可在噴泉處于單步運行狀態(tài)時，進行調(diào)試。噴泉運行狀態(tài)下，按下噴泉循環(huán)方式選擇按鈕，完成四種方式間的切換調(diào)試。以上調(diào)試完成后，噴泉在默認（連續(xù)）狀態(tài)下啟動，噴泉一直運行下去。第5章結(jié)論通過本次畢業(yè)設計，利用ＰLC在控制上的優(yōu)越性，使噴泉在實際生活中的噴水花樣,變化更多，更加完美.本設計采用PLC控制，利用PLC體積小、功能強、可靠性高，且具有較大的靈活性和可擴展性的特點,通過改變噴泉的控制程序或改變方式選擇開關(guān)，就可以改變花樣噴泉的噴水規(guī)律，從而變換出各式花樣，以適應不同季節(jié)、不同場合的噴水要求。能給人的視覺系統(tǒng)帶來一種更加美的享受。致謝本畢業(yè)設計從開始工作到最終的完成都離不開我的指導老師劉桂林老師的悉心指導和幫助。劉老師的嚴謹治學態(tài)度、淵博的知識、無私的奉獻精神使我深受啟迪。從劉老師身上，我不僅學到了扎實、寬廣的專業(yè)知識，也學到了做人的道理。在此我要向劉老師致以最衷心的感謝和深深的敬意.在完成設計的過程中,感謝眾多同學和任課教師的熱情幫助。最后,衷心感謝各位老師對我的設計進行評審，有不足之處,敬請批評指正。參考文獻[1]SＩMＡTＩＣS７-２０0系統(tǒng)手冊［Ｍ］.北京：西門子(中國）有限公司,２004［2]西門子S7—200可編程序控制器系統(tǒng)手冊［M］．西門子有限公司，1９99[3］SIEMENS公司的Ｓ7—２00用戶指南[M]．工業(yè)控制計算機，20０2.［4］S７—2０0可編程序控制器系統(tǒng)手冊[Ｍ]。工業(yè)控制計算機,2001［5]吳愛萍.PLＣ控制的設計技巧[M]。工業(yè)控制計算機，20０3[６]吳明洞．PLC控制的設計技巧［J］．工業(yè)控制計算機學報,2003[7]廖常初.S7-２00基礎教程[Ｍ］。北京:機械工業(yè)出版社,20０６[８］廖常初。PLC應用技術(shù)問答［M].北京:機械工業(yè)出版社,20０6畢業(yè)設論題目基于PLC的音樂噴泉控制系統(tǒng)設計專業(yè)電氣工程及其自動化班級11電氣2班學生張軍（2０1１３264）指導教師李林職稱工程師高科學院2０15年摘要音樂噴泉是近年來出現(xiàn)的一種園林建筑與花式觀賞相結(jié)合的一種產(chǎn)物,它集合聲、光、色、形于一體,并產(chǎn)生千變?nèi)f化的水景。隨著可編程控制器的迅速發(fā)展，音樂噴泉對控制系統(tǒng)的要求也越來越高，使得越來越多的控制部分需要用可編程控制器來實現(xiàn)。本課題結(jié)合任務書的要求,以音樂噴泉為研究對象，采用三菱PLC作為噴泉的控制器.設計的控制方式有兩種：一種是固定程序運行方式.是按事先設計好的步驟一步一步進行,循環(huán)執(zhí)行。另一種控制方式是通過音樂控制噴泉。是通過ＰLC的中斷程序采集播放音樂的音頻信號，PＬC對采集的音頻信號進行標準化算法，將運算的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬量，通過模擬量輸出口輸出去控制變頻器的輸出頻率，從而控制水泵轉(zhuǎn)速，達到控制噴泉水柱的高低跟隨音樂強弱的變化。本次設計對音樂噴泉控制系統(tǒng)的總體功能進行了分析，并且對可編程控制技術(shù)、變頻控制技術(shù)的應用、發(fā)展趨勢作了簡要介紹，以及音樂噴泉控制總體設計方案、電氣系統(tǒng)的整體設計和PLC程序設計思路、變頻參數(shù)設置.本次設計改善了音樂噴泉系統(tǒng)的控制品質(zhì),提高了音樂噴泉控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。關(guān)鍵詞:音樂噴泉，控制系統(tǒng),可編程控制器，變頻器ABSＴＲACTInｒecentyeaｒｓ，musicfｏuntａiniｓtｈeemergenceofａｇardeｎbuildingcombｉｎeｄwiｔhafａncywatchaｐrｏdｕｃt，itscolｌeｃtioｎofsound，ｌight,coｌoｒ，shape，anｄgeneratｅskaｌeidoscｏpewaｔｅrｓcaｐe。Alongwiｔｈｔｈerapｉｄdevelopmｅｎｔoftheｐrogrａmmablｅｃontrｏlｌer,musｉｃfｏｕｎｔainisｂｅcoｍiｎgｍoreanｄｈiｇhｅrtothｅrequirｅmenｔｏｆｃｏntrolｓystｅm；makemoreaｎｄmｏreneedｔｏusePLCtoreａlizeconｔrolpart.Ｔhｉsｔopiccomｂinedwithtｈerequireｍｅntsofthｅｓｐecifiｃation，withｍusicfountaｉnasｔhｅresｅarｃhoｂject;adoptMｉｔsubishiＰLCaｓｔhecontroｌlｅrｏfthefouｎtａｉｎmodｅｌ．Desｉgnoftｈｅconｔrolmｅthodhａｓtwｏkｉｎds：onｅisfixedproｇraｍoperatｉonｍoｄｅ．Acｃordｉnｇｔodesignagｏoｄstepｓinaｄvancｅstｅｐｂysteｐ，execuｔiｏncycｌｅs.Anotｈerwaｙofcｏnｔrｏlｉsthroughｔhemusicｆouｎｔainｃontroｌ.ByPＬＣinterruptｐrｏgｒaｍaｕｄｉosigｎalcollｅcｔionaｎdpｌａymuｓｉｃ，auｄioｓigｎａloｆPLCｔｏstanｄarｄiｚeaｌｇｏriｔhm，ｔhｅaｌｇorithmｏfｄａt(yī)aiｎtoaｎaloｇandｏutpｕｔbyanaｌｏgoutpｕｔtoconｔrｏlｔheｏutputfrｅｑuｅｎcyoｆfrequencｙconｖerter,ｓoａｓtｏcontrｏｌwatｅrpumpspeｅd,toｃonｔroｌthefountａinwatercoｌumnheiｇhttofollowｍｕsｉcstrengthchanｇes.Thedeｓignoｆmｕsｉcfouｎtａinconｔrolsysｔem’soverallfuncｔｉoniｓａnalyｚｅd,aｎdtｈeｐrｏgｒammａblecｏnｔroltechnoloｇｙ,theaｐplicａt(yī)ionｏｆvarｉaｂlefrｅｑuenｃｙcontroｌteｃｈnology,thedevｅlｏpmｅntｔreｎdsareｂrieflｙiｎtroｄuced,ａswellasthｅｍusｉcｆountａincontrｏlovｅｒaｌｌdesign，thｅoveｒａlldeｓｉgnoftheeleｃtricsysｔemaｎdPLCproｇramdｅsｉgnandparａmetｅrsetｔingofｉｎveｒter。Thisdeｓignimproｖeｓthｅmusｉcfouｎtａinsyｓｔｅmｃｏｎtrｏlquａlity;ｉmproｖetheｓtａbilityofｍusicfountainｃoｎｔrｏlsｙsｔeｍ．ＫＥYWORDS：Ｍusｉcaｌfountain，Ｃonｔrｏlｓyｓｔeｍ，ＰLC,freｑuｅｎcy

目錄第１章緒論…………………11。1音樂噴泉的發(fā)展現(xiàn)狀………………１1。2本文主要研究內(nèi)容及意義…………３1．3本章小結(jié)……………3第２章PLC音樂噴泉控制系統(tǒng)方案確定……４2。１音樂噴泉控制系統(tǒng)設計要求………４２。2音樂噴泉控制系統(tǒng)方案選擇………52.3本章小結(jié)……………6第３章音樂噴泉控制系統(tǒng)硬件設計…………73.1PLC的選型…………７3。2變頻器的選型………83。2．1變頻調(diào)速原理………………93。2。２變頻器參數(shù)設置……………１３３．3音樂噴泉控制系統(tǒng)總電路設計及工作原理分析………１53。４本章小結(jié)…………………17第4章音樂噴泉控制系統(tǒng)軟件設計…………184．1系統(tǒng)程序流程圖……………………184。2系統(tǒng)Ｉ／O端口分配表………………184．3系統(tǒng)程序設計………19４．3.1梯形圖程序設計……………1９4.3.2指令表程序轉(zhuǎn)換……………214。3．3控制程序調(diào)試………………244.4系統(tǒng)整體調(diào)試………2６4。5本章小結(jié)……………2７第５章總結(jié)與展望……………285.1總結(jié)…………………285．２展望…………………２８致謝……………30參考文獻………………………31第1章緒論1.1音樂噴泉的發(fā)展現(xiàn)狀音樂噴泉是一種獨特的人工景觀,具有很大的觀賞價值,通常用于大型廣場、寬廣的湖面、主題公園等。噴泉的形態(tài)、聲音、色彩形成了一道人工的自然景觀,同周圍的自然環(huán)境、建筑環(huán)境交相輝映，給原環(huán)境增添了無限生機。給由鋼筋混泥土組成的城市增添了自然氣息,改善了城市環(huán)境的質(zhì)量,為人們提供良好的聚集、散步、休閑的室外環(huán)境。由于人們對生活環(huán)境高的要求,已使音樂噴泉發(fā)展成為一種產(chǎn)業(yè)［1]。目前，我國生產(chǎn)音樂噴泉的公司有上百家，一些公司有很強的實力，國內(nèi)比較著名的公司有:上海雨琦噴泉工程有限公司，長沙喜馬拉雅音樂噴泉有限公司,南京泉杰景觀工程有限公司等。這些公司在全國承接各類大型音樂噴泉等,從工程設計到制作、安裝、調(diào)試提供一套完善的服務體系。但從實際使用的情況來看我國音樂噴泉公司生產(chǎn)的音樂噴泉同國外相比,其水平和質(zhì)量還是有不小的差距。原因是水型和燈光實時跟蹤音樂的“四大要素"（水、聲、光、電)沒有處理好[2]。我國現(xiàn)有的音樂噴泉在音樂節(jié)奏、強弱、節(jié)奏性、協(xié)調(diào)性、音樂內(nèi)涵的表現(xiàn)等方面還存在不足之處。目前,國內(nèi)外的音樂噴泉都只能演奏幾首歌曲,這是因為音樂噴泉表演程序的設計、開發(fā)和調(diào)試非常繁瑣。音樂噴泉控制系統(tǒng)是當今國際上先進的科技成果,集音樂控制、程序控制、人工智能于一體的工業(yè)現(xiàn)場控制系統(tǒng).它的控制設備是多媒體工業(yè)PC、PLC或電腦音樂噴泉控制器,它能實現(xiàn)實時音控，自行識別樂曲旋律、節(jié)奏、樂感和音頻的強弱。該系統(tǒng)是音樂噴泉在控制設備的指揮下,跟隨樂曲旋律不斷變化水型，并與音樂同步［1５]。噴泉的控制系統(tǒng)可采用單片機、可編程控制器，甚至可采用工業(yè)控制機作為控制核心。其電氣設備包括水泵、燈光、音響、變頻器等。一個音樂噴泉藝術(shù)效果的表現(xiàn)力不僅與音樂噴泉的整體造型、噴頭的空間造型、水泵的功率等硬件因素有關(guān)，還與噴泉的程序控制水平有關(guān)。硬件是音樂噴泉的基礎，程序控制是音樂噴泉變化的靈魂。從德國人20世紀發(fā)明音樂噴泉到現(xiàn)在已有幾十年的歷史了，隨著科學技術(shù)的飛速發(fā)展，音樂噴泉系統(tǒng)的控制水平和科技含量也越來越高,控制方法也越來越多?，F(xiàn)將主要的集中控制技術(shù)總結(jié)如下［1]：(1)程序控制程序控制是利用預先編寫好的計算機程序來控制噴泉的水形和燈光，使水形和燈光產(chǎn)生不同的變化效果，整個系統(tǒng)通過計算機操作界面控制和顯示，可以實現(xiàn)多個程序的隨機執(zhí)行，系統(tǒng)反應快、靈敏度高,能夠承受一定的壓力和撞擊,系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu),便于維護和升級。但是對于音樂特征的識別需要人工完成,即由設計人員對樂曲進行特征提取，編輯處理。這使得系統(tǒng)曲目受到限制，如有新的樂曲加入就需要操作員重新編程處理，會帶來很大的工作量。（2）實時聲控實時聲控控制方式是目前國內(nèi)絕大多數(shù)音樂噴泉設備公司采用的控制手段，它可以自動識別和響應任何音頻信號，與程控方式相比，它省去了預先的編程過程，節(jié)約了成本，但這種控制方式也存在一些問題，首先，水型動作要比音樂滯后，噴泉動作與音樂不協(xié)調(diào)，其次,水型的出現(xiàn)組合與出現(xiàn)時間的長短是固定的，不論任何曲目，都會出現(xiàn)表演水型與音樂所表達的情感不一制。使人聽覺感受和視覺感受不協(xié)調(diào)。第三,樂曲的情感段落與水型變化的時間不符，而且千篇一律。(３)預編程控制預編程控制是根據(jù)某一首樂曲的情感和意境，人工編制各種水型、動作、燈光、水泵的開啟和關(guān)閉,使噴泉的表演與音樂的情感和意境相吻合。此功能在控制技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)方面有一定的綜合難度。（4）變頻控制音樂噴泉變頻控制是眾多控制系統(tǒng)中的一種。隨著先進的控制理論和方法在噴泉控制系統(tǒng)中的應用,噴泉的控制系統(tǒng)不斷的完善和升級,其中變頻技術(shù)在噴泉控制系統(tǒng)中的應用也逐漸成熟，并逐步發(fā)展為水泵調(diào)速控制的主要方式.變頻控制系統(tǒng)的應用會給大型音樂噴泉增色很多，可以使音樂噴泉的噴射高度隨音樂信號大小變化，使音樂、水花、燈光融為一體,演出一場交響水詩.因而音樂噴泉變頻調(diào)速技術(shù)具有廣闊的應用前景。１。2課題研究的內(nèi)容及意義音樂噴泉作為一種獨特的人工景觀，其產(chǎn)生的景觀效果非常美麗。在廣場、平靜的湖面、公園設置一個音樂噴泉，將使原來靜態(tài)的景觀變成動態(tài)的景觀,其產(chǎn)生的效果不是其他人工景觀可以比擬的.正是這種原因推動了音樂噴泉的發(fā)展和研究［3］。本課題采用先進的控制設備，來研究音樂噴泉控制系統(tǒng)。第一，采用ＰLC控制技術(shù)，研究設計符合項目要求的控制程序.第二，采用變頻技術(shù)。從揚聲器兩段采集的音頻信號作為控制信號，去控制變頻器的輸出頻率，控制水泵的轉(zhuǎn)速，從而達到噴泉水柱根據(jù)音樂節(jié)奏變化。在設計中，要解決的問題主要有：水泵電機間歇工作所產(chǎn)生的瞬間電壓波動和干擾；變頻的高頻大電流抑制；工程的造價及設備的性價比;同時還要考慮控制系統(tǒng)的可靠性和擴展性。１。3本章小結(jié)本章主要對音樂噴泉的發(fā)展現(xiàn)狀做了簡單的介紹，以及音樂噴泉控制系統(tǒng)現(xiàn)有的四種控制技術(shù)（程序控制、實時聲控、預編程控制、變頻控制）。介紹了本課題的研究內(nèi)容和意義和在設計中要解決的主要問題等。第2章PＬC音樂噴泉控制系統(tǒng)概述2.1音樂噴泉控制系統(tǒng)設計要求本次音樂噴泉建立在面積為２０的廣場上.整個音樂噴泉的平面示意圖如圖２。1所示。該音樂噴泉由中心區(qū)和圍繞中心區(qū)的一個環(huán)構(gòu)成。中心區(qū)是由一個噴頭控制的最大高度為1５M的主水柱，由一臺7.５kw的潛水泵和三菱ＦＲ-F7４０變頻器控制。中心區(qū)外面一圈有8個跑泉，由一臺4kw潛水泵和三菱ＦR-F７４0變頻器控制。另外中心區(qū)和外層之間有紅、黃、綠３種彩燈共１7盞。圖2．1音樂噴泉平面示意圖本次音樂噴泉控制系統(tǒng)有兩種工作方式：音樂控制方式和固定程序控制方式。（1）音樂控制方式。當按下音控按鈕后，延遲30s后音控程序啟動，PLC輸入輸出模塊開始采集音頻信號并進行Ａ/D轉(zhuǎn)換作為PLC的輸入信號，經(jīng)ＰLC處理后控制變頻器的運行，從而控制水泵的轉(zhuǎn)速和彩燈的變換實現(xiàn)音控。(2）固定程序控制方式。當按下程控按鈕后，延遲30ｓ后固定控制程序啟動,首先主水柱運行，延時20ｓ后外圈水柱運行,延時２0s后主水柱停止，外圈水柱停止,延時20s后主水柱、外圈水柱同時運行。根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)音樂噴泉系統(tǒng)能否可靠、穩(wěn)定的運行，取決于所采用的硬件設備和軟件系統(tǒng)。為滿足整個系統(tǒng)可靠、穩(wěn)定運行的要求，音樂噴泉控制系統(tǒng)的設計應遵循以下原則[4］：（１)系統(tǒng)硬件設備先進可靠,技術(shù)成熟,具有連接所需的不同參數(shù)信號的功能，與現(xiàn)場儀表及控制執(zhí)行機構(gòu)等設備的接口規(guī)范,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單。(2）系統(tǒng)軟件技術(shù)成熟、可靠，操作系統(tǒng)及開發(fā)平臺版本新，功能先進、齊全，易于維護、調(diào)試。（3)應用軟件功能完善,實用性強,操作簡單,系統(tǒng)運行穩(wěn)定。（4）整個系統(tǒng)技術(shù)先進,性能可靠,使用方便，能夠?qū)崿F(xiàn)對音樂噴泉系統(tǒng)的控制和管理。2。2音樂噴泉控制系統(tǒng)方案選擇本次音樂噴泉控制系統(tǒng)的設計方案主要有兩種可供選擇，方案一：控制系統(tǒng)是由單片機、延遲放大電路、光電隔離電路及電磁閥和變頻器組成,該控制方案是通過對音樂信號的處理，將其轉(zhuǎn)換成匯編程序存入單片機，使單片機唱歌,而且在改程序之中還加入其他控制語句。單片機還需噴泉中的電磁閥和變頻器的動作及燈光的變化，其中電磁閥對噴頭控制原理是:預先根據(jù)設計的花形種類和變化方式，通過對電磁閥的開閉進行組合,編制不同的控制字制成表存入單片機，當單片機執(zhí)行程序時，通過查表的方式去取不同的花形，以達到預想的花形變化,這樣花形的變化就隨音樂的節(jié)奏而變化。同樣，單片機對變頻器的控制也與之類似,只不過控制的編制是根據(jù)音樂的頻率進行編制的，而且查表的方式也有所不同,因而變頻器根據(jù)所接受的信號，輸出不同的頻率值，以控制水泵的轉(zhuǎn)速，進而達到控制噴泉管路中的流量,就可以控制水柱的高度和花形大小了.燈光和音響是由同一個口,經(jīng)過延遲放大電路后，使它們達到同步動作，而燈光之前必須接一個固態(tài)繼電器,以驅(qū)動燈具，并使之與單片機隔離［５］。方案二：控制系統(tǒng)是由可編程控制器(ＰLC）和變頻器構(gòu)成。音樂分兩路輸出，一路經(jīng)功率放大器送到外部音響，另一路經(jīng)可編程控制器(PLC）送至變頻控制器，再經(jīng)變頻器控制水泵。由于變頻控制器范圍是5~５0Hz，所以變頻器就可以改變水泵的流量，從而改變噴泉的噴水效果，充分發(fā)揮變頻調(diào)速的特點,它既可送入音樂信號形成音樂噴泉，也可在內(nèi)存程序的指揮下做各種規(guī)律的運動,例如;緩慢上升，急速落下；急速上升,緩慢下降;在半空中跳躍等。該控制器有三路電子開關(guān),可直接驅(qū)動固態(tài)繼電器，繼而控制負載設備運行。其擴展功能可以使變頻調(diào)速器控制的水型更具活力，當噴泉高度隨音樂信號或程控信號增大而逐漸升高的同時，投入運行的水下燈和水型越來越多，噴泉則表現(xiàn)得越來越多彩和熱烈；當噴泉高度隨音樂信號或程控信號減弱而逐漸降低的同時，投入運行的水下燈和水型越來越少。這樣,噴泉在音樂或程序的控制下,各色水下燈閃爍、變幻,各種水型起伏呼應，將為音樂噴泉增加觀賞性和藝術(shù)的美感[5]。鑒于上述二個方案的分析比較,由于各具優(yōu)缺點。方案一控制系統(tǒng)簡單,軟件程序編制靈活，花形和流量控制也很靈活,只要改變預置的花形表和速度控制表,無須改變程序就可達到不同設計效果,而且在考慮經(jīng)濟因素時可以撤去電磁閥，直接改變噴頭下方的球閥來組合成不同的單一花形,音樂噴泉在運行時只在花形大小和高度上發(fā)生變化。而方案二與方案一比較起來，優(yōu)點在于放音效果好，能實現(xiàn)真人真唱，一直能唱出樂曲，且控制系統(tǒng)可靠性比方案一要高，因而，通過對比分析，并考慮到音樂噴泉控制系統(tǒng)需要可靠、穩(wěn)定的運行要求，所以本次設計采用方案二作為音樂噴泉的控制方案，采用三菱型號ＰLＣ作為噴泉的控制器。2．3本章小結(jié)本章主要是對音樂噴泉控制系統(tǒng)作了整體概述。首先對音樂噴泉的整體結(jié)構(gòu)進行了介紹。然后分析了音樂噴泉的控制要求和現(xiàn)有的控制方式。最后對現(xiàn)有的控制方式進行分析比較，選擇了PLC作為控制核心的控制系統(tǒng).第3章音樂噴泉控制系統(tǒng)硬件設計3.1PLC的選用選擇適當型號的ＰLC是應用設計中至關(guān)重要的一步，在功能滿足要求的前提下，應選擇最佳的性能價格比,具體考慮以下幾點：(1）I/Ｏ點數(shù)的選擇。輸入、輸出點數(shù)是衡量ＰＬC規(guī)模大小的重要指標。選擇時應在實際使用點數(shù)的基礎上留出15%~2０％的備用量［6].（2)存儲器容量的選擇。一般小型的PＬC存儲容量是固定的,無法隨意擴充和調(diào)整，選購時一定要注意，是否滿足要求。（３）PLC功能的選擇.1）對于開關(guān)量控制的應用系統(tǒng)，對控制速度要求不高,選用一般的低檔機就能滿足要求。２）對于以開關(guān)量控制為主,帶有部分模擬量控制的應用項目，應選用帶有A／D、D/A轉(zhuǎn)換，四則運算功能的低檔機.３)對于控制比較復雜，功能要求較高的應用系統(tǒng)，低檔機往往不能滿足要求，這時可選用中型和大型的PＬC組成一個分布式控制系統(tǒng)。4）PLＣ運行速度的選擇。PLC工作時，從輸入信號到輸出控制存在滯后現(xiàn)象，這對于一般的工業(yè)設備是允許的，但有些設備的實時要求較高，不能容忍這種滯后現(xiàn)象。但一般滯后時間應控制在幾十mｓ之內(nèi)。(４）特殊I／O模塊的選擇.選擇哪一種功能的輸入/輸出模塊和哪一種輸出形式,取決與控制系統(tǒng)中輸入/輸出系統(tǒng)的種類、參數(shù)要求和技術(shù)要求.另外，如果控制系統(tǒng)要求進行溫度控制、位置控制、PID控制或波形控制，那么選擇合適的智能模塊會使系統(tǒng)設計變簡單［7］.(5）考慮對PＬC通信聯(lián)網(wǎng)功能的要求。如果PLC需要與別的通信設備連接，需要考慮PLC的通信聯(lián)網(wǎng)能力?？紤]到上述因素,結(jié)合“體積小、價格實惠”的原則,本文選用三菱型號的PＬＣ。其特點如下［８］：(1)一體式可編程控制器:電源、CPU、存儲器、輸入輸出組成一個單元的可編程控制器，同時在AＣ電源DC輸入型中內(nèi)置傳感器用DC24Ｖ電源.（２)輸入輸出最大12８點:輸入輸出擴展設備最大可擴展至128點,擴展模塊或擴展單元只可以使用系列和系列,另外也可和連接.（3)不用編制復雜的程序，就能捕捉到最小10μs(X0,X1)或50μｓ(X2～Ｘ5）的短信號。(4）功能強大的GＸWｏrkｓ２V1。31H編程軟件。由三菱公司設計開發(fā),適用于的編程，具有簡單工程和結(jié)構(gòu)化工程兩種編程方式，支持梯形圖、指令表、SＦC、ST及結(jié)構(gòu)化梯形圖等編程語言，可實現(xiàn)程序編輯、參數(shù)設定、網(wǎng)絡設定、程序監(jiān)控、調(diào)試及在線更改、智能功能模塊設置等功能。3.２變頻器的選用通用變頻器的選擇包括通用變頻器的型號選擇和容量選擇兩個方面,選擇的原則是：首先其功能特性能保證可靠地事項工藝要求，其次是獲得較好的性能價格比.通用變頻器類型的選擇要根據(jù)負載特性進行。對于風機、泵類等平方轉(zhuǎn)矩，低速轉(zhuǎn)矩負載，通?？蛇x擇專用或普通功能型通用變頻器。對于恒轉(zhuǎn)矩類負載或有較高靜態(tài)轉(zhuǎn)速精度要求的機械應選用具有轉(zhuǎn)矩控制功能的高功能型通用變頻器，這種通用變頻器低速轉(zhuǎn)矩、靜態(tài)機械特性硬度大,不怕負載沖擊,具有挖土機特性。為了實現(xiàn)大調(diào)速比的恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速,常采用加大通用變頻器容量的辦法。對于要求精度高、動態(tài)性能好、速度響應快的生產(chǎn)機械（如造紙機械、注塑機、軋鋼機等）,應采用矢量控制或直接轉(zhuǎn)矩控制型通用變頻器[16］。表３。1為不同類型變頻器的主要性能、應用場合：表3.1不同類型變頻器的主要性能、應用場合[9］本次設計的音樂噴泉控制系統(tǒng)中,變頻器所驅(qū)動的負載為水泵，即泵類負載，故選擇U/f開環(huán)控制.即選用三菱FR-F7４0系列變頻器，F(xiàn)R－Ｆ740變頻器是專為風機和水泵負載設計的。其特點如下[1０]:(1）功率范圍:０.７5~630KW；(2）簡易磁通控制方式，實現(xiàn)3Hｚ時輸出轉(zhuǎn)矩達1２０％；（３)采用最佳勵磁方式,實現(xiàn)更高節(jié)能運行;（４）內(nèi)置ＰＩD,變頻器/工頻切換和可以實現(xiàn)多泵循環(huán)運行功能；（5）內(nèi)置獨立的ＲS485通訊口；（6）使用長壽命元件；(7）內(nèi)置噪聲濾波器（75Ｋ以上）；（8)帶有節(jié)能監(jiān)控功能，節(jié)能效果一目了然.3.2.１變頻調(diào)速原理當向一臺三相異步電動機的定子繞組中通入對稱的三相交流電時，就產(chǎn)生一個以同步轉(zhuǎn)速沿定子和轉(zhuǎn)子內(nèi)圓空間作順時針方向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場。由于旋轉(zhuǎn)磁場以轉(zhuǎn)速順時針旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子導體開始是靜止的,故轉(zhuǎn)子導體將切割定子旋轉(zhuǎn)磁場而產(chǎn)生感應電動勢,由于轉(zhuǎn)子導體兩端被短路環(huán)短接，在感應電動勢的作用下，轉(zhuǎn)子導體中將產(chǎn)生與感應電動勢方向基本一致的感應電流。由于通電導體在磁場中要受電磁力的作用,所以有感應電流的轉(zhuǎn)子導體在旋轉(zhuǎn)磁場中也將受到電磁力的作用,作用于轉(zhuǎn)子導體上的電磁力對轉(zhuǎn)子的軸，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩與旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向是一致的，從而驅(qū)動轉(zhuǎn)子沿著旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)[１1]。當將三相異步電動機繞組任意兩相進行交換時，所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場方向?qū)l(fā)生改變.因此,電動機的轉(zhuǎn)向也將發(fā)生改變.異步電動機定子磁場的轉(zhuǎn)速被稱為異步電動機的同步轉(zhuǎn)速，其同步轉(zhuǎn)速由電動機磁極對數(shù)和電源頻率決定[1７]。異步電動機的同步轉(zhuǎn)速為：式（3．1）式（3。1）中—同步轉(zhuǎn)矩，單位;-定子電源頻率，單位HZ;—磁極對數(shù)。異步電動機的轉(zhuǎn)速為：式（３.2)式（3．2）中—異步電動機的轉(zhuǎn)差率，.由式（3。2)可知，對于極對數(shù)固定的異步電動機,只需供電頻率或電動機的轉(zhuǎn)差率s中的任意一個改變就可以改變電動機的轉(zhuǎn)速。改變轉(zhuǎn)差率s的方法更多用在繞線式異步電動機的調(diào)速中，故對鼠籠式異步電動機改變供電頻率是最好的調(diào)速方法。對鼠籠式異步電動機,一般情況下，轉(zhuǎn)速率s很小，所以可近似地認為∝∝，考慮到電機的運行性能，并使電動機得到充分利用,在變頻的同時,電源電壓應根據(jù)負載性質(zhì)的不同作相應的變化,通常希望氣隙磁通維持額定值不變，因為若增大,將使電動機磁路過分飽和，引起勵磁電流增加，功率因數(shù)降低;若減小，電動機容量將得不到充分利用[12].由電動機理論可知，三相異步電動機定子每項電動勢的有效值為式（3。３）式（３．3）中—旋轉(zhuǎn)磁場切割定子繞組產(chǎn)生的感應電動勢，單位Ｖ;—每極磁通量，單位Wｂ；-定子相繞組有效匝數(shù);—基波繞組系數(shù)。從電動勢公式可知,因為，若要為定值,則必須隨頻率的變化作正比變化，即:式(３。４）式（3。4)中表示變頻后的量。另一方面，為了保證電動機允許的穩(wěn)定性，希望變頻調(diào)速時，電機的過載能力不變,即式(3.５）由最大轉(zhuǎn)矩公式,并略去定子電阻,可得到：式（3。6）在忽略鐵芯飽和的影響時,,與頻率成正比,則式（３.６)還可以寫成：式（3。７）式(3。7)中Ｃ為常數(shù)，為保證變頻前后不變,要求式(3。8)即：式（3.9)式（３。9)說明了在變頻調(diào)速時,為使電動機的過載能力不變,電壓的變化規(guī)律.顯然，對于恒轉(zhuǎn)矩負載,因為，由式(3.9)可得，，這時既保證了電動機的過載能力不變，又滿足為定值的要求。但是，難于直接測量和控制。當和的值較高時，定子的漏阻抗壓降比較小,如果忽略不計，就可以近似的保持定子相電壓和頻率的比值為常數(shù)，即認為＝，保持/=常數(shù)即可,這就是恒壓頻比控制方式，是近似的恒磁通控制。低頻時，Ｕ1和E1都較小,定子阻抗壓降所占的份量都比較顯著，不能再忽略。這時，認為的把電壓Ｕ1抬高一些,以便近似的補償定子壓降。帶定子壓降補償?shù)暮銐侯l比控制特性為ｂ線,無補償為ａ線.恒壓頻比控制特性如圖3。1所示［13]。圖3。1恒壓頻比控制方式3。2．2變頻器參數(shù)設置（1）三菱FR—Ｆ74０變頻器介紹1）如圖3．2為三菱FR-F７40變頻器端子接線圖［10]。圖3。2三菱FR－Ｆ7４0變頻器端子接線圖２）ＦＲ-F７４０變頻器基本操作面板介紹如圖3.3為變頻器基本操作面板[１0]:圖3.３變頻器基本操作面板(2）變頻器參數(shù)設置將電機的參數(shù)輸入變頻器，同時根據(jù)控制要求，將變頻器相關(guān)參數(shù)也輸入變頻器［１4]。FR—F７40變頻器的參數(shù)設置如表3。2所示:表3．2ＦR-Ｆ740變頻器的參數(shù)設置[10］參數(shù)設定值說明Pr．1６01顯示用戶參數(shù)組中登記的參數(shù)Ｐr。130設定頻率為5０HZPｒ。14１設定為變轉(zhuǎn)矩負載Pr。1９380設定電動機的額定電壓為380VPr。９15設定電動機的額定電流為15APr．35０設定電動機的額定頻率為50HZＰr.807.5設定電動機的額定功率為7。５kwＰr。592設定由端子控制變頻器的運行Pr.7３1頻率由模擬量輸入設定Ｐr。1５0電機運行的上限頻率Pr。220電機運行的下限頻率Pr.５715電機啟動時間Pｒ．115電機制動時間Pr.79３設置端子4與端子5接通時電機正轉(zhuǎn)，斷開停止Ｐr．781不允許反轉(zhuǎn)在基本操作板上設置好上述參數(shù)后，可以運行變頻器。當端子4和端子5接通時，電機按設置的下限頻率２０ＨZ開始運行，達到2０HZ的啟動時間為5ｓ；斷開端子4和端子５，電機從２０HZ到停止的時間為5ｓ。3。３音樂噴泉控制系統(tǒng)總電路設計及工作原理分析（1）控制系統(tǒng)總電路設計：該控制系統(tǒng)的核心設備為可編程控制器（PLC）、模擬量輸入輸出模塊、ＦR-Ｆ74０變頻器,其控制系統(tǒng)總電路原理圖如圖3.4所示。圖3。4控制系統(tǒng)總電路原理圖（2）工作原理分析：從電路原理圖可知，控制分為兩部分。一部分是固定程序運行；另一部分是音樂控制部分。1）音樂控制部分。當需要使用音樂噴泉時，此時可按下SB1按鈕,PLＣ的模擬量輸入輸出模塊將采集播放音樂的音頻強度，將其進行A／D轉(zhuǎn)換，比較運算，然后將結(jié)果輸出到變頻器的模擬量輸入端口的4、5端，控制變頻器的輸出頻率，從而控制水泵的轉(zhuǎn)速，達到控制噴泉水柱高度的目的。2)固定程序部分。當噴泉不使用音樂進行控制時，可按下SB2按鈕，ＰLＣ運行固定程序，噴泉按事先設計好的程序運行。此時變頻器不啟動。變頻器只在音樂控制時啟動.原理圖中水泵變頻運行和固定程序運行是不能同時進行的,否則會給變頻器反送電，燒毀變頻器，所以，在水泵變頻運行的接觸器KM４、KＭ５和水泵固定程序運行的接觸器ＫM１、KM２之間，加接了電氣互鎖。3）燈光控制部分。無論噴泉運行音樂噴泉控制還是固定程序控制，噴泉的燈光都按事先設定好的程序運行。3.４本章小結(jié)本章主要是音樂噴泉控制系統(tǒng)的硬件設計。首先對主要器件進行選型（PLＣ選用型,變頻器選用ＦR—F740型）.然后對PＬC的特點、變頻調(diào)速原理以及FR-Ｆ７4０型變頻器的端子分配、變頻器基本操作面板進行了介紹，對FR－F740型變頻器參數(shù)進行設置。最后設計出音樂噴泉控制系統(tǒng)總電路圖，并對電路原理進行簡單的分析。第4章音樂噴泉控制系統(tǒng)軟件設計4。1系統(tǒng)程序流程圖PLＣ的程序設計主要有經(jīng)驗法、順序功能圖設計法、邏輯流程圖設計法[１5］.根據(jù)實際情況先設計出程序流程圖，PLC從開機，有一個選擇性分支，提供兩種選擇：一個是噴泉根據(jù)音樂節(jié)奏運行，另一個是噴泉按固定程序運行。其程序流程圖如圖4.1所示。4．1系統(tǒng)程序流程圖4。2系統(tǒng)I/O端口分配表I/O端口分配表是對系統(tǒng)的輸入/輸出點的地址分配，有了I/O端口分配表，能夠反映程序里的地址分別代表什么,如果沒有I/O端口分配表，就不知道程序?qū)懙氖鞘裁戳?如果出錯更不好修改。音樂噴泉控制系統(tǒng)I/Ｏ端口分配表如表４.1所示。表４。１音樂噴泉控制系統(tǒng)I/O端口分配表4.3系統(tǒng)程序設計４。３.1梯形圖程序設計(1）開機梯形圖程序設計。開機梯形圖程序是一個選擇性程序，要么是音樂控制的噴泉,要么是固定方式運行的噴泉，二者選擇一種運行方式。梯形圖設計時二者要加程序互鎖。開機程序梯形圖如圖4．2所示。圖4.2開機梯形圖程序開機程序中,噴泉從固定程序切換到音樂控制時,因為固定程序控制中不用變頻器,所以程序可以直接切換；但當音樂噴泉實行音樂控制,再切換到固定程序運行，因為變頻器有個停車時間，所以切換時要延時，延時時間為變頻器的停車時間，一般為10s。（2)音樂控制程序。音樂噴泉程序相對復雜,其程序要啟動變頻器、燈光，要實時采集音頻信號的變化,然后去控制變頻器的輸出頻率。１)噴泉水柱控制程序?？刂茋娙乃脝雍?主水柱、外圈水柱要按事先設計好的順序啟動運行,運行后各水柱根據(jù)音樂的節(jié)奏強弱進行高低變化。2)燈光啟動程序.噴泉燈光的變化過程，一般是事先設定好的程序,當變頻器得電，輸出正向頻率，水泵電機啟動即調(diào)用燈光子程序.音樂控制梯形圖程序如圖4.3所示。圖4．3音樂控制梯形圖程序(3）固定運行梯形圖程序。固定運行梯形圖程序是噴泉不需要用音樂控制時的另一種控制方式.此時要停止變頻器和音頻信號的采集，只輸出控制水泵的信號。固定運行梯形圖程序如圖４。4所示。圖4。４固定運行梯形圖程序音頻采集和燈光系統(tǒng)的子程序如圖4。5所示。圖4.5音頻采集和燈光系統(tǒng)的子程序４。３。2指令表程序轉(zhuǎn)換指令表語句是一種與計算機匯編語言相似的助記符編程方式,用一系列操作指令組成的語句表將控制流程描述出來,并通過編程器送到PLC中去。系統(tǒng)指令表程序如圖4。６所示.圖4.6系統(tǒng)指令表程序4.3．3控制程序調(diào)試(1）開機梯形圖程序的調(diào)試如圖4。7為開機梯形圖程序的調(diào)試。當X０觸點在1０s內(nèi)未得電，則輔助繼電器Ｍ51０得電，噴泉自動切換為固定程序運行方式。X2接點得電，則噴泉停止運行。圖４.7開機梯形圖程序的調(diào)試(2）燈光系統(tǒng)梯形圖程序的調(diào)試如圖4。8所示為燈光系統(tǒng)梯形圖程序的調(diào)試。圖4．8燈光系統(tǒng)梯形圖程序的調(diào)試(3）音樂控制梯形圖程序的調(diào)試如圖4.９為音樂控制梯形圖程序的調(diào)試。當Ｘ0觸點得電,則輔助繼電器Ｍ5０0接通圖4。9音樂控制梯形圖程序的調(diào)試（4)固定運行梯形圖程序的調(diào)試如圖4.１0為固定運行梯形圖的調(diào)試。當X１觸點得電,則輔助繼電器Ｍ510接通，控制主水柱水泵直接啟動運行，延時1０s后，外圈水柱水泵啟動運行，固定程序一直循環(huán)運行。圖４．10固定運行梯形圖程序的調(diào)試４。４系統(tǒng)的整體調(diào)試首先按照控制系統(tǒng)總電路原理圖連接好電路，使ＰＬＣ處于STＯＰ模式狀態(tài)，下載設計好的PLC控制程序，與此同時根據(jù)預先給定的變頻器參數(shù)設定變頻器。開啟交流線路總電源和音樂信號控制部分電源，使PLC處于RUＮ模式狀態(tài)下，按下SＢ１按鈕，啟動音樂控制程序,變頻器延時30s啟動后，同時開啟音源播放音樂，PLＣ模擬量輸入模塊采集音頻信號進行A/D轉(zhuǎn)換后，輸入到變頻器模擬量輸入端口,控制變頻器的輸出頻率,從而控制噴泉水柱的高度隨音樂節(jié)奏變化,同時音樂噴泉燈光系統(tǒng)也開始按預先設定好的程序閃爍。當按下SB３按鈕后,噴泉停止運行。當按下SB2按鈕后，延時1０s后主水柱電機啟動,運行10s后外圈水柱電機啟動運行。噴泉按事先設定好的程序循環(huán)運行。當按下ＳB3按鈕后,噴泉停止運行.4。5本章小節(jié)本章主要是音樂噴泉控制系統(tǒng)的軟件設計。首先繪制出程序流程圖，根據(jù)繪制出的流程圖分配I/Ｏ端口.然后根據(jù)流程圖和I／Ｏ端口分配表開始利用GＸＷorｋｓ編程軟件編寫梯形圖程序，梯形圖程序包括音樂控制的梯形圖程序和固定運行梯形圖程序兩部分。并且對編寫好的梯形圖程序進行仿真調(diào)試。最后對音樂噴泉控制系統(tǒng)進行整體調(diào)試。第五章總結(jié)與展望5。1總結(jié)音樂噴泉的設計涵蓋的專業(yè)非常廣泛,包括音樂分析、噴水、電氣、通訊和自動控制等技術(shù)。所以說音樂噴泉是人們將科技與精神集于一體的產(chǎn)物。本文是關(guān)于音樂噴泉控制系統(tǒng)的設計,該控制系統(tǒng)采用可編程控制器(PLC)對整個系統(tǒng)進行控制,用變頻器實現(xiàn)噴泉的變頻控制。ＰＬC是一種高可靠性的控制裝置,影響PＬC控制系統(tǒng)可靠性的主要因素是與PLC接口的輸入信號元件和輸出執(zhí)行元件，在編程過程中主要是弄清楚輸入輸出元件的元件號以及它們在系統(tǒng)中的作用,變頻器變頻調(diào)速是一種非常高效的調(diào)速系統(tǒng)，變頻調(diào)速應該注意變頻器的參數(shù)設置等問題。本論文屬于設計開發(fā)型課題，結(jié)合所學知識，以可編程控制器為基礎，對音樂噴泉基本流程做了詳細的了解后，對噴泉控制系統(tǒng)進行設計。在設計過程中，基于老師指導、自我學習、向同學學習,通過學習使自身深入地了解電氣控制系統(tǒng)各方面的知識，熟練掌握了PLＣ控制技術(shù)和變頻調(diào)速技術(shù)等各方面的理論知識及應用。同時，通過實踐，提高了自己的分析問題、解決問題及為人處事能力。5．2展望本次設計為了節(jié)約成本，沒有使用觸摸屏。如果需要使用觸摸屏控制，也可通過觸摸屏與ＰLＣ、變頻器之間的通信，實現(xiàn)對噴泉的控制,這樣將會使控制界面更友好,控制更方便.音樂噴泉控制系統(tǒng)的開發(fā)是多方面的，其中計算機智能控制將是主要之一,或者說,智能音樂噴泉將是未來產(chǎn)品的發(fā)展趨勢.目前音樂噴泉系統(tǒng)在計算機智能控制方面仍然是欠缺的，多數(shù)的噴泉系統(tǒng)是程序控制類型的。該類系統(tǒng)需要通過人工離線的預編輯程序處理.這不僅工作量很大,而且程序員對音樂中許多內(nèi)容的表現(xiàn)只能進行簡化處理，并缺乏準確性。一些具有實時控制功能的音樂噴泉系統(tǒng)也是處于初級階段。這當中主要是以音量這一要素進行實時控制，并存在許多問題。例如，音樂與噴泉和諧、同步的控制問題。對于某些曲子和某些樂器的旋律,該系統(tǒng)表現(xiàn)力平淡，給人以不暢快的感覺等。目前還沒有看到綜合音樂中音量、音色、節(jié)拍、及旋律而實現(xiàn)音樂表現(xiàn)力的智能控制系統(tǒng)。應該說這一研究是極具難度的.這里不僅是包含了音樂信號的處理,同時它還體現(xiàn)了藝術(shù)的再創(chuàng)造。由此看來，“智能音樂噴泉系統(tǒng)”的研究與開發(fā)是一項長期的工作。可以認為,智能化音樂噴泉系統(tǒng)的研究與開發(fā)具有較大的經(jīng)濟效益與社會效益.致謝在論文即將完成之際，也意味著我的學業(yè)即將結(jié)束，在這一刻,我感到很興奮,從論文的開始到順利結(jié)束，有許多受人尊敬的老師、親愛的同學們、朋友們給了我很多幫助,請接受我誠摯的感謝！首先，我要感謝指導老師常老師!常老師治學嚴謹，有豐富的學識，待人熱情,平易近人,所以,在畢業(yè)設計的過程中,我們有任何問題，都會大膽地向老師提出，常老師總是及時、耐心的幫助與回答。在提出問題、數(shù)據(jù)查找、系統(tǒng)設計、論文寫作過程中的每個環(huán)節(jié)，常老師都給予了指導和幫助。我在這里向常老師表示衷心的感謝.同時我還要感謝學校里所有的老師和部門領(lǐng)導，在這四年來感謝他們對我學習和生活上的關(guān)心和支持,他們不僅教我知識，還教我做事的原則，這些使我在設計過程中擁有一個良好的心態(tài)，使我的大學生活豐富多彩。最后，我再次對所有幫助過我，關(guān)心和支持我的家人、老師、同學、朋友們致以崇高的敬意！謝謝參考文獻［1]林濤,楊慶斌，等。PLC在音樂噴泉控制系統(tǒng)中的應用［J]．青島大學學報，200８，（4）:27-28。[2］潘禮慶。ＰLC在大型音樂噴泉實時控制系統(tǒng)中的設計與應用［J].工業(yè)控制計算機，20０９，（6）：86－８7。［3］梁廣瑞．基于工業(yè)ＰC的音樂噴泉控制系統(tǒng)的研究[D]．廣西大學，2006。［4]王春潔.音樂噴泉系統(tǒn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