I
设计任务书
《可编程控制器》课程设计
学院：
学号：
专业（方向）年级：
学生姓名：
福建农林大学机电工程学院电气工程系
2011年11 月1 日
II
目录
引言
课程设计要求
第一章花式喷泉系统设计方案介绍
1.1 控制特点分析
1.2 方案论证
1.3 系统I/O分配
1.4 硬件的选择
1.5系统外部接线图
1.6控制流程
第二章系统软件设计
2.1 花样选择开关位置
2.2、系统梯形图设计
第三章系统程序调试
3.1花样开关调试
总结
参考文献
附录
１
引言
一个高速发展的社会，各式各样的需求也正在充斥着整个社会。有些人追求物质，有些人追求精神上的享受，不过总而言之，人类这种群体对美的渴望都是一样的。所以想尽办法让美丽在我们生活的周围，尽管在城市这种钢筋混凝土、压力、人口、污染的区域里。人们还是在利用技术支持，去制造美的东西。例如公园、大片的绿地、广场、好看的建筑物。有了这些大的框架，其中的细节随着时代的变迁，也是一步步升级，细致。虽然让人有视觉美感的东西越来越多，可是近代以来在这些地方总有一种建筑是不能少的——喷泉。
喷泉原是一种自然景观，是承压水的地面露头。文艺复兴时期，便有类似喷泉的建筑物出现，尤其是在意大利罗马城。当时的喷泉的技术并不是现在这样复杂，它们只是在利用压力将水压出。但是这种方式水喷出来都不会很高。随着时代的进步，技术的发展。使得喷泉的形态越来越多经过多年的发展，现在已经逐步发展为几大类：音乐喷泉；程控喷泉；音乐+程控喷泉；激光水幕电影；趣味喷泉等。加上特定的灯光、控制系统，起到净化空气，美化环境的作用。现代的喷泉所具备的条件是相当优越的，其中最为关键的便是控制系统PLC.它的主要作用是控制水下电磁阀来让喷泉在高水压下喷出各式各样的形态，随后在加上动听的音乐，便产生了具有震撼力的视觉冲击。
所以利用现代科技来制作喷泉是极好的选择。
(1) 喷泉的历史
早在我国汉代的上林苑中，就有"铜龙吐水"，这就是一种人工的喷泉，可见喷泉应用于园林已有二千余年的历史了。古代在喷泉的制作上主要利用自然整体结构，加之人工修改而成。
(2) 喷泉的现状
现代城市中设置的喷泉已十分先进、灵活多变，花样翻新，可大可小，可高可低，喷射出的水，大者如珠，小者如雾，随着喷泉构筑物的形式、大小及水压等而产生高低不同、水态各异，形式多样的喷泉。
当今喷泉工程和高新技术的结合正是历史发展的必然，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。
２
1、课程设计要求
1．任务描述
某广场的喷泉如图所示，4号为中间喷头，3号为内环状喷头，2号为1次外环状喷头，1号为外环装喷头。
2．控制任务和要求
（1）按下启动按钮，喷泉控制装置开始工作，按下停止按钮，喷泉控制装置停止工作。
（2）喷泉的工作方式由花样选择开关和单步、连续开关决定。
（3）当单步、连续开关在单步控制时，喷泉只能按照花样选择开关设置的方式运行一个循环。
（4）花样选择开关用于选择喷泉的喷水花样，现考虑4种喷水花样。
①花样选择开关在位置1时，按下启动按钮后，4号喷头喷水，延迟2s后，
3号喷头喷水，再延迟2s后，2号喷头喷水，又延迟2s后，1号喷头喷
水，18s后停止，如果为单步工作方式，则停下来。如果为连续工作方
式，则继续循环下去。
②花样选择开关在位置2时，按下启动按钮后，1号喷头喷水，延迟2s后，
2号喷头喷水，再延迟2s后，3号喷头喷水，又延迟2s后，4号喷头喷
水。30s后停止，如果为单步工作方式，则停下来。如果为连续工作方
式，则继续循环下去。
③花样选择开关在位置3时，按下启动按钮后，1号、3号喷头同时喷水，
延迟3s后，2号、4号喷头同时喷水，1号、3号喷头停止喷水。如此交
替15s后，4组喷头全喷水，30s后停止，如果为单步工作方式，则停下
来。如果为连续工作方式，则继续循环下去。
④花样选择开关在位置4时，按下启动按钮后，按照1-2-3-4的顺序，以
此间隔2s喷水，然后一起喷水。30s后，按照1-2-3-4的顺序，分别延
迟2s依次停止喷水。再经1s延迟时，按照4-3-2-1的顺序，依次间隔
2s喷水，然后一起喷水。30s后停止。如果为单步工作方式，则停下来。
如果为连续工作方式，则继续循环下去。
３3．设计说明书要求
（1）完整的设计任务书
（2）正确地编程元件的地址分配
（3）画出输入、输出接线图及相关的图纸
（4）设计梯形图控制程序
（5）设计操作控制面板，编制系统的操作说明
（6）编制系统的调试说明及注意事项。
第一章花式喷泉系统设计方案介绍
1.1 控制特点分析
本设计的花式喷泉的特点要求复杂，其特点有：（1）具有选择性有顺序地喷水，而且有定时喷水的特点；（2）有多种花样模式的喷泉效果，即当选择不同的花样模式位置时，其喷头的电磁阀开关按照所在位置开闭；（3）有不同的周期工作方式，即单周期工作方式和连续周期工作方式。
1.2 方案论证
1.2.1 方案比较
根据本设计的花样喷泉控制特点，下面给出几种控制装置的控制比较。
（1）采用控制继电器来控制。
继电器是指当输入量或激励量，满足某些规定的条件是能在一个或多个电器输出电路中产生跃变的一种器件。今天继电器已应用到家庭及工业控制的各个领域，他们比以往的产品具有更高的可靠性。但是，这也是随之带来的一些问题。如绝大多数控制继电器都是长期磨损和疲劳工作条件下进行的，容易损坏。而且继电器的触点容易产生电弧，甚至会熔在一起产生误操作，引起严重的后果。在全负荷运载的情况下，大的继电器将产生大量的热及噪声，同时也消耗了大量的电能。并且继电器控制系统必须是手工接线、安装，如果有简单的改动，也需要花费大量时间及人力和物力去改制、安装和调试。用继电器控制的花式喷泉现在显然不能满足高要求，一旦有一个继电器损坏，那将难以排除其故障。
（2）采用微控制器单片机控制
随着大规模集成电路技术和计算机技术的飞速发展，把计算机的运算器和控制器，存储器和多种接口集成在一块芯片上，称为微处理器，也叫微控制器，在我国习惯上又叫单片机。
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单片机具有集成度高、体积小、功耗低、系列齐全、功能扩展容易、抗干扰能力强等优点。不可否认,单片机开发的器件成本比较低,但是他的开发成本比较高，而且单片机的编程麻烦，工作量大，可读性差，用于花式喷泉这种实时控制不太占优势。要满足花式喷泉这么大而且复杂的工程用一般的单片机控制显然有点麻烦，且可靠性过低。
（3）采用可编程序控制器PLC控制
经过长期的工程实践，PLC是最为广泛应用。在石油、化工、机械、钢铁、交通、电力、轻工、采矿、水利、环保等各领域。PLC控制器是建立在单片机之上的产品。不同厂家的PLC有相同的工作原理，类似的功能和指标，有一定的互换性，质量有保证，编程软件正朝标准化方向迈进，而且编程方法简单易学。PLC可根据按钮、各种开关操作现场输入信号或检测信号控制执行机构完成相应的功能。PLC具有定时控制功能，可为用户提供上千个定时器和计数器，实现具体控制。对于花式喷泉的PLC控制，其可靠性要高很多，而且能把复杂的喷泉系统利用软件编程出来，编程出来的程序就简单易懂多了，也更容易查出故障，维修方便。
1.2.2 方案选择
根据比较，最终选择PLC控制器来控制花式喷泉。这样更经济、耐用和适合时代的大潮流。
（1）花式喷泉PLC控制的必要性
伴随着经济的发展需要，以及环境需要对于自动化控制的需求也在不断的增加，可编程控制器是应用十分广泛的微机控制装置，是自动化控制系统中的关键设备。对于花式喷泉系统操作中可编程控制的使用也是相当的广泛，因为可编程控制器编程方法简单易学，功能强，性能价格比高，硬件配齐全，用户使用放便，使用性强，可靠性高，抗干扰能力强。系统的设计、安装、调试工作量少，维护工作量少，维护方便，体积小，能耗低。所以在使用PLC控制花式喷泉是相当具有优势的，利用自动化达到完美的效果，也可最大限度的优化资源。
1.3 系统I/O分配
根据控制要求给出系统I/O分配表。表3-1
表3-1PLC I/O资源分配表
输入设备输入点输出设备输出点
启动I0.0 1号喷头Q0.1
５
停止I0.5 2号喷头Q0.2
单步I0.6 3号喷头Q0.3
连续I0.7 4号喷头Q0.4
花样选择开关位置1 I0.1
花样选择开关位置2 I0.2
花样选择开关位置3 I0.3
花样选择开关位置4 I0.4
1.4 硬件的选型
1.4.1、PLC硬件的选型
可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专业在工业环境下应用而设计。它利用可编程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，来控制各类型的机械或生产的过程。
(1) PLC的基本工作方式
PLC采用“顺序扫描，不断循环”的工作方式
○1每次扫描过程。集中对输入信号进行采样。集中对输出信号进行刷新。
○2输入刷新过程。当输入端口关闭时,程序在进行执行阶段时,输入端有新状态，新状态不能被读入。只有程序进行下一次扫描时，新状态才被读入。
○3一个扫描周期分为输入采样，程序执行，输出刷新。
○4元件印象寄存器的内容是随着程序的执行变化而变化的。
○5扫描周期的长短由三条决定。CPU执行指令的速度；指令本身占有的时间；指令条数。
○6由于采用集中采样，集中输出的方式。存在输入/输出滞后的现象，即输入/输出响应延迟。
（2）PLC的基本结构
PLC主要由CPU模块、输入模块、输出模块和编程装置组成见图2-4。PLC的特殊功能模块用来完成某些特殊的任务。
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图2-4 PLC控制系统示意图
（3）PLC工作过程
PLC通电后，需要对硬件和软件作一些初始化的工作。为了使PLC的输出及时地响应各种输入信号，初始化后反复不停的分阶段处理各种不同的任务见图2-5，这种周而复始的循环工作模式称为扫描工作模式。
图2-5 扫描过程
（4）PLC的功能
○1.逻辑控制
○2.定时控制
○3.计数控制
○4步进顺序控制
○5.PID控制
○6数据控制PLC具有数据处理能力
○7通信和联网
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○8其它：PLC还有许多特殊功能模块，适用于各种特殊控制的要求，如：定位控制模块，CRT模块。
1.4.2、选择硬件
（1）CPU型号的选择
S7-200不同的CPU模块的性能有较大的差别，在选择CPU模块时，应考虑开关量、模拟量模块的扩展能力，程序存储器与数据存储器的容量，通信接口的个数，本机I/O 点的点数等，当然还要考虑性能价格比，在满足要求的前提下尽量降低硬件成本。
喷泉的控制系统，不仅喷水花样繁多，而且对电磁阀的动作时序要求相当高。传统的继电器逻辑控制，根本无法满足这一要求。为了保证系统的实用性，可靠性，故本次设计选用西门子S7-200CPU266主机增加到40个数字量I/O点。最大扩至24个数字量I/O点或35路模拟I/O点。
1.4.3、I/O模块的选型
选择I/O模块前，应确定哪些信号需要输入给PLC，哪些负载由PLC 驱动。根据PLC 输出量和输入量的点数和性质，可以确定I/O模块的型号和数量每一块的点数可分为4、8、16、32、和64点。依照本设计，选用6ES72162AD230XB8CPU226, DC PS, 24DE DC/16DA DC-CN2331.84型满足本设计需要。
1.4.4、PLC选择时要注意的问题
西门子S7-200 CPU226型有24个输入，16个输出。如果喷头的数量超过此数量将要对其进行扩展。但设计要求中喷头数量为4个，故电磁阀也为4个，所以本次设计CPU I/O基本合适，按接通的点数不能超过该模块点数的60%的原则，则不需要扩展。
1.4.5、I/O设备与PLC连接时应该注意的问题
在PLC控制系统中，PLC是主要控制设备，它与控制对象中各输入信号如按钮，继电器触点和输出设备继电器、接触器、电磁阀的连接问题。
现场的输入信号如开关按钮、拨动开关、限位开关和其他一些检测原件输出的开关量和模拟量，通过连接电路进入PLC。对于开关触点，当强电电路触点时，有些要求48V、50mA左右或110V、15—20mA左右才能可靠接通，而输出模块的输入电源电压一般不高，额定电流也是毫安级，要求注意模拟量输入信号的数值范围应与PLC的模拟量输入口数值相匹配。
1.4.6、外围硬件的选型
（1）喷头选择
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中心直上喷头是在同一个配水箱上安装许多万向直流喷嘴，当这些喷嘴规格相同时，喷出的水姿雄壮笔直。故选择该类喷头。
喷头型号品名
规格
(毫米)
流量
(米3/时)
工作压力
(米水柱)
喷高
(米)
覆盖直径
(米)
喷头高度
(毫米)
ZH-306 中心式φ25 3.68 40 5.4 15.41 70
（2）电磁阀选择
水下专用电磁阀是自动控制系统中常见的开关元件、为音乐喷泉的核心控制设备，特别适用于跑泉的水路控制。
主要技术参数
原理结构：直动膜片型、先导膜片型
控制方式：常闭式
流体范围：水
使用寿命：≥25万次
流体温度：C1组：-5℃~+50℃
接口形式：螺纹式、法兰式
阀体材质：黄铜、304不锈钢
标准电压：AC220V、DC24V
电气连接：浇封预埋式防水电缆线
防护等级：国际标准IP68
在这里要注意一点问题，PLC一般的输出电压为24V，假如电磁阀的功率较大的话驱动器就要使用中间驱动环节。但是在本设计中选择的水下电磁阀适合PLC的输出电压故不需中间驱动环节继电器。
水下专用电磁阀是利用介质压力差工作的直动式电磁阀门，它采用膜片结构，具有启闭迅速、性能稳定、使用方便、可靠性高、寿命长等特点；该阀坑污能力极强，可在江、河、湖、海及各种人工水域中长期使用，基高超的性能处于国内领先水平。
（3）水泵的选择
型号IS50-32-125 流量12.50 米3/h
电机功率 2.2 千瓦
（4）控制柜选择
是专为跳泉设计的控制器，该控制器可外接6台步进电机驱动器，通过控制器可以
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将水流切割成一段段的赋有生命力的水段，水段的长短及出水的速度可以任意变化，在控制器的控制下任意跳跃。通过多组喷头喷出，可以形成一个活泼的水段跳跃群，创造出一个童话般的境界。该控制器操作简单，通过控制器面板可以轻松地修改程序。1.5系统外部接线图
图2-6系统外部接线图
1.6控制流程
根据系统要求，给出系统工作流程图，如图2-2。
开始
PLC初始化
喷第一个花式
喷第二个花式
喷第三个花式
停止按钮非
喷第四个花式
停止按钮
结束
图2-2 系统工作流程图
工艺流程简介
按下启动，PLC驱动电机水泵运转，开始自动循环。按下停止，水泵停止工作，所有的电磁阀关断。
喷水电磁阀共分四组，每一组都由4个电磁阀组成。通过改变不同时段内这十六个喷水阀的状态，来组合成变化复杂多样的花形。
第二章系统软件设计
2.1 花样选择开关位置
（1）花样选择开关在位置1
（2）花样选择开关在位置2时
（3）花样选择开关在位置3时
（4）花样选择开关在位置4时
根据系统控制要求和I/O分配，编写梯形图如图。见附录
第三章系统程序调试
3.1、根据所设计的花式喷泉的梯形图，采用PLC的S7_200的仿真软件进行仿真。
（1）首先把仿真软件的CPU更改为CPU226如图4-1。
（a）(b)
图4-1
（2）导入梯形图程序。可按工具菜单按钮。
（3）运行。可按工具菜单按钮。
（4）进行调试。
3.1.1、花样选择开关在位置1时
选择开关在位置1时，按下启动按钮I0.0，首先是4号喷头先喷水，即输出点QO.4得电发亮如图4-2 a；观察仿真界面可知道每隔2s就会有一个输出点亮，也就是各喷头按顺序喷水，如此到最后四个喷头都喷水如图4-2 b。
根据对已编写的梯形图程序进行仿真，并观察了仿真的各个步骤与系统要求相符合，调试成功。
(a) (b)
图4-2
3.1.2 花样选择开关在位置2时
选择开关在位置2时，按下启动按钮I0.0，首先是1号喷头先喷水，即输出点QO.1得电发亮如图4-3 a；观察仿真界面可知道每隔2s就会有一个输出点亮，也就是各喷头按顺序喷水，如此到最后四个喷头都喷水如图4-3 b。
(a) (b)
图4-3
3.1.3 花样选择开关在位置3时
选择开关在位置3时，按下启动按钮I0.0，首先是1号、3号喷头先喷水，即输出点QO.1和Q0.3得电发亮如图4-4 a；观察仿真界面可知道3s后输出点Q0.2、QO.4发亮如图4-4 b，也就是2号、4号喷头喷水，同时原来亮的Q0.1、Q0.3又熄灭，过15s
后，1、2、3、4号喷头全部喷水。
(a) (b)
图4-4
3.1.4 花样选择开关在位置4时
选择开关在位置4时，按下启动按钮I0.0，首先是1号、2号、3号、4号分别是Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4得电喷头按顺序分别延时2s得电，30s后又重复1-2-3-4的顺序，同样分别延时2s，依次喷完后再过1s改成按照4-3-2-1的顺序依次得电发亮，最后Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4同时得电发亮30s之后全部熄灭。
…..
图4-5
总结
本次设计通过运用可编程序控制器来实现了花式喷泉的多种喷泉方式及效果。此设计的重点是用PLC控制器控制电磁阀来实现喷水，当然设计的程序部分是关键中的关键。所以，我们主要是为大家提供一种设计的方法，来进一步了解可编程序控制器的强大能力。随着社会的长期进步可编程序控制器在不断的进步之中，越来越贴近人们的各种生活。
在这次的设计里长期的搜集资料，不断的整合，思考终于达到了设计的要求，并且取得了设计要求中的结果。
最后希望本设计能够真正的为大家提供一些思路，遗留的一些不完美问题还望大家修改并且创新！
参考文献
[1] 廖常初. 《PLC编程及应用》.北京：机械工业出版社.廖常初主编.2007年9月第二版第八次印刷.
[2] 廖常初. 《S7-300/S7-400PLC应用技术》.北京：机械工业出版社.廖常初主编.2007年9月第一版第六次印刷.
[3] 路林吉,王坚,江龙康.《可变控制器原理及应用》.北京：清华大学出版社.2003年2 月第二次印刷.
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[5]《可编程控制器教程（基础篇）（实训篇）》.胡学林主编.电子工业出版社2005.
[6]《园林工程》.韩玉林主编，重庆大学出版社.2006.9.第一版.
[7]《环境艺术设计》.魏栋.建筑工业出版社.2006.9.第一版.
[8]《SIMATIC S7-200可编程序控制器CPU22X系统手册》. 西门子（中国）有限公司.
[9] 上海锦坤电气技术有限公司.
[10] 中国工控网https://www.doczj.com/doc/b511015238.html,.
附录
系统程序梯形图
- 学院：电子与信息工程学院 专业：电气工程及其自动化 课程名称：花式喷泉的PLC控制设计 指导教师：刘芳梅 学生学号：华进049 段石磊096 付成028
1喷泉介绍 常见的几种花样喷泉 随着时代的发展，科技水平的提高，城市的喷泉设备已经十分先进，各种音乐喷泉、程控喷泉、激光喷泉已经层出不穷，变化多端。规模可大可小，射程可高可低，喷出的水，大者如珠，细者如雾，变化万千，引人入胜。喷泉，使静水变为动水，使水也有了灵魂，又辅之以各种灯光效果，使水体具有丰富多彩的形态，可以缓冲、软化城市中“凝固的建筑物”和硬质的地面，以增加城市环境的生机，有益与身心健康并能满足视觉艺术的需要。大型城市广场中的人工动态喷泉，也多来自自然的种种水态，如瀑布、水帘、溢流、溪流、壁泉等，随着科学技术的发展进步，各种喷泉真是花样翻新、层出不穷，几乎达到了人们随心所欲创造各种晶莹剔透、绚丽多姿动态水景的程度。喷泉在当今时代，已经形成了一道独特的人文景观。下面是一些我们日常生活中常见的喷泉： 音乐喷泉是音乐和喷泉的结合，音乐是喷泉的主题，喷泉是音乐内涵的表达，如图1-1 图1-1音乐喷泉 程控喷泉是按照预先编辑的程序定时变换喷水造型，如图1-2。 图1-2程控喷泉 跑动喷泉是按照时序控制喷水，构成各种跑动、跳动、波动等形态，变化多端，如图1-3 图1-3跑动喷泉
可是用单片机通过可控硅作为功率开头元件实现花样喷泉时存在下面的缺点： 1、需要较多的保护电路；2、程序的增减不灵活；3、抗干扰能力差； 4、功率因数低。 而采用PLC能有效的解决这些问题，同时PLC具有较强的自诊断功能，能迅速方便检查出故障，缩短检修时间，确保控制系统的可靠性，稳定性。 花样喷泉的动作状态 1.按下启动按钮，喷泉开始工作；按下停止按钮，喷泉停止工作； 2.喷泉的工作方式由花样选择开关和单步/连续开关决定； 3.当单步/连续开关在单步位置时，喷泉只能按照花样选择开关设定的方式，运行一个循环； 4.花样选择开关用于选择喷泉的喷水花样，考虑以下4种喷水花样： 花样选择开关在位置1时，按下启动按钮后，4号喷头喷水，延时2s后，3号喷头喷水，在延时2s后，2号喷头喷水，又延时2s后，1号喷头喷水。18s后，如果为单步工作方式，则停下来；如果为连续工作方式，则继续循环下去。 花样选择开关在位置2时，按下启动按钮后，1号喷头喷水，延时2s后，2号喷头喷水，在延时2s后，3号喷头喷水，又延时2s后，4号喷头喷水。30s后，如果为单步工作方式，则停下来；如果为连续工作方式，则继续循环下去。 花样选择开关在位置3时，按下启动按钮后，1号、3号喷头喷水，延时3s后，2号、4号喷头喷水，同时1号、3号喷头停止喷水。如此交替运行15s后，4组喷头全部喷水，30s后，如果为单步工作方式，则停下来；如果连续工作方式，则继续循环下去。 花样选择开关在位置4时，按下启动按钮后，按照1->2->3->4的顺序，依次间隔2s喷水，然后一起喷水。30s后，按照 1->2->3->4的顺序，依次间隔2s停止喷水。在经1s延时，按照4->3->2->1的顺序，依次间隔2s 喷水，然后一起喷水，30s后停止。如果为单步工作方式，则停下来；如果为连续工作方式，则继续循环下去。 2 PLC的研究现状 PLC的应用领域 目前PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类: 1、开关量的逻辑控制 这是PLC最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。 2、模拟量控制 在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都
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 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 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
设计题目1: 花样喷泉控制设计 1.任务描述： 在游人和居民经常光顾的场所，如公园、广场、旅游景点及一些知名建筑前，经常会修建一些喷泉供人们休闲、观赏。这些喷泉按一定的规律改变喷水式样，如果再与五颜六色的灯光相配合，在和谐优雅的音乐中，更使人心旷神怡，流连忘返。 某广场的花式喷泉示意图如下图所示。 电源 单步/连续 停止启动 花样选择开关 在上图中，4号为中间喷头，3号为内环状喷头，2号为外环形状喷头，1号为外环形状喷头。 2.控制要求说明： 一、按下启动按钮，喷泉控制装置开始工作；按下停止按钮，喷泉控制装置停止工作。 二、喷泉的工作方式由花样选择开关和单步/连续开关决定。 三、当单步/连续开关在单步位置时，喷泉只能按照花样选择开关设定的方式，运行一个循环。 四、花样选择开关用于选择喷泉的喷水花样，现考虑四种喷水花样。 1 花样选择开关在位置1时，按下启动按钮后，4号喷头喷水，延时2s 后，3号喷头喷水，再延时2s 后，2号喷头喷水，又延时2s 后，1号喷头喷水。18s 后，如果为单步工作方式，则停止下来。如果为连续工作方式，则继
续循环下去。 2 花样选择开关在位置2时，按下启动按钮后，1号喷头喷水，延时2s后，2号喷头喷水，再延时2s后，3号喷头喷水，又延时2s后，4号喷头喷水。30s后，如果为单步工作方式，则停止下来。如果为连续工作方式，则继续循环下去。 3花样选择开关在位置3时，按下启动按钮后，1、3号喷头同时喷水，延时3s后，2、4号喷头喷水，1、3号停止喷水。如此交替运行15s后，4组喷头全喷水，30s后，如果为单步工作方式，则停止下来。如果为连续工作方式，则继续循环下去。 4花样选择开关在位置4时，按下启动按钮后，按照1→2→3→4的顺序，依次间隔2s喷水，然后一起喷水。30s后，按照1→2→3→4顺序，分别延时2s，依次停止喷水。再经1s延时，按照4→3→2→1的顺序，依次间隔2s喷水，然后一起喷水。30s后停止。如果为单步工作方式，则停止下来。如果为连续工作方式，则继续循环下去。
毕业设计（论文）开题报告题目大型花样喷泉控制系统设计 学院电气与信息工程 学院专业自动化 班级0924122 学号学生姓名指导教师开题日期2016年4月5日
《大型花样喷泉控制系统设计》开题报告 一、选题的背景与意义： （一）课题研究来源 喷泉是由人工构筑的整形或天然泉池中，以喷射优美的水姿，供人们观赏的水景。喷泉是园林中重要的组成部分。现代园林中，除了植物景观外，喷泉也是重要的景观，它既是一种水景艺术，体现了动、静结合，形成明朗活泼的气氛，给人以美的享受；同时，喷泉还可以增加空气中的负离子含量，起到净化空气、增加空气湿度、降低环境温度等作用，喷泉在大型娱乐场所深受人们喜爱，在日常的活动中占着至关重要的位置，同时，大型花样喷泉系统设计也是一个十分重要的研究方向。 （二）课题研究的目的 该系统设计是基于PLC技术的设计，同时加以现代计算机技术的运用，构建的花样喷泉系统，具有系统配置合理,可靠性高,控制精度高和系统成本低等优点,喷泉喷头是完成喷泉艺术造型的主要工作部件，它的作用是把具有一定压力的水，经过造型的喷头，形成绚丽的水花，喷射在水面的上空。各种不同的喷头组合配置，更能创造出千姿百态的水景景观，令人兴奋、激动，产生奇妙的艺术效果。喷泉喷头的种类很多，按照结构形式不同，可分为直射、旋转、水膜、吸力、雾化等多种类型；按照所喷水流的花形可分为蒲公英、喇叭花、牵牛花、冰塔、开屏以及喷雾喷头等多种类型。 （三）课题研究的意义 喷泉原是一种自然景观，是承压水的地面露头。园林中的喷泉，一般是为了造景的需要，人工建造的具有装饰性的喷水装置。喷泉可以湿润周围空气，减少尘埃，降低气温。喷泉的细小水珠同空气分子撞击，能产生大量的负氧离子。因此，喷泉有益于改善城市面貌和增进居民身心健康。随着光、电、声及自动控制装置在喷泉上的应用，音乐喷泉、间歇喷泉、激光喷泉等形成的出现，更加丰富了喷泉的内容，更加丰富了人们在视觉、听觉上的双重感受。这不仅给人们的生活带来可多姿多彩，还是人们的生活环境有了极大的提高，满足了人们的视觉享受。
电气控制课程设计 评语： 考勤10分守纪10分过程40分设计报告30分答辩10分总成绩（100分） 专业：自动化 班级：动201301 姓名：梁昱 学号：201309243 指导教师：王庆贤 兰州交通大学自动化与电气工程学院 2016年7月 8日
基于PLC的花式喷水池控制 1.概述 在许多休闲广场、景区或游乐场里，经常看到喷水池按一定的规律喷水或变化式样，若在夜晚配上各种彩色的灯光显示，更加迷人。如图所示为一花式喷水池，采用PlC控制是比较方便的，在花式喷水时序确定的前提下，可以通过改变时序或者改变控制卉关，就可改变控制方式，达到显现各种复合状态的要求。 图1喷水池示意图 在图1中，有4组喷头组，每组有5个喷头，4为中间喷水组，3为内环状喷头组，2为一次外环形状喷头组，1为外环形状喷头组。 2.设计任务和要求 （1）按下启动按钮，喷水装置即开始工作。按下停止按钮，则停止喷水。工作方式由选择开关和单步/连续开关来决定。 （2）“单步/连续”开关在单步位置时，喷水池只运行一次循环；在连续位置时，喷水池运行一直继续下去。 （3）方式选择开关用来选择喷水池的喷水花样，1-4号喷头组的工作方式选择如下： ①选择开关在位置“1”时。按下启动按钮后，4号喷水，延时2s后，3号也喷水，延时2s后，2号接着喷水，再延时2s，1号喷水，一起喷水15s后停下。若在连续状态时，将继续循环下去。 ②选择开关在位置“2”时。按下启动按钮后，1号喷水，延时2s后，2号喷
水，延时2s后，3号接着喷水，再延时2s，4号喷水，一起喷水30s后再停下。若在连续状态时，将继续循环下去。 ③选择开关在位置“3”时。按下启动按钮后，1、3号同时喷水，延时3s后， 2、4号喷水，1、3号停止喷水；交替运行5次后，1-4号全喷水，30s后停止。若在连续状态时，将继续循环下去。 ④选择开关在位置“4”时。按下启动按钮后，喷水池1-4号水管的工作顺序为：1—2—3—4接顺序延时2s喷水，然后一起喷水30s，1、2、3和4号分别延时2s停水，再延时1s，由4—3—2—1反向顺序按2s顺序喷水，一起喷水30s后停止。 （4）不论在什么工作方式下，按下停止按钮，喷水池将停止运行。 3.设计步骤 3.1硬件配置图 硬件配置图,如图2所示 图2硬件配置图 3.2分配I/O地址表 编程元件地址分配表如表1所示。 表1I/O地址分配表 输入信号输出信号 序号输入设备名称输入端口地址序号输出设备名称输出端口地址 1 启动按钮I0.0 1 1号喷水管Q4.0 2 停止按钮I0.1 2 2号喷水管Q4.1 3 单步开关I0.2 3 3号喷水管Q4.2 4 连续开关I0.3 4 4号喷水管Q4.3 5 选择开关1 I0.4 6 选择开关2 I0.5 7 选择开关3 I0.6 8 选择开关4 I0.7
《机床电气控制与PLC》 实训报告 题目：喷泉控制系统程序设计（三） 组号：第九组 班级学号： 1202022037 学生姓名：丁振东 指导教师：张慧玲 成绩： 沈阳工学院
目录 课程设计的任务 (2) 1.设计题目 (2) 2.设计内容 (2) 3 . 设计要求 (2) 4 . 进度安排 (2) 摘要 (3) 一、总体设计 (4) 1.P L C的选型 (4) 2.P L C端子分配 (5) 二、P L C程序的设计 (8) 1.设计思想 (8) 2.L P C顺序功能图设计 (8) 3.P L C梯形图设计 (10) 4.P L C指令表 (14) 三、总结 (16) 四、参考文献 (17)
课程设计的任务 1．设计题目：喷泉控制系统程序设计（三） 2．设计内容： 1）喷泉控制要求为“A、B、D同时旋转并喷水12秒—B、D、C同时摆动并喷14秒—A、D、E同时旋转并喷10秒—A、C、D同时摆动并喷7秒--2秒后再循环” 2）每个喷头工作时，都连带红、绿、黄、蓝四个彩灯间隔0.1s循环发光。 3）喷泉可以实现连续操作方式。 4）当选择连续时，要求循环20次后终止循环，发出声光间断报警，按停止按钮终止报警。 3．设计要求： 1）设计端子分配图和顺序功能图 2）设计并调试PLC控制梯形图 3）撰写实训报告 4．进度安排： 1）理解题目要求，查阅资料，确定设计方案1天 2）PLC控制设计与调试 2.5天 3）实训报告撰写1天 4）答辩0.5天
摘要 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, 具有美化环境的功能，常常博得观赏者的喜爱。喷泉水景首次在我国兴建是18世纪中期，北京圆明园(又名长春园)中的“西洋楼”建筑提升到高处的蓄水池里，然后通过管道供给喷泉。近代，国内外随着城市和工业的发展，改善城市环境，兴建自然景观日益增多。因而水景的艺术形式和规模都有很大发展。 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。 本设计以西门子S7-200系列的PLC为核心控制系统，设计了一个能变换四种式样的喷泉，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。本次喷泉设计用SFC方法编程，可以使设计思路清晰，编程简便，若需要改变喷水花样和喷水时间，设计方案不必作很大调整，只要把控制程序作相应的修改，不必该变硬件接线图或只需微小改动即可，方便简单。
安徽机电职业技术学院 基于PLC控制的花样喷泉 毕业生姓名： 指导教师、职称： 学号： 专业名称：生产过程自动化技术
目录 目录 (1) 引言.......................................................................................... 错误！未定义书签。 一. PLC 概述............................................................................. 错误！未定义书签。 1.1 PLC 的产生................................................................... 错误！未定义书签。 1.2 PLC 的结构................................................................... 错误！未定义书签。 1.3 PLC 的应用领域............................................................ 错误！未定义书签。 1.3.1 开关量的逻辑控制............................................... 错误！未定义书签。 1.3.2 模拟量控制 (3) 1.3.3 运动控制............................................................. 错误！未定义书签。 1.3.4 过程控制 (4) 1.3.5 数据处理............................................................. 错误！未定义书签。 1.3.6 通信及联网 (5) 1.4 PLC 的应用特点 (5) 1.4.1 可靠性高 (5) 二、概述及设计目的 (7) 2.1 概述 (7) 2.2 设计目的 (7) 2.3 研究思路和方法 (8) 三、花样喷泉系统的设计 (9) 3.1 PLC 型号的选择 (9) 3.1.1 合理的结构型式 (9) 3.1.2 安装方式的选择 (9) 3.1.3 相应的功能要求 (10) 3.1.4 响应速度要求 (10) 3.1.5 系统可靠性的要求 (10) 3.1.6 机型尽量统一 (11) 四、PLC 的工作原理 (12) 4.1 扫描技术 (12) 4.2 输入采样阶段 (12) 4.3 用户程序执行阶段 (12) 4.4 输出刷新阶段 (13) 五、花样喷泉I/O 分配表及程序设计 (14) 5.1 I/O 分配表 (14) 5.2 程序初始化 (15)
花样喷泉控制完善
湖北理工学院 电气与电子信息工程学院 PLC课程设计报告 设计课题：PLC花样喷泉控制设计 姓名：沈玉堃 专业：电气工程及其自动化 班级： 2012级专升本班 学号： 201220210137 起止时间：2013年6月3日至2013年6月24日指导教师：高海洲 完成时间：2013年6月 24日
基于PLC控制的花样喷泉 摘要 本文简要介绍了花式喷泉PLC控制器对现代喷泉的控制和控制要求。详细介绍了利用PLC控制喷泉使它产生各式的花样，并且着重介绍在系统的硬件组成以及软件的实现，通过PLC控制电磁阀开关来决定喷水的效果。实际应用效果良好。 现代PLC广泛的应用于几乎所有的行业中，根据实际要求利用PLC而不是之前的继电器控制，完成系统控制。本设计讲述的是如何利用PLC控制喷泉喷水方式，产生各样的喷水效果，供人们休闲、观赏。 关键词：PLC；喷泉；控制系统
目录 前言 (1) 第一章方案设计 (2) 1.1采用PLC控制花样喷泉的优点 (2) 1.1.1 plc可编程器的特点 (2) 1.1.2花式喷泉PLC控制的必要性 (2) 1.2 PLC的选型 (2) 1.3控制要求及花样喷泉设计 (2) 1.3.1花样喷泉控制要求 (2) 1.3.2花样喷泉示意图设计 (3) 1.4花样介绍 (3) 第二章系统功能及原理 (5) 2.1系统整体框图 (5) 2.2 I/O分配表 (5) 2.3 PLC外部接线图 (6) 第三章程序设计及调试 (7) 3.1编程方法 (7) 3.2程序流程 (7) 3.3程序设计及难点分析 (8) 3.1.1初始化 (8) 3.1.2模式选择 (8) 3.1.3花样1 (8) 3.4 设计小结 (9) 致谢 (10) 参考文献 (10) 附录1 (11)
小型音乐喷泉自动控制系统 摘要：鉴于目前中、大型音乐喷泉投入大，许多小型企事业单位一是没有这么大场地，二是没有这么多资金投入，使音乐喷泉的应用得到了限制，而我见许多单位为了美化环境都设臵了喷泉，但其控制十分单调，缺乏观赏性。为了改变这个现状，我就利用我从事的技术工作的经验，将现代新技术应用到这一块来。这就是我研究这个题目的初衷。它适用于中小型企事业单位甚至家庭，具有可观的实用价值。 关键词：音乐喷泉变频调速 PLC 自动控制触摸屏 前言： 自2008年到邯郸大学后，系统学习电气自动化知识对音乐喷泉操作进行了理论学习和考察。学习电工专业课程《数字逻辑电路》、《PLC》、《电力拖动》之外，还自己学习电子方面的课程，如《音响》等，通过对市民乐园音乐喷泉系统的熟悉，发现该系统虽然效果好，功能多，宏伟壮观，但一次性投入实在太大，该系统单设计费用就花了200万人民币，更不用说总投入了，它不是一般单位和个人可以承受得了的。而许多中小型企业大部分都为了美化环境而建了喷泉系统，但其控制单一，缺乏变化，令观赏性大打折扣。所以，我就一直想设计一套一次性投入不大，但观赏性相对较强、可靠性又高的价廉物美的、适用于中小型企事业单位的小型音乐喷泉自动控制系统。通过几年的理论学习，我认为自己具备了这个实力，于是决定开发这个项目。 正文 1、方案设想 对于小型企事业单位或家庭而言，要建立一个音乐喷泉系统，我认为一次性投入不能太大，与大型音乐喷泉系统相比，规模应大大缩小，功能也没有必要那么完备。除具备随音乐变化外，再加上几种变化就可以满足需求。就比原来仅仅单一手动调节水柱变化要强许多。尤其对已有喷泉的单位，则投入将更小。只需投入变频器一台或两台、PLC一台、触摸屏一个、DVD一台即可。总投入应在2万元以内（如果原喷泉功率不是十分大的话），是任何一个单位或富裕家庭都能承受的水平。 我的设想是利用音乐的高低通过PLC控制变频器的输出频率，从而改变电动机转速，从而去改变水泵水柱的高低，利用变频器的多段速控制，不需要另外增加通讯模块，可降低成本，同时也具备15种转速变化之多，基本可以反映出音乐强弱变化的全貌。另
课程名称：自动控制课程设计 设计题目：花式喷泉的单片机控制院系： 专业： 年级： 姓名： 指导教师： 西南交通大学峨眉校区 2010年7 月22 日
课程设计任务书 专业姓名学号 开题日期：2010年7 月14 日完成日期：2010年7 月22日 题目花式喷泉的单片机控制 一、设计的目的 进一步掌握单片机控制系统的软件、硬件设计方法和步骤，提高思 维逻辑判断能力，训练自我综合运用已学课程的基本知识，独立进行单片机应用技术和开发工作，掌握单片机程序设计、调试和应用电路设计、分析及调试检测。 二、设计的内容及要求 本课程设计以8051单片机为基础，通过控制程序，实现可选择、可输入的多种方式的单步、连续自动运行，以实现自动控制的目的。 三、指导教师评语 四、成绩 指导教师(签章) 年月日
基于MCS－51单片机的花式喷泉控制 摘要：本设计是一种基于单片机的花式喷泉控制方案，通过单片机实现对喷泉喷水样式的的控制。本方案以单片机作为主控核心，通过编写合理的控制程序实现对多个电磁阀不同方案的顺序控制，从而达到控制喷水阀开关的目的，以此来控制不同喷泉样式的形成。本系统具有体积小、硬件少、电路结构简单及容易操作和阅读等优点，通过更改控制程序，还可形成更多的喷泉样式。该控制器实际应用效果较好，运行模式多。与其他喷泉控制相比，具有体积小、价格低、低能耗等优点。在能源比较匮乏的今天，这种控制装置具有重大的现实意义和深远的历史意义，它不仅能够改善人们的生活质量，还能为节约能源作出重大的贡献。 关键字：花式喷泉控制程序电磁阀低能耗单片机
目录 摘要--------------------------------------------------1 第一章绪论--------------------------------------------------------1 ●国内外研究状况及选题的意义----------------------------------1 ●单片机的简介 -----------------------------------------------2 ?单片机发展概述----------------------------------------------------------------2 ?单片机的应用领域-------------------------------------------------------------3 ?MCS-51系列单片机简介-----------------------------------------------------4 第二章喷泉控制设计任务及要求--------------------------------------7 ●概述--------------------------------------------------------7 ●设计任务及要求：------------------------------------------------------------------8第三章喷泉控制硬件设计--------------------------------------------8 ●输入输出管理------------------------------------------------8 ●硬件接线图--------------------------------------------------8 ●喷泉控制系统的控制流程图------------------------------------8 ●操作指示----------------------------------------------------9 第四章喷泉控制程序设计--------------------------------------------10 ●主程序---------------------------------------------------------------------------------11 ●方式1子程序------------------------------------------------------------------------12 ●方式2子程序------------------------------------------------------------------------12 ●方式3子程序------------------------------------------------------------------------13 ●方式4子程序------------------------------------------------------------------------13 ●延时1S程序-------------------------------------------------------------------------14 ●延时2S程序-------------------------------------------------------------------------14 第五章调试与模拟------------------------------------------------- 15 ●编译结果--------------------------------------------------- 15 ●仿真截图--------------------------------------------------- 19 第六章参考文献--------------------------------------------------- 20
音乐喷泉控制系统简介 1. 系统简介 音乐喷泉控制系统是综合当今国际上先进科技成果，集音乐控制、程序控制、人工智能控制技术于一体的工业现场控制系统。其上位机是多媒体工业PC机或电脑音乐喷泉主控器，它能实现全程实时音控，自行识别乐曲旋律、节奏、乐感和音频强弱度。该系统使音乐喷泉在电脑指挥下，跟随音乐旋律不断变换水型，并与音乐同步。 2. 系统性能指标 ⑴系统多媒体软件包括曲目管理，乐曲编配以及多媒体演播。 ⑵开放式结构，乐曲编配技巧对用户开放，有方便的交互式操作控制界面，客户可自行选定播放乐曲。 ⑶音乐喷泉的计算机动态仿真与实时监控系统。 ⑷同一系统有多种工作运行方式：手动控制、程序控制、音乐控制、无人操作自动定时控制。 ⑸采用数码式音乐信号处理技术，将音乐信号进行频谱分析和延时处理，使喷泉和音乐同步，节奏同步，同步精度达到0.1秒。 ⑹水泵的控制方式有变频器调速、多级并联、PWM数码控制及开关量控制。 ⑺由于采用了RS485总线数字通信技术，使系统控制水泵、阀门及彩灯的点数可无限扩展，抗干扰性强，精度高。 ⑻乐曲可以由传统的CD、VCD、DVD机播放或多媒体电脑提供，现一般多用多媒体电脑。 ⑼阀门控制回路中全部采用故障自动恢复系统。 3. 系统应用范围 系统可应用于大型广场音乐喷泉、湖中喷泉、室内舞台表演喷泉、宾馆景观喷泉、公园游乐喷泉、园林景观喷泉、名人主题公园喷泉、企业形象喷泉、住宅小区喷泉等。 4. 系统配套方式 客户可以根据需要，选择下列任意一种系统： ⑴程控喷泉控制系统：它是采用已预先编辑好的程序，定时循环固定或随机变化各种水形组合，若加上彩色灯光，便成为“彩色程控喷泉”。 ⑵跑泉控制系统：跑泉是在电脑音乐喷泉主控器指挥下，由电磁阀依次顺序开闭来控制一长列喷嘴而产生出动态水形。跑泉控制器可变化几十种花型，并可改变其速度，最快响应速度为20毫秒。 ⑶电脑音乐喷泉控制系统：它是由一台电脑音乐喷泉主控器，下挂若干台电脑喷泉控制器，以及多条电脑跑泉控制器，组成的一个集成控制系统。 ⑷计算机管理音乐喷泉控制系统：它是由一台多媒体工业PC机作为上位机，若干台电脑喷泉控制器和电脑跑泉控制器作为下位机，组成的一个集成控制系统。 简介：介绍了计算机在音乐喷泉水泵的供电、调速、摇摆喷头的定位、多媒体音乐喷泉的控制及计算机辅助配乐、人工智能实时控制等在音乐喷泉技术方面的应用。 关键字：音乐喷泉喷泉工程电控设计
目录 1、课程设计背景 ..................................................... 2、课程设计目的 ..................................................... 3、课程设计题目及要求 ............................................... 3.1、题目：花式喷泉的PLC控制.................................... 3.2、控制要求.................................................... 4、课程设计的主要内容 ............................................... 4.1、计算输入输出点，编写I/O对应表及内部元件使用表.............. 5、课程设计外部接线图 ............................................... 6、控制电机的接线图 ................................................. 7、顺序动作连接图 ................................................... 8、梯形图 ........................................................... 9、设计总结 ......................................................... 参考文献 .. (4) 1、课程设计背景 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。 2、课程设计目的 通过课程设计使学生掌握可编程序控制器（PLC）的基本工作原理、指令 系统、硬件连接，使学生掌握使用可编程序控制器的基本方法，锻炼学生的 对PLC的编程能力，用可编程序控制器解决电气控制问题的能力。 3、课程设计题目及要求 3.1、题目：花式喷泉的PLC控制
“机电传动控制”课程设计任务书 第十三组 1.设计题目：喷泉控制系统程序设计（一） 2.设计内容： 1）喷泉控制要求为“A、D同时喷6秒，并左右摆动——A、C同时喷7秒并旋转——B、D同时喷10秒并旋转——A、C、B同时喷5秒并摆动—— 2秒后再循环” 2）每个喷头工作时，都连带红、绿、黄、蓝四个彩灯间隔0.1秒循环发光。 3）喷泉可以实现单周期、连续两种操作方式。 4）当选择连续时，要求循环20次后终止循环，发出声光间断报警，按停止按钮终止报警。 3.设计要求： 1）画出端子分配图和顺序功能图 2）设计并调试控制梯形图 3）设计说明书 4.进度安排： 1）理解题目要求，查阅资料，确定设计方案 1天 2）顺序功能图与梯形图设计 2天 3）说明书撰写 1天 4）答辩 1天 指导教师：
目录 1.前言 (3) 第一部分 1概述 (5) 2.设计任务书 (7) 第二部分 1.总体设计 (8) 第三部分 1设计思想 (11) 第四部分 1课程设计总结 (20) 前言 自动控制技术的研究有利于将人类从复杂、危险、繁琐的劳动环境中解放出来并大大提高控制效率。自动控制是工程科学的一个分支。它涉及利用
反馈原理的对动态系统的自动影响，以使得输出值接近我们想要的值。从方法的角度看，它以数学的系统理论为基础。我们今天称作自动控制的是二十世纪中叶产生的控制论的一个分支。 1、 40年代60年代初： 需求动力：市场竞争,资源利用,减轻劳动强度,提高产品质量,适应批量生产需要。主要特点：此阶段主要为单机自动化阶段,主要特点是:各种单机自动化加工设备出现,并不断扩大应用和向纵深方向发展。典型成果和产品：硬件数控系统的数控机床。 2、60年代中70年代初期： 需求动力：市场竞争加剧,要求产品更新快,产品质量高,并适应大中批量生产需要和减轻劳动强度。主要特点：此阶段主要以自动生产线为标志,其主要特点是:在单机自动化的基础上,各种组合机床、组合生产线出现,同时软件数控系统出现并用于机床、等软件开始用于实际工程的设计和制造中,此阶段硬件加工设备适合于大中批量的生产和加工。典型成果和产品：用于钻、镗、铣等加工的自动生产线。 3、70年代中期至今：需求动力：市场环境的变化,使多品种、中小批量生产中普遍性问题愈发严重,要求自动化技术向其广度和深度发展,使其各相关技术高度综合,发挥整体最佳效能。主要特点：自70年代初期美国学者首次提出概念至今,自动化领域已发生了巨大变化,其主要特点是已作为一种哲理、一种方法逐步为人们所接受也是一种实现集成的相应技术,把分散独立的单元自动化技术集成为一个优化的整体。所谓哲理,就是企业应根据需求来分析并克服现存的“瓶颈”,从而实现不断提高实力、竞争力的思想策略;而作为实现集成的相应技术,一般认为是:数据获取、分配、共享;网络和通信;车间层设备控制器;计算机硬、软件的规范、标准等。同时,并行工程作为一种经营哲理和工作模式自80 年代末期开始应用和活跃于自动化技术领域,并将进一步促进单元自动化技术的集成。典型成果和产品：工厂,柔性制造系统 ()。随着现代应用数学新成果的推出和电子计算机的应用，为适应自动控制。宇航技术的发展，自动控制理论跨入了一个新阶段——现代控制理论。主要研究具有高性能，高精度的多变量变参数的最优控制问题，主要采用的方法是以状态为基础的状态空间法。目前，自动控制理论还在继续发展，正向以控制论，信息论，仿生学为基础的智能控制理论深入。 为了实现各种复杂的控制任务，首先要将被控制对象和控制装置按照一定的方式连接起来，组成一个有机的总体，这就是自动控制系统。在自动控制系统中，被控对象的输出量即被控量是要求严格加以控制的物理量，它可以要求保持为某一恒定值，例如温度，压力或飞行航迹等；而控制装置则是对被控对象施加控制作用的机构的总体，它可以采用不同的原理和方式对被控对象进行控制，但最基本的一种是基于反馈控制原理的反馈控制系统。在反馈控制系统中，控制装置对被控装置施加的控制作用，是取自被控量的反馈信息，用来不断修正被控量和控制量之间的偏差从而实现
课程设计说明书题目: 基于PLC的音乐喷水池系统设计 系别：机械工程学院 专业班级： 学号： 学生姓名： 指导教师： 2014 年0 1 月15 日
安徽理工大学课程设计（论文）任务书
安徽理工大学课程设计（论文）成绩评定表
随着国民经济的发展,城市建设日新月异,喷泉水景逐渐成为了城市中一道靓丽的景观。在大型公园、广场、楼盘社区随处可见,只是规模大小、控制方式存在差别。特别是利用现代化的控制技术,将喷泉的造型(根据喷头分布情况组成的花形)、音乐、灯光三种元素进行有机地结合,相互映衬,使喷泉展现出美轮美奂的景象,享有“水上芭蕾”的美誉。 PLC是一种用于自动化控制的专用计算机，实质上属于计算机控制方PLC控制一般具有可靠性高、易操作、维修、编程简单、灵活性强等特点,所以基于PLC的音乐喷水池应用而生，利用PLC控制音乐喷水池也变得越来越普遍，同时，随着电力电子技术、微电子技术和计算机控制技术的飞速发展，交流变频调速技术的发展也十分迅速。电动机交流变频调速技术是当今节电、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种主要手段。变频调速以其优异的调速性能和起制动性能、高效率、高功率因数和节电效果，广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式。所以利用PLC控制喷水池也变得方便，高效。 关键词：PLC; 音乐喷水池 ; 梯形图
第一章绪论 (1) 第二章PLC 简介 (2) 2.1 PLC的由来 (2) 2.2 PLC的定义 (2) 2.3 PLC的构成 (3) 2.4 PLC的各组成元素的构成及功能 (3) 2.5 PLC工作原理 (5) 第三章控制系统的硬件设计 (7) 3.1 PLC控制系统I/O口的估算 (7) 3.2 PLC模块及扩展模块 (7) 第四章. PLC音乐喷水池软件系统 (9) 4.1 实施步骤 (9) 4.2 小型音乐喷泉自动控制系统 (10) 4.3 方案设计 (10) 第四章程序调试与运行 (18) 4.1 实验台接线图 (18) 4.2 PLC和音乐喷水池接线图 (18) 4.3 程序运行监视图 (19) 4.4 程序运行状态 (20) 4.5 程序调试 (21) 总结 (23) 参考文献 (24)