花式音樂噴泉畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　緒論1</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)要求2</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)原理2</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)意義2</b></p><p>　　第1章 音樂噴泉總體設(shè)計(jì)3</

2、p><p>　　1.1 音樂噴泉布局3</p><p>　　1.2 音樂噴泉運(yùn)行控制要求3</p><p>　　第2章 音樂噴泉系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)4</p><p>　　2.2 音樂噴泉系統(tǒng)組成4</p><p>　　2.3聲音傳感器選型4</p><p>　　2.4PLC選型5</

3、p><p>　　2.5模擬量擴(kuò)展模塊6</p><p>　　2.6變頻器選型7</p><p>　　2.7水泵電機(jī)選型8</p><p>　　2.8 噴泉控制原理與I/O分配9</p><p>　　2.9主電路圖及外部電路控制圖9</p><p>　　第3章 音樂噴泉控制軟件程序開發(fā)

4、. 11</p><p>　　3.1PLC編程語言11</p><p>　　3.2順控繼電器指令簡(jiǎn)介12</p><p>　　第4章 調(diào)試與安裝14</p><p>　　4.1 硬件調(diào)試14</p><p>　　4.2 編程軟件簡(jiǎn)介及軟件調(diào)試14</p><p>　　4.3 硬件配置

5、要求15</p><p><b>　　第5章 總結(jié)17</b></p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　噴泉是一種將水和其他液體經(jīng)過一定壓力通過噴頭噴灑出來具有特定形狀的組合體，提供水壓的一般為水泵。噴泉景觀概況來說可以分為兩大類：一是因地制宜，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地形結(jié)構(gòu)，仿照天然水景建造而成，如：壁泉、涌

6、泉、霧泉、管流、溪流、瀑布、水簾、跌水、水濤、漩渦等。二是完全依靠噴泉設(shè)備人工造景。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，有音樂噴泉、程控噴泉、擺動(dòng)噴泉、跑動(dòng)噴泉、光亮噴泉、游樂噴泉、超高噴泉、激光水幕電影等。</p><p>　　噴泉原是一種自然景觀，是承壓水的地面露頭。園林中的噴泉，一般是為了造景的需要，人工建造的噴泉具有裝飾性。據(jù)記載，早在我國漢代的上林苑中，就有"銅龍吐水&q

7、uot;，這就是一種人工的噴泉，可見噴泉應(yīng)用于園林已有二千余年的歷史了。明代地理學(xué)家徐霞客曾遍游我國山水風(fēng)景，他在游歷云南雞足山時(shí)，發(fā)現(xiàn)一寺廟內(nèi)有"噴泉"，曾作過如下在描述："（息陰）軒中水由亭沼中射空而上，其高將三丈，玉痕一縷，自下上噴，隨風(fēng)飛灑，散作空花，前觀之，甚奇"。他感到很疑惑：認(rèn)為既然是在池中置管向上噴則水管中的水不一定是池水，而且水能噴得如此之高，又不外泄，并保持一定的高度，必定另有

8、水源供水，彼下此上，與之等高，才保持平衡。經(jīng)過他的調(diào)查研究，他終于發(fā)現(xiàn)在這噴泉附近的三丈高一個(gè)山崖上有水源，從山崖以錫管承接，并由地下埋伏數(shù)十丈至池沼中后，始向池心豎起之故。這大概是我國利用自然水設(shè)置人工噴泉的原始做法了。</p><p>　　而現(xiàn)代城市中設(shè)置的噴泉已十分先進(jìn)，游人和居民經(jīng)常光顧的場(chǎng)所，我們可以看到有各種各樣的噴泉，這些噴泉有的是為了引人入目，有的是為了給生活或者節(jié)日帶來喜慶的氣氛，而有的變成了企

9、業(yè)的一種精神象征[1]。與此同時(shí)噴泉可以濕潤周圍的空氣，減少塵埃，降低氣溫。噴泉的細(xì)小水珠同空氣分子撞擊，能產(chǎn)生大量的負(fù)氧離子。因此，噴泉的存在改善了城市面貌，有益于人們的身心健康。</p><p>　　目的：在很多地方都可見到人工音樂噴泉,它集光、色、音于一身,給人以美感。噴泉的控制系統(tǒng)可采用單片機(jī),可編程序控制器PLC,甚至可采用工控機(jī)作控制核心。傳統(tǒng)的噴泉控制一旦設(shè)計(jì)好控制電路,就不能隨意改變噴水花樣及噴水

10、時(shí)間。若采用PLC控制系統(tǒng),利用PLC體積小、功能強(qiáng)、可靠性高,且具有較大的靈活性和可擴(kuò)展性的特點(diǎn), 對(duì)音樂特征的自動(dòng)識(shí)別，通過改變噴泉的控制程序或改變方式選擇開關(guān),就可以改變花式噴泉的噴水規(guī)律,從而不需要改變硬件就可變換出各式花樣,適合應(yīng)用于大型廣場(chǎng)或景區(qū)的噴泉中。</p><p><b>　　要求：</b></p><p>　　通過PLC，結(jié)合按鈕、開關(guān)、電源電路

11、，將軟件和硬件有機(jī)的結(jié)合起來，設(shè)計(jì)系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠，快捷方便，能很好的滿足要求，并能準(zhǔn)確高效運(yùn)轉(zhuǎn)的花式噴泉。</p><p>　　按下啟動(dòng)按鈕,噴泉控制裝置開始工作;按下關(guān)閉按鈕,噴泉控制裝置停止工作.</p><p>　　噴泉的工作方式由花樣按鈕來自行選擇.</p><p>　　花樣選擇開關(guān)用于選擇噴泉的噴水花樣.</p><p><b&

12、gt;　　原理：</b></p><p>　　由音樂傳感器識(shí)別音樂頻率特征，將其轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)傳送到PLC，PLC根據(jù)信號(hào)按照編寫的程序控制變頻器和水泵的運(yùn)行</p><p><b>　　意義：</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)利用傳感器采集音樂信號(hào)特征，使用可編程控制器控制花式噴泉，具有使用方便，運(yùn)行可靠，控制程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)

13、。采用變頻調(diào)速技術(shù),實(shí)現(xiàn)水泵無級(jí)調(diào)速，能根據(jù)音頻信號(hào)強(qiáng)弱隨時(shí)調(diào)節(jié)水泵速度。本設(shè)計(jì)能夠通過程序使輸出不同的結(jié)果，從而改變?cè)瓉碓O(shè)定的噴泉花樣。程序編寫簡(jiǎn)便，查錯(cuò)方便，擴(kuò)展能力強(qiáng)，有很大的發(fā)展空間和廣泛的應(yīng)用前景。</p><p>　　第1章 音樂噴泉總體設(shè)計(jì)</p><p>　　1.1 音樂噴泉布局</p><p>　　本設(shè)計(jì)噴泉布局如圖2-1，圖中分別為噴水管編號(hào)，4

14、號(hào)為中間噴水管，3號(hào)為內(nèi)環(huán)狀噴水管，2號(hào)為中環(huán)形狀噴水管，1號(hào)為外環(huán)形狀噴水管。</p><p>　　圖2.1 花式噴泉噴頭布局示意圖</p><p>　　本設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是4號(hào)噴水管，水柱高度能夠隨音樂變化，該噴水管所噴出的水柱為4組噴水管最大，噴射高度為4組噴水管最高，為2-10（m）。3號(hào)噴水管所處的圓上由8個(gè)噴水管組成，該噴水管所噴出的水柱為比4號(hào)的水柱略小，所噴高度比4號(hào)的高度略底，

15、所噴高度為1.5（m）。圖1-1中2號(hào)噴水管所處的圓上由20個(gè)噴水管組成，該號(hào)所噴出的水柱比3號(hào)的水柱小，所噴高度比3號(hào)水柱低，所噴高度為1（m）。1號(hào)噴水管由30個(gè)噴水管組成，該組所噴水柱為4組中水柱最小，所噴高度最低的一組。所噴高度為0.5（m）。為了在每組噴水管工作時(shí)能夠更好的欣賞，能區(qū)別4組所噴出的水柱，所以3號(hào)所處的圓的半徑為R=2(m)，2號(hào)所處的圓的半徑為R=4（m），1號(hào)所處的圓的半徑為R=6（m）。</p>

16、<p>　　1.2 音樂噴泉運(yùn)行控制要求</p><p><b>　　控制要求如下：</b></p><p>　　(1)噴泉控制電源開關(guān)接通后，按下啟動(dòng)按鈕，噴水裝置即開始工作，4號(hào)噴水管，水柱高度隨音樂變化，其余3個(gè)則進(jìn)行花式噴水。按下停止按鈕，則停止噴水。工作方式由“選擇樣式”和“連續(xù)循環(huán)”來決定。</p><p>　　(2)

17、選擇“選擇樣式”時(shí)，噴泉只循環(huán)運(yùn)行一個(gè)噴水樣式；選擇“連續(xù)循環(huán)”時(shí)，所有噴水樣式連續(xù)循環(huán)運(yùn)行。</p><p>　　(3)方式選擇開關(guān)用以選擇噴泉的噴水花樣，2～4號(hào)噴水管的工作方式選擇如下：</p><p>　　1)選擇開關(guān)在位置“1”——按下啟動(dòng)按鈕后 ，噴泉1～3號(hào)水管的工作順序?yàn)椋?1→2→3按順序延時(shí)5s噴水，然后一起噴水10s后，1、2、3水管分別延時(shí)5s停水，停頓5s后開始下

18、一個(gè)循環(huán)；</p><p>　　2)選擇開關(guān)在位置“2”——按下啟動(dòng)按鈕后，1、3號(hào)同時(shí)噴水，延時(shí)5s后，2、3號(hào)同時(shí)噴水，延時(shí)5s后，1、,2號(hào)同時(shí)噴水，延時(shí)5s后開始下一個(gè)循環(huán)；</p><p>　　3)選擇開關(guān)在位置“3”——按下啟動(dòng)按鈕后由3→2→1反序分別延時(shí)5s噴水，然后再一起噴水10s，為一個(gè)循環(huán)。</p><p>　　(4)不論在什么工作方式，按下停

19、止按鈕，噴泉立即停止工作，所有存儲(chǔ)器復(fù)位。</p><p>　　第2章 音樂噴泉系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)</p><p>　　本設(shè)計(jì)以PLC為控制核心，通過傳感器把音樂特征給PLC，通過程序控制變頻器驅(qū)動(dòng)水泵電機(jī)，使噴泉的噴射水柱高度隨音樂變化。</p><p>　　2.2 音樂噴泉系統(tǒng)組成</p><p>　　首先由音樂傳感器識(shí)別音樂頻率特征，將其轉(zhuǎn)換

20、為模擬信號(hào)傳送到PLC，PLC根據(jù)信號(hào)按照編寫的程序控制變頻器和水泵的運(yùn)行，。</p><p><b>　　聲音傳感器選型</b></p><p>　　人們的聽覺最直接的感受就是聲音的響度，響亮度是聲音的一個(gè)重要特性，因此本音樂噴泉把樂曲的響度值做為識(shí)別的音樂特征。聲音的相對(duì)響度一般用分貝做計(jì)算單位。</p><p>　　BR-ZS1型分貝模塊

21、內(nèi)置高靈敏度傳感器、數(shù)據(jù)采集模塊。使聲音響度信號(hào)不失真的以0~5V電壓或4~20mA電流等工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)輸出，直接與用戶的PLC配套使用，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)聲音的實(shí)時(shí)監(jiān)控，精度高、通用性強(qiáng)、性價(jià)比高成為其顯著的特點(diǎn)，被廣泛用于各種聲音測(cè)量領(lǐng)域。測(cè)量范圍：30～120dB(A)；頻率范圍：20Hz～12.5kHz，最大誤差：0.5dB，供 電：220V市電或24V DC 。</p><p><b>　　PLC選型<

22、;/b></p><p>　　S7-200 是一種小型的可編程序控制器，適用于各行各業(yè)，各種場(chǎng)合中的檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制的自動(dòng)化。S7-200系列的強(qiáng)大功能使其無論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能。因此S7-200系列具有極高的性能/價(jià)格比。S7-200系列在集散自動(dòng)化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強(qiáng)大功能。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡(jiǎn)單控制到更復(fù)雜的自動(dòng)化控制。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動(dòng)檢測(cè)，自動(dòng)化控

23、制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機(jī)床、機(jī)械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護(hù)設(shè)備等等。如：沖壓機(jī)床，磨床，印刷機(jī)械，橡膠化工機(jī)械，中央空調(diào)，電梯控制，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。</p><p>　　S7-200系列PLC是模塊式結(jié)構(gòu)，可以通過配接各種擴(kuò)展模塊來達(dá)到擴(kuò)展功能、擴(kuò)大控制能力的目的。目前S7-200主要有三大類擴(kuò)展模塊。</p><p>　　（1）輸入/輸出擴(kuò)展模塊 S7-200 CPU上已經(jīng)集成

24、了一定數(shù)量的數(shù)字量I/O點(diǎn)，但如用戶需要多于CPU單元I/O點(diǎn)時(shí)，必須對(duì)系統(tǒng)做必要的擴(kuò)展。CPU221無I/O擴(kuò)展能力，CPU 222最多可連接2個(gè)擴(kuò)展模塊（數(shù)字量或模擬量），而CPU224和CPU226最多可連接7個(gè)擴(kuò)展模塊。</p><p>　　S7-200 PLC系列目前總共提供共5大類擴(kuò)展模塊：數(shù)字量輸入擴(kuò)展板EM221（8路擴(kuò)展輸入）；數(shù)字量輸出擴(kuò)展板EM222（8路擴(kuò)展輸出）；數(shù)字量輸入和輸出混合擴(kuò)展

25、板EM223（8I/O，16I/O，32I/O）；模擬量輸入擴(kuò)展板EM231，每個(gè)EM231可擴(kuò)展3路模擬量輸入通道，A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間為25μs，12位；模擬量輸入和輸出混合擴(kuò)展模板EM235，每個(gè)EM235可同時(shí)擴(kuò)展3路模擬輸入和1路模擬量輸出通道，其中A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間為25μs，D/A轉(zhuǎn)換時(shí)間]100μs，位數(shù)均為12位。</p><p>　　基本單元通過其右側(cè)的擴(kuò)展接口用總線連接器（插件）與擴(kuò)展單元左側(cè)的擴(kuò)展接

26、口相連接。擴(kuò)展單元正常工作需要+5VDC工作電源，此電源由基本單元通過總線連接器提供，擴(kuò)展單元的24VDC輸入點(diǎn)和輸出點(diǎn)電源，可由基本單元的24VDC電源供電，但要注意基本單元所提供的最大電流能力。</p><p>　?。?）熱電偶/熱電阻擴(kuò)展模塊 熱電偶、熱電阻模塊（EM231）是為CPU222，CPU224，CPU226設(shè)計(jì)的，S7-200與多種熱電偶、熱電阻的連接備有隔離接口。用戶通過模塊上的DIP開關(guān)

27、來選擇熱電偶或熱電阻的類型，接線方式，測(cè)量單位和開路故障的方向。</p><p>　?。?）通訊擴(kuò)展模塊 除了CPU集成通訊口外，S7-200還可以通過通訊擴(kuò)展模塊連接成更大的網(wǎng)絡(luò)。S7-200系列目前有兩種通訊擴(kuò)展模塊：PROFIBUS-DP擴(kuò)展從站模塊（EM277）和AS-i接口擴(kuò)展模塊（CP243-2）。</p><p><b>　　模擬量擴(kuò)展模塊</b>&l

28、t;/p><p>　　在工業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實(shí)現(xiàn)模擬量（Analog）和數(shù)字量（Digital）之間的A/D轉(zhuǎn)換及D/A轉(zhuǎn)換。PLC廠家都生產(chǎn)配套的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。</p><p>　　EM235是最常用的模擬量擴(kuò)展模塊，它實(shí)現(xiàn)了4路模擬量輸入和1路模擬量輸出功

29、能。用戶通過DIP開關(guān)設(shè)置EM235擴(kuò)展模塊，開關(guān)1到6可選擇輸入模擬量的單/雙極性、增益和衰減。DIP開關(guān)SW6決定模擬量輸入的單雙極性，當(dāng)SW6為ON時(shí)，模擬量輸入為單極性輸入，SW6為OFF時(shí)，模擬量輸入為雙極性輸入。SW4和SW5決定輸入模擬量的增益選擇，而SW1，SW2，SW3共同決定了模擬量的衰減選擇。</p><p>　　假設(shè)模擬量的標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)是A0—Am（如：4—20mA），A/D轉(zhuǎn)換后數(shù)值為D0

30、—Dm（如：6400—32000），設(shè)模擬量的標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)是A，A/D轉(zhuǎn)換后的相應(yīng)數(shù)值為D，由于是線性關(guān)系，函數(shù)關(guān)系A(chǔ)＝f（D）可以表示為數(shù)學(xué)方程：</p><p>　　A＝（D－D0）×（Am－A0）／（Dm－D0）＋A0。</p><p>　　根據(jù)該方程式，可以方便地根據(jù)D值計(jì)算出A值。將該方程式逆變換，得出函數(shù)關(guān)系D＝f（A）可以表示為數(shù)學(xué)方程：</p><

31、;p>　　D＝（A－A0）×（Dm－D0）／（Am－A0）＋D0。</p><p>　　為了減小音樂雜音帶來的誤差，本程序采取一段時(shí)間內(nèi)的平均值做為模擬量輸出值。</p><p><b>　　變頻器選型</b></p><p>　　變頻器是采用交-直-交電源變換技術(shù)、電力電子技術(shù)、微電腦控制等技術(shù)于一身的綜合性電氣產(chǎn)品，它通過改

32、變電動(dòng)機(jī)工作電源頻率從而達(dá)到改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。它是水泵電機(jī)調(diào)速的執(zhí)行者，在音樂噴泉控制系統(tǒng)中起著非常重要作用。</p><p>　　變頻調(diào)速技術(shù)的基本原理是根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速與工作電源輸入頻率成正比的關(guān)系：</p><p><b>　　(2-1)</b></p><p>　　式中，n表示電機(jī)轉(zhuǎn)速；</p><p><

33、b>　　f表示電源頻率；</b></p><p>　　s表示電機(jī)轉(zhuǎn)差率； </p><p>　　P表示電機(jī)磁極對(duì)數(shù)。</p><p>　　通過改變電動(dòng)機(jī)工作電源頻率達(dá)到改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。變頻器就是基于上述原理采用交-直-交電源變換技術(shù)、電力電子、微電腦控制等技術(shù)于一身的綜合性電氣產(chǎn)品。</p><p>　　實(shí)際上，若僅改變

34、電源的頻率則不能獲得異步電動(dòng)機(jī)滿意的調(diào)整性能。因此，必須在調(diào)節(jié) 的同時(shí)，對(duì)定子相電壓 也進(jìn)行調(diào)節(jié)，使 與 之間存在一定的比例關(guān)系。故變頻電源實(shí)際上是變頻變壓電源，而變頻調(diào)速準(zhǔn)確的稱呼應(yīng)是變頻變壓調(diào)速，其英文術(shù)語為Variable Voltage Variable Frequency，又簡(jiǎn)稱為VVVF調(diào)速器。</p><p>　　本系統(tǒng)選擇德力西CDI9000系列變頻器。</p><p>&

35、lt;b>　　水泵電機(jī)選型</b></p><p>　　水泵是噴泉的主要?jiǎng)恿υO(shè)備，合理的選擇泵型是噴泉設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它對(duì)保證噴泉質(zhì)量，降低工程造價(jià)及運(yùn)行費(fèi)用都有重要意義[15]。經(jīng)過比較我們選擇QYP型園林噴泉用潛水電泵。</p><p>　　QYP型園林噴泉用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。廣泛應(yīng)用于各種各樣的音樂水景噴泉上配套使用、水產(chǎn)養(yǎng)殖

36、、魚塘增氧、防洪排澇等領(lǐng)域。 </p><p>　　具有以下特點(diǎn)：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。</p><p>　　使用條件：電泵出水口流量不得大于額定值；潛水深度不超過5米； 水溫不超過+40℃； PH值應(yīng)在5-9之間。 </p><p>　　圖3.2 QYP型園林噴泉用潛水電泵</p><

37、p>　　2.8 噴泉控制原理與I/O分配</p><p>　　(1)噴泉控制電源開關(guān)接通后，工作方式由“選擇樣式”、和 “連續(xù)循環(huán)”開關(guān)來決定。</p><p>　　(2)選擇樣式時(shí)，噴泉只循環(huán)運(yùn)行一個(gè)樣式；連續(xù)循環(huán)時(shí)，噴泉所有樣式連續(xù)循環(huán)運(yùn)行。按下啟動(dòng)按鈕，噴水裝置即開始工作。按下停止按鈕，則停止噴水。按下“連續(xù)循環(huán)1”SB3按鈕后，循環(huán)運(yùn)行第一個(gè)噴水樣式，直到按下停止按鈕，SB4

38、和SB5與之相同：按下“連續(xù)循環(huán)”SB2后，3個(gè)樣式開始依次循環(huán)運(yùn)行噴水。</p><p>　　根據(jù)控制要求，本設(shè)計(jì)的I/O分配表見表2.1。</p><p>　　表2.1 I/O分配表</p><p>　　2.9PLC外部接線圖和主電路圖</p><p><b>　　PLC外部接線圖</b></p>&l

39、t;p><b>　　主電路圖</b></p><p>　　第3章 音樂噴泉控制軟件程序開發(fā)</p><p>　　3.1PLC編程語言</p><p>　　(1)梯形圖編程語言</p><p>　　梯形圖是PLC模擬繼電器控制系統(tǒng)的編程方法。它由觸點(diǎn)、線圈或功能方框等構(gòu)成，梯形圖左、右的垂直線稱為左、右母線。畫梯形圖

40、時(shí)，從左母線開始，經(jīng)過觸點(diǎn)和線圈（或功能方框），終止于右母線。在梯形圖中，可以把左母線看作是提供能量的母線。觸點(diǎn)閉合可以使能量流過，直到下一個(gè)元件；觸點(diǎn)斷開將阻止能量流過。這種能量流，我們稱之為“能流”。實(shí)際上，梯形圖是CPU仿真繼電器控制電路圖，使來自“電源”的“電流”通過一系列的邏輯控制條件，根據(jù)運(yùn)算結(jié)果決定邏輯輸出的模擬過程。</p><p>　　梯形圖中的基本編程元素有觸點(diǎn)、線圈和方框。觸點(diǎn)代表邏輯控制條

41、件，觸點(diǎn)閉合時(shí)表示能量可以流過。觸點(diǎn)分常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)兩種形式。線圈通常代表邏輯“輸出”的結(jié)果，能量流到，則該線圈被激勵(lì)。方框代表某種特定功能的指令，能量流通過方框時(shí)，則執(zhí)行方框所代表的功能。方框代表的功能有多種，如：定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等等[9]。</p><p>　　梯形圖的設(shè)計(jì)應(yīng)注意以下三點(diǎn)： </p><p>　　1)每一邏輯行起始于左母線，然后是觸點(diǎn)的串、并聯(lián)接，最后是線圈與右母線相

42、聯(lián)。 2)梯形圖中每個(gè)梯級(jí)流過的不是物理電流，而是“概念電流”，從左流向右，其兩端沒有電源。這個(gè)“概念電流”只是形象地描述用戶程序執(zhí)行中應(yīng)滿足線圈接通的條件。 3)輸入繼電器用于接收外部輸入信號(hào)，而不能由PLC內(nèi)部其它繼電器的觸點(diǎn)來驅(qū)動(dòng)。因此，梯形圖中只出現(xiàn)輸入繼電器的觸點(diǎn)，而不出現(xiàn)其線圈。輸出繼電器輸出程序執(zhí)行結(jié)果給外部輸出設(shè)備，當(dāng)梯形圖中的輸出繼電器線圈得電時(shí)，就有信號(hào)輸出，但不是直接驅(qū)動(dòng)輸出設(shè)備，而要通過輸出接口

43、的繼電器、晶體管或晶閘管才能實(shí)現(xiàn)。 (2)語句表編程語言 指令語句表示一種與計(jì)算機(jī)匯編語言相類似的助記符編程方式，但比匯編語言易懂易學(xué)。一條指令語句是由步序、指令語和作用器件編號(hào)三部分組成。 (3)順序功能圖 它是用像控制系統(tǒng)流程圖一樣的功能圖表達(dá)一個(gè)控制過程。</p><p>　　3.2順控繼電器指令簡(jiǎn)介</p><p>　　順序控制編程方法規(guī)范，條理

44、清楚，且易于化解復(fù)雜控制間的交叉聯(lián)系，使編程變得容易。因而許多PLC的開發(fā)商在自己的PLC產(chǎn)品中引入了專用的順序控制編程元件及順序控制指令，使順序控制編程更加簡(jiǎn)單易行。西門子公司在S7-200系列PLC中設(shè)置了順控繼電器及順控繼電器指令用于順序控制。編程元件的編號(hào)為S0.0~S31.7,可實(shí)行位、字節(jié)、字及雙字尋址。在作為順控繼電器使用時(shí)，為位尋址。配合順序繼電器使用的指令為順控繼電器指令。其中裝載SCR指令標(biāo)示一個(gè)狀態(tài)的開始，有激活S

45、CR程序段的功能。SCRT指令稱為SCR傳輸指令，用于說明步序狀態(tài)的轉(zhuǎn)移去向。而SCRE指令為狀態(tài)程序段得結(jié)束指令。</p><p>　　在采用專用的順控繼電器指令編程時(shí)，新激活的步序有自動(dòng)關(guān)閉前步序程序的功能，而不用像啟-保-停電路或復(fù)置位指令組織的順序控制程序那樣需在程序中采用專門的措施，這就給編程帶來了不少的方便。本設(shè)計(jì)選用順控繼電器指令進(jìn)行編程，設(shè)計(jì)程序見附錄I。</p><p>

46、<b>　　第4章 調(diào)試與安裝</b></p><p><b>　　4.1 硬件調(diào)試</b></p><p>　　硬件調(diào)試是利用開發(fā)系統(tǒng)、基本測(cè)試儀器，檢查用戶系統(tǒng)硬件中存在的故障。硬件調(diào)試可分為靜態(tài)調(diào)試與動(dòng)態(tài)調(diào)試兩步進(jìn)行。</p><p><b>　　(1)靜態(tài)調(diào)試 </b></p>

47、<p>　　靜態(tài)調(diào)試是在用戶系統(tǒng)未工作時(shí)的一種硬件檢測(cè)。 </p><p>　　第一步：目測(cè)。檢查外部的各種元件或者是電路是否有斷點(diǎn)。 </p><p>　　第二步：用萬用表測(cè)試。先用萬用表復(fù)核目測(cè)中有疑問的連接點(diǎn)，再檢測(cè)各種電源線與地線之間是否有短路現(xiàn)象。 </p><p>　　第三步：加電檢測(cè)。給板加電，檢測(cè)所有的插座或是器件的電源端是否符合要求的值。

48、</p><p>　　第四步：聯(lián)機(jī)檢查。因?yàn)橹挥杏每删幊炭刂破鏖_發(fā)系統(tǒng)才能完成對(duì)用戶系統(tǒng)的調(diào)試。 </p><p><b>　　(2)動(dòng)態(tài)調(diào)試 </b></p><p>　　動(dòng)態(tài)調(diào)試是在用戶系統(tǒng)工作的情況下發(fā)現(xiàn)和排除用戶系統(tǒng)硬件中存在的器件內(nèi)部故障、器件連接邏輯錯(cuò)誤等的一種硬件檢查[11]。動(dòng)態(tài)調(diào)試一般方法是由近及遠(yuǎn)、由分到合。 </p&

49、gt;<p>　　4.2 編程軟件簡(jiǎn)介及軟件調(diào)試</p><p>　　可編程控制器的資源系列中還應(yīng)包括編程設(shè)備，這是將應(yīng)用程序?qū)懭隤LC的設(shè)備。早期編程器用的較多，其特點(diǎn)是體積小，攜帶方便，適合于現(xiàn)場(chǎng)使用。但編程器只能使用語句表編程，不如圖形化編程設(shè)備好用。目前應(yīng)用最多的圖形化編程設(shè)備就是個(gè)人計(jì)算機(jī)，在試驗(yàn)辦公場(chǎng)所用臺(tái)式機(jī)，在現(xiàn)場(chǎng)用筆記本電腦。計(jì)算機(jī)編程需專用的軟件，比如西門子S7-200系列可編程

50、控制器使用的STEP7-Micro/WIN32編程軟件，三菱FX系列PLC使用的FXGPWIN編程軟件等。這些軟件一般都具有編程和程序調(diào)試等多種功能，是PLC用戶不可缺少的開發(fā)工具。</p><p>　　用STEP7-Micro/WIN32編程軟件將應(yīng)用程序?qū)懭隤LC，它的基本功能是協(xié)助用戶開發(fā)應(yīng)用軟件。在STEP7-Micro/WIN32環(huán)境下可創(chuàng)建用戶程序，修改和編輯原有的用戶程序，實(shí)現(xiàn)用戶所編輯程序的管理。

51、該軟件還具有語法檢查功能，可在編程中檢查用戶程序的語法錯(cuò)誤。利用該軟件的監(jiān)控功能還能實(shí)現(xiàn)用戶程序的調(diào)試及監(jiān)控。</p><p>　　STEP7-Micro/WIN32編程軟件主界面包含的分區(qū)有：菜單條、工具條、引導(dǎo)條、指令樹、用戶窗口、輸出窗口、和狀態(tài)條。軟件的大部分功能，如程序的編制、編譯、調(diào)試相關(guān)的組態(tài)等工作，在離線工作方式——計(jì)算機(jī)并未和PLC鏈接時(shí)即可實(shí)現(xiàn)，部分功能需在在線情況下實(shí)現(xiàn)。</p>

52、<p>　　軟件調(diào)試是通過對(duì)用戶程序的匯編、連接、執(zhí)行來發(fā)現(xiàn)程序中存在的語法錯(cuò)誤與邏輯錯(cuò)誤并加以排除糾正的過程[12]。程序編輯后，查看程序是否有邏輯的錯(cuò)誤。如果出現(xiàn)故障，依據(jù)軟件的監(jiān)視功能，我們能發(fā)現(xiàn)問題所在，發(fā)現(xiàn)梯形圖的錯(cuò)誤并修改再進(jìn)行調(diào)試，如此反復(fù)直到調(diào)試成功。</p><p>　　4.3 硬件配置要求</p><p>　　工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件一般是比較艱苦，干擾源眾多

53、。盡管可編程控制器是專門在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)使用的的控制裝置，但它對(duì)使用現(xiàn)場(chǎng)、環(huán)境溫度等還有一定要求。安裝環(huán)境的要求</p><p>　　*環(huán)境溫度應(yīng)該在 0-55攝氏度的范圍。</p><p>　　*相對(duì)濕度不超過85%。</p><p>　　*不能太陽直接照射。</p><p>　　*不能有腐蝕和易燃的氣體。</p><p>

54、;　　*不能有大量的鐵屑和灰塵。</p><p>　　*不能有連續(xù)的振動(dòng)，振動(dòng)頻率為10-55Hz，幅度為0.5mm。</p><p>　　*不能有超過10g（重力加速度）的沖擊。</p><p><b>　　接線及電源</b></p><p><b>　　(1)布線：</b></p>

55、<p>　　動(dòng)力線、控制線以及PLC的電源線和I/O線應(yīng)分別配線，隔離變壓器與PLC和I/O之間應(yīng)采用雙膠線連接。將PLC的I/O線和大功率線分開走線，如必須在同一線槽內(nèi)，分開捆扎交流線、直流線，若條件允許，分槽走線最好，這不僅能使其有盡可能大的空間距離，并能將干擾降到最低限度[13]。</p><p><b>　　(2)電源：</b></p><p>　

56、　PLC的供電電源為50Hz、220V交流市電。</p><p>　　S7-200系列可編程控制器有直流24V輸出接線端，該接線可謂輸入傳感器提供24V電源。</p><p>　　對(duì)于電源線來的干擾，可編程控制器本身具有足夠的抵抗能力。如果電源干擾特別嚴(yán)重，可以安裝一個(gè)變比為1：1的隔離變壓器，以減少設(shè)備與地之間的干擾。</p><p><b>　　接地

57、</b></p><p>　　良好的接地是保證可編程控制器可靠工作的重要條件，可以避免偶然發(fā)生的電壓沖擊危害[14]。接地線以機(jī)器的接地端相接，基本單元接地，如果要用擴(kuò)展單元，其接地點(diǎn)應(yīng)與基本單元的接地點(diǎn)接在一起。</p><p>　　為了抑制附加在電源及輸入端、輸出端的干擾，應(yīng)給可編程控制器接以專用地線，接地點(diǎn)應(yīng)與動(dòng)力設(shè)備的接地點(diǎn)分開。若達(dá)不到這種要求，則也必須做到與其他設(shè)備

58、公共接地，禁止與其它設(shè)備串聯(lián)接地。接地點(diǎn)應(yīng)該盡可能靠近可編程控制器。</p><p><b>　　第5章 總結(jié)</b></p><p>　　本文在分析噴泉的發(fā)展和現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國中噴泉的現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)了一套以PLC控制技術(shù)為基礎(chǔ)的噴泉自動(dòng)控制系統(tǒng)，采用傳感器和PLC，通過變頻器實(shí)現(xiàn)了噴泉水柱隨音樂的變化而變化。。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中有如下認(rèn)識(shí)：</p>&

59、lt;p>　　1、系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)過程也是對(duì)學(xué)習(xí)的總結(jié)過程，更是進(jìn)一步學(xué)習(xí)和探索的過程。在這個(gè)過程中，對(duì)利用可編程控制器進(jìn)行控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)有了深刻地認(rèn)識(shí)，對(duì)音樂噴泉的工作原理也有了進(jìn)一步的掌握，對(duì)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析切身的認(rèn)識(shí)和體會(huì)，并在學(xué)習(xí)和實(shí)踐中 增長了知識(shí)、豐富了經(jīng)驗(yàn)?？刂葡到y(tǒng)的開發(fā)是一個(gè)復(fù)雜繁瑣的工程，必須嚴(yán)格按照系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)實(shí)施系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)試的構(gòu)成來進(jìn)行。</p><p>　　2、

60、本次設(shè)計(jì)中，大致步驟經(jīng)過了查找資料、熟悉軟件、編寫程序、繪制梯形圖等幾個(gè)階段，這些都是需要我們親手去實(shí)踐的。做畢業(yè)設(shè)計(jì)這段時(shí)間雖然很累但是過的很有意義，使自己學(xué)到了很多的知識(shí)。通過我們的合作，完成了這次設(shè)計(jì)，同時(shí)也培養(yǎng)了我們的團(tuán)隊(duì)合作的精神。</p><p>　　3.任何設(shè)計(jì)沒有硬件支持的設(shè)計(jì)都是空談，在本次設(shè)計(jì)中，我對(duì)所用器件進(jìn)行了選擇，這是以前所沒有涉及的。所有器件選擇都要遵循一定的規(guī)范，使我認(rèn)識(shí)到任何設(shè)計(jì)都