畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）（說(shuō)明書(shū)）題目：音樂(lè)噴泉電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)姓名：編號(hào)：平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)姓名專(zhuān)業(yè)機(jī)電一體化任務(wù)下達(dá)日期年03月10日設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)始日期年月日設(shè)計(jì)（論文）完成日期年月日設(shè)計(jì)（論文）題目：音樂(lè)噴泉電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)編制設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)專(zhuān)題（畢業(yè)論文）指導(dǎo)教師成蘭系(部)主任平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)記錄系專(zhuān)業(yè)，學(xué)生于年月日進(jìn)行了畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯。設(shè)計(jì)題目：專(zhuān)題（論文）題目：指導(dǎo)老師：答辯委員會(huì)根據(jù)學(xué)生提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）材料，根據(jù)學(xué)生答辯情況，經(jīng)答辯委員會(huì)討論評(píng)定，給予學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)?yōu)椤４疝q委員會(huì)人，出席人答辯委員會(huì)主任（簽字）：答辯委員會(huì)副主任（簽字）：答辯委員會(huì)委員：，，，，，，平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)語(yǔ)第頁(yè)共頁(yè)學(xué)生姓名：專(zhuān)業(yè)年級(jí)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：評(píng)閱人：指導(dǎo)教師：（簽字）年月日成績(jī)：系（科）主任：（簽字）年月日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）及答辯評(píng)語(yǔ)：摘要隨著我國(guó)人民物質(zhì)和精神生活水平的不斷提高，現(xiàn)在我國(guó)許多城市的市民廣場(chǎng)、單位和居民生活小區(qū)里都能看到各種形式的音樂(lè)噴泉。音樂(lè)噴泉，顧名思義就是指噴泉的水形根據(jù)播放音樂(lè)的旋律和節(jié)拍有規(guī)律地進(jìn)行變化，同時(shí)輔以燈光、激光或其它介質(zhì)的變化，在人們的視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)上形成和諧的統(tǒng)一，使人們?cè)诰裆嫌杏鋹偟母惺堋ｋS著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，人們對(duì)環(huán)境的要求越來(lái)越高，尤其是噴泉在城市和社區(qū)環(huán)境建設(shè)中起著尤其重要的作用。這就要求我們應(yīng)該對(duì)音樂(lè)噴泉這一藝術(shù)形式進(jìn)行較為深入的分析和研究。通常一些小型噴泉只有一臺(tái)潛水泵，其變化按常規(guī)講只能是噴或不噴的變化，但如果引進(jìn)變頻調(diào)速器技術(shù)，其變化將是極其豐富的。變頻調(diào)速器技術(shù)正大步走進(jìn)噴泉控制領(lǐng)域，發(fā)揮著不可替代的作用。本文針對(duì)音樂(lè)噴泉這一系統(tǒng)，采用變頻調(diào)速器技術(shù)。首先，介紹了音樂(lè)噴泉的發(fā)展現(xiàn)況，工作原理和形成過(guò)程，緊接著介紹了我所設(shè)計(jì)的音樂(lè)噴泉涉及的主要內(nèi)容有：電氣設(shè)計(jì)方案的選擇、電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的概況、電氣控制系統(tǒng)電氣原理圖的設(shè)計(jì)、電氣元件的選型、PLC的程序設(shè)計(jì)、操作面板布置設(shè)計(jì)、如何提高該控制系統(tǒng)可靠性的措施等。用組態(tài)軟件、可編程控制器、變頻器、音響系統(tǒng)、燈光系統(tǒng)和其它工控器件組成的高技術(shù)含量和高可靠性的音樂(lè)噴泉控制系統(tǒng)可以提供完整的音樂(lè)噴泉解決方案。關(guān)鍵詞：音樂(lè)噴泉控制器PLC變頻器目錄第一章緒論 11.1音樂(lè)噴泉的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀的發(fā)展趨勢(shì) 11.2音樂(lè)噴泉相關(guān)類(lèi)型的描述 21.3音樂(lè)噴泉設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 2第二章音樂(lè)噴泉的硬件設(shè)計(jì) 42.1泵的選擇 4潛水泵介紹 4泵的選型 42.2噴頭的選擇 5噴頭的介紹 5各種噴頭的選擇 62.3閥的選擇 72.4電磁閥的選型 7工作原理 7電磁閥的分類(lèi) 8電磁閥在選型時(shí)的注意事項(xiàng) 9電磁閥的安裝注意事項(xiàng) 10電磁閥的故障與排除 102.5燈具的選型 112.6PLC簡(jiǎn)介 12的應(yīng)用領(lǐng)域 12的應(yīng)用特點(diǎn) 13第三章控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 143.1I/O分配表 143.2SFC程序分步介紹 143.3PLC控制梯形圖 19第四章噴泉總體設(shè)計(jì)及相關(guān)的電氣控制 204.1噴泉的布局設(shè)計(jì) 204.2控制要求 21系統(tǒng)流程圖 234.4相關(guān)的電氣控制 244.4.1控制系統(tǒng)硬件組成 24控制電路設(shè)計(jì) 24外部接線圖4—3 25結(jié)語(yǔ) 27致謝 28參考文獻(xiàn) 29第一章緒論1.1音樂(lè)噴泉的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀的發(fā)展趨勢(shì)噴泉作為一項(xiàng)建筑藝術(shù)，在國(guó)內(nèi)外均有較悠久的歷史。而音樂(lè)噴泉的構(gòu)思及萌生則是本世紀(jì)30年代開(kāi)始的，1930年，德國(guó)的OTTOPRZYSTAWIK(奧圖．皮士特霍)首先提出了噴泉與音樂(lè)相結(jié)合的設(shè)想，并設(shè)計(jì)成小型裝置應(yīng)用于酒店及商場(chǎng)，其后則逐步發(fā)展到大型化及多樣化。GUNTERPRZYSTAWIK繼承父業(yè)使音樂(lè)噴泉更為多姿多采，并于l952年夏在西柏林工業(yè)展覽會(huì)上進(jìn)行展示，經(jīng)紐約一攝影師將其引進(jìn)應(yīng)用于紐約無(wú)線電音樂(lè)廳，從此，音樂(lè)噴泉陸續(xù)在世界各地應(yīng)用推廣，目前，西方工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家已有制造音樂(lè)噴泉成套裝置的專(zhuān)業(yè)工廠、如美國(guó)的WALTZING，MIDAS．加拿大的PEM，意大利的NeonALPina．日本的KAWAMURA等公司。隨著音樂(lè)噴泉市場(chǎng)的需求越來(lái)越大，國(guó)內(nèi)關(guān)于音樂(lè)噴泉的研究與開(kāi)發(fā)工作也蒸蒸日上。我國(guó)在80年代中期相繼引進(jìn)和自行設(shè)計(jì)建造了多座音樂(lè)噴泉，為美化環(huán)境，活躍人民的文化生活起了良好的作用。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2006年整個(gè)噴泉行業(yè)年總產(chǎn)值也早已達(dá)到幾十億元以上。同時(shí)我國(guó)行政主管和技術(shù)監(jiān)督部門(mén)、學(xué)術(shù)團(tuán)體和出版界等，也為推動(dòng)噴泉技術(shù)的發(fā)展做了不少工作：1989年出版的《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》，第一次將“水景設(shè)計(jì)”以專(zhuān)章列入設(shè)計(jì)手冊(cè)；1989年出版、1990年開(kāi)始施行的《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》，第一次將“噴泉設(shè)計(jì)”以專(zhuān)節(jié)列入國(guó)家設(shè)計(jì)規(guī)范；1990年出版了第一本專(zhuān)門(mén)著作《噴泉設(shè)計(jì)》；1991年在中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)建筑給水排水委員會(huì)和中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)建筑給水排水委員會(huì)的大力推動(dòng)下，成立了第一屆“全國(guó)噴泉研討會(huì)”，有關(guān)噴泉的專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)規(guī)程和術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)等也公開(kāi)發(fā)布執(zhí)行。音樂(lè)噴泉以其水柱絢麗多姿，水柱隨著音樂(lè)而跳動(dòng)，給人以視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)的雙重享受。大型的音樂(lè)噴泉功能齊全，規(guī)模大，有很強(qiáng)的震撼力，適用于大型音樂(lè)廣場(chǎng)，對(duì)軟硬件要求高，投資大。隨著人民生活水平的提高，對(duì)美化住宅小區(qū)以及別墅環(huán)境的要求越來(lái)越高，小型化音樂(lè)噴泉成為一個(gè)發(fā)展方向。大型音樂(lè)噴泉的科技含量高,設(shè)計(jì)和制造難度大。目前,我國(guó)的大型音樂(lè)噴泉技術(shù)已日趨成熟,但對(duì)小型音樂(lè)噴泉的研究較少，小型音樂(lè)噴泉存在著協(xié)調(diào)性能差等缺點(diǎn)。小型音樂(lè)噴泉系統(tǒng)適用于住宅小區(qū)和酒店廳堂等場(chǎng)所，一個(gè)好的音樂(lè)噴泉就是一個(gè)精美的藝術(shù)品，可以美化環(huán)境、愉悅身心。而其控制系統(tǒng)是整個(gè)音樂(lè)噴泉的關(guān)鍵。對(duì)小型音樂(lè)噴泉控制系統(tǒng)的研究具有很大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。為了使控制簡(jiǎn)單可靠，適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)的市場(chǎng)需求，各種形式的噴泉層出不窮，并逐步轉(zhuǎn)向小型和營(yíng)業(yè)性較強(qiáng)的方向發(fā)展。其音樂(lè)噴泉的控制也變得靈活多樣，如單片機(jī)、PLC、DSP等都在音樂(lè)噴泉中有所運(yùn)用，當(dāng)然也具有優(yōu)缺點(diǎn)。本文是針對(duì)性的應(yīng)用plc技術(shù)，闡述整個(gè)系統(tǒng)的的電器控制。1.2音樂(lè)噴泉相關(guān)類(lèi)型的描述音樂(lè)噴泉是近幾年來(lái)出現(xiàn)的一種園林建筑與音樂(lè)欣賞相結(jié)合的產(chǎn)物。噴泉是人工環(huán)境中觀賞價(jià)值最高、最富有生命力的理想景觀之一。規(guī)模可大可小，射程可高可低，噴出的水，大者如珠，細(xì)者如霧，變化萬(wàn)千，引人入勝。噴泉景觀概括來(lái)說(shuō)可以分為兩大類(lèi)：一是因地制宜，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地形結(jié)構(gòu)，仿照天然水景制作而成，如：壁泉、涌泉、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(lèi)水景近年來(lái)在建筑領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，發(fā)展速度很快，種類(lèi)繁多，有音樂(lè)噴泉、程控噴泉、擺動(dòng)噴泉、跑動(dòng)噴泉、光亮噴泉、游樂(lè)噴泉、超高噴泉、激光水幕電影等。雖然噴泉的種類(lèi)繁多，如廣場(chǎng)噴泉、景點(diǎn)噴泉、旱泉、跑泉、激光噴泉、層流噴泉、趣味噴泉、水幕電影等等，這些噴泉噴水時(shí)的花形都具有千姿百態(tài)的效果，但都有一個(gè)共同的特點(diǎn)：即形成水形的基本通路都是由水泵、管道、閥門(mén)和噴頭組成。因此，音樂(lè)噴泉工程中無(wú)疑也會(huì)安裝大量的電磁閥門(mén)、彩燈、水泵和產(chǎn)生其它機(jī)械動(dòng)作的電機(jī)。除個(gè)別變頻水泵需要用模擬信號(hào)來(lái)連續(xù)調(diào)節(jié)水柱高度、實(shí)現(xiàn)特定的藝術(shù)效果之外，其它部件基本是通過(guò)開(kāi)關(guān)量進(jìn)行控制。這些開(kāi)關(guān)信號(hào)驅(qū)動(dòng)閥門(mén)、彩燈、水泵隨著音樂(lè)進(jìn)行不同的組合，從而產(chǎn)生各種水形和燈光變換效果。為了達(dá)到聽(tīng)覺(jué)、視覺(jué)的和諧統(tǒng)一，控制系統(tǒng)應(yīng)能根據(jù)音樂(lè)的節(jié)奏、旋律和感情色彩輸出，產(chǎn)生各種不同的狀態(tài)組合來(lái)控制水形和燈光實(shí)時(shí)變化，這也是音樂(lè)噴泉的控制不同于工業(yè)控制的主要特點(diǎn)1.3音樂(lè)噴泉設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容音樂(lè)噴泉的工作原理為：根據(jù)播放的音樂(lè)來(lái)控制噴泉的花形大小變化和水柱的高度變化，以使水柱高度的變化及花形大小的變化與音樂(lè)的節(jié)奏同步，噴泉管路中的水流由水泵調(diào)節(jié)，而水泵是由三相異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的。因此只要控制了三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，就可以可能控制管路中的流量，當(dāng)給三相異步電動(dòng)機(jī)通入工頻電源時(shí)，則轉(zhuǎn)速是不變化的；當(dāng)采用變頻器控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速時(shí)，可以使管路中的流量發(fā)生柔性變化，這樣噴泉運(yùn)行時(shí)花形變化就更靈活。隨著音樂(lè)噴泉的使用越來(lái)越廣泛，涉及到的控制方式也就越多，變頻器，PLC，上位機(jī)，觸摸屏等，于是噴泉的控制涵蓋了自動(dòng)化的各個(gè)學(xué)科，并且形象直觀。用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)進(jìn)行噴泉設(shè)計(jì)則是藝術(shù)的表現(xiàn)手段。噴泉的設(shè)計(jì)主要包括以下幾個(gè)部分：噴頭，管道計(jì)，專(zhuān)用泵，彩燈控制設(shè)計(jì)1.噴頭它是把在壓力作用下的液體（有時(shí)混有氣體）通過(guò)接頭進(jìn)入單個(gè)或多個(gè)噴嘴，然后噴至空中的整體單元裝置。2.管道噴泉工程的管道宜選用不銹鋼管、銅管。可采用焊接、卡壓、法蘭等接口方式連接。受投資條件限制時(shí)，可采用熱鍍鋅鋼管，連接方式可采用螺紋連接或法蘭連接。室內(nèi)水景噴泉工程和移動(dòng)式水景噴泉工程在無(wú)抗凍、抗震要求時(shí)，可選用塑料管。

3.專(zhuān)用潛水泵電機(jī)性能：采用優(yōu)質(zhì)材料DR470、增加電機(jī)繞組的匝數(shù)及線徑使水泵耐頻繁起動(dòng)。水力部分：采用優(yōu)秀水力模型設(shè)計(jì)，使水泵流量、揚(yáng)程、效率三者更為合理。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：該電機(jī)為自循環(huán)充水式冷卻；電纜用三相四線JHS型噴泉專(zhuān)用電纜；葉輪采用了防松動(dòng)裝置；濾網(wǎng)護(hù)罩采用全不銹鋼材料；電改進(jìn)使之更適用噴泉工程頻繁起運(yùn)的要求4.彩燈噴泉照明一般采用水下和水上兩種照明方式。水下照明一般采用LED水下彩燈，其具有高效、節(jié)能和長(zhǎng)壽命等特點(diǎn)，其工作電壓為12V安全電壓，安裝方式為固定式安裝。水上照明一般采用投光燈和強(qiáng)光燈等機(jī)內(nèi)腔定轉(zhuǎn)子采用進(jìn)口涂料，提高了水下電機(jī)耐腐蝕性,噴泉工程中常用的閥門(mén)有銅球閥、截止閥、閘閥、蝶閥、快開(kāi)閥、調(diào)節(jié)閥、止回閥等，對(duì)于程控噴泉、音樂(lè)噴泉、跑構(gòu)。5.特技效果傳感系統(tǒng)在噴泉工程的一些特技效果中，經(jīng)常用到一些特殊的機(jī)械和設(shè)備，如水下?lián)u擺電機(jī)、減速機(jī)、各種搖擺機(jī)構(gòu)、各種配水器、整流器等。有了這些機(jī)械和設(shè)備，噴泉水形大大提高了藝術(shù)造型的變化，提高了噴泉水景的觀賞效果及藝術(shù)水平。6.音響系統(tǒng)音響系統(tǒng)是音樂(lè)噴泉的音源。主要設(shè)備有音箱、功放，調(diào)音臺(tái)、激勵(lì)器等，我公司采用國(guó)內(nèi)外知名品牌，保證音樂(lè)、水型、燈光三者高度同步。

7.控制系統(tǒng)在噴泉控制系統(tǒng)中，采用單片機(jī)控制原理，以可控硅作為功率開(kāi)關(guān)元件，由于可控硅承受過(guò)電壓、過(guò)電流的能力較差，因而不能長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行。但采用PLC能有效的解決這一問(wèn)題，同時(shí)，PLC具有很強(qiáng)的自診斷功能，迅速方便的檢查出故障，縮短檢修時(shí)間，因而，確保控制系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性。但成本較高。本文以噴泉控制系統(tǒng)為例，采用西門(mén)子300系列S7-300PLC作為主控制器。S7-300PLC系列PLC，詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的硬件配置、設(shè)計(jì)方案以及軟件設(shè)計(jì)的順序功能圖和梯形圖，并且介紹了編程中的關(guān)鍵問(wèn)題。第二章音樂(lè)噴泉的硬件設(shè)計(jì)2.1泵的選擇深井提水的重要設(shè)備。使用時(shí)整個(gè)機(jī)組潛入水中工作。把地下水提取到地表，是生活用水、礦山搶險(xiǎn)、工業(yè)冷卻、農(nóng)田灌溉、海水提升、輪船調(diào)載，還可用于噴泉景觀，熱水潛水泵用于溫泉洗浴，還可適用于從深井中提取地下水，也可用于河流、水庫(kù)、水渠等提水工程。主要用于農(nóng)田灌溉及高山區(qū)人畜用水，亦可供中央空調(diào)冷卻、熱泵機(jī)組、冷泵機(jī)組、城市、工廠、鐵路、礦山、工地排水使用。一般流量可以達(dá)到(10m3~650m3)每小時(shí)、揚(yáng)程可達(dá)到1500米。現(xiàn)在噴泉常用的潛水泵有QS、QY、QX、、QJ等系列。QS系列潛水泵體積小、性能可靠，機(jī)泵一體、潛入水中運(yùn)行主要優(yōu)越性是：運(yùn)行可靠、經(jīng)久耐用、使用方便、功率大、故障少，維修費(fèi)用低等。流量：10-250（m3/h）。楊程：5-140（m）。QY系列潛水泵QY型潛水電泵由電動(dòng)機(jī)、水泵和密封三部分組成。電泵的上端，多為離心式水泵；下端為三相鼠籠立式異部電動(dòng)機(jī)。電機(jī)全部采用優(yōu)質(zhì)整圓硅鋼片，效率高，耗電少潛水深度不超過(guò)5米水溫不超過(guò)+40℃。流量：10-300（m3/h）。楊程：4-110（m）。QX系列潛水泵工程潛水泵泵電一體，結(jié)構(gòu)緊湊，非常適合于基建及礦山的搬運(yùn)和安裝無(wú)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、幾無(wú)噪音。流量：5-20（m3/h）。楊程：20-60（m）QJ系列潛水泵電機(jī)與水泵直聯(lián)，機(jī)組全部潛入水中工作，具有結(jié)構(gòu)緊湊、安裝、維護(hù)方便、體積小、重量輕、高效節(jié)能等特點(diǎn)。工作條件1、工作介質(zhì)為清水或化學(xué)性質(zhì)類(lèi)似于清水的液體。額定揚(yáng)程：150米額定流量：10立方米/小時(shí)。從該噴泉所需的揚(yáng)程、流量、水質(zhì)、價(jià)格等方面考慮該噴泉選擇QS系列的潛水泵.圖2-1QS系列潛水泵2.2噴頭的選擇噴泉噴頭也稱噴泉噴嘴全部采用銅或不銹鋼制作，這樣具有黃金的色彩或銀光閃閃，噴頭顯得豪華氣派。其工藝精巧美觀，結(jié)構(gòu)合理，性能高效節(jié)能。其中常用的有：可調(diào)直流噴頭、半球形噴頭、樹(shù)冰形噴頭、禮花噴頭、涌泉噴頭、加氣噴頭、直上噴頭等產(chǎn)品系列。1.A組噴頭的選擇A組位于中間位置，需要噴出雄壯并且噴射高度高得水柱，所以A組噴頭選擇直上噴頭。直上噴頭是在同一個(gè)配水室上安裝多角度直射噴嘴，這些噴嘴規(guī)格相同時(shí)，噴出的水姿雄壯筆直、粗狂美觀；這些噴嘴規(guī)格不完全相同時(shí)，大小噴嘴布設(shè)得當(dāng)，噴出的水姿粗壯有力、層次分明、主題突出、是大型噴泉中心必備的主要噴頭。該噴頭也叫中心噴頭。可調(diào)節(jié)射流的方向。噴頭材質(zhì)：鑄銅、不銹鋼.2.B組噴頭的選擇B組位于第二層的位置，所噴出的水柱應(yīng)該比A組所噴出的水柱稍細(xì)比A組所噴的水柱要低。所以我B組選擇可調(diào)直流噴頭。可調(diào)節(jié)直流噴頭在各種場(chǎng)合的噴水池中廣泛應(yīng)用，并是音樂(lè)噴泉的必備噴頭，這種噴頭裝有球形接頭，可沿垂直方向向15度進(jìn)行調(diào)節(jié)。可調(diào)直流噴頭可組合各種不同形狀的噴射果，射流的高低和角度的變化，可根據(jù)水池形狀大小決定。噴頭材質(zhì)：鑄銅、不銹鋼。3.C組噴頭的選擇C組噴頭應(yīng)該比B組噴頭噴射高度略低比D組略高，所噴水柱比B組水柱略粗壯、挺拔。所以C組噴頭選擇樹(shù)冰形噴頭。樹(shù)冰形噴頭噴水時(shí)外觀效果龐大豐滿，粗壯挺拔，抗風(fēng)力較強(qiáng)。噴頭安裝在導(dǎo)流筒上端與水面齊平，噴水時(shí)能將池水帶出，形成粗大壯觀的水柱。噴頭材質(zhì)：鑄銅、不銹鋼。4.D組噴頭的選擇D組位于該噴泉的最外側(cè)，水柱所噴高度應(yīng)該最低，水量應(yīng)該較大，擇所噴水柱比較靈動(dòng)。所以選擇涌泉噴頭。涌泉噴頭也是加氣噴頭的一種，又稱鼓泡噴頭、珍珠噴頭。噴水時(shí)能將氣吸入，使水姿形成充滿空氣的白色水丘，水沫輕濺，古樸靈動(dòng)。加氣噴頭用射流泵的原理，噴水時(shí)將空氣吸入，以少量的水產(chǎn)生豐滿的射流，噴出的水柱呈白色不透明狀，反光效果好。噴頭材質(zhì)：鑄銅、不銹鋼。圖2-2涌泉噴頭實(shí)物圖及安裝簡(jiǎn)圖2.3閥的選擇噴泉常用的閥門(mén)有球閥、蝶閥、閘閥、止回閥、水下液壓閥、水下電磁閥、水下數(shù)控閥等。本設(shè)計(jì)的噴泉采用PLC控制同時(shí)在工作時(shí)會(huì)接觸水，所以選擇DC24V水用電磁閥。圖2-3水用電磁閥2.4電磁閥的選型工作原理電磁閥里有密閉的腔，在的不同位置開(kāi)有通孔，每個(gè)孔都通向不同的水管，腔中間是閥，兩面是兩塊電磁鐵，哪面的磁鐵線圈通電閥體就會(huì)被吸引到哪邊，通過(guò)控制閥體的移動(dòng)來(lái)檔住或漏出不同的排水的孔，而進(jìn)水孔是常開(kāi)的，液壓水就會(huì)進(jìn)入不同的排水管，然后通過(guò)水的壓力來(lái)推動(dòng)水剛的活塞，活塞又帶動(dòng)活塞桿，活塞竿帶動(dòng)機(jī)械裝置動(dòng)。這樣通過(guò)控制電磁鐵的電流就控制了機(jī)械運(yùn)動(dòng)。1．直動(dòng)式電磁閥原理：通電時(shí)，電磁線圈產(chǎn)生電磁力把關(guān)閉件從閥座上提起，閥門(mén)打開(kāi)；斷電時(shí)，電磁力消失，彈簧把關(guān)閉件壓在閥座上，閥門(mén)關(guān)閉。特點(diǎn)：在真空、負(fù)壓、零壓時(shí)能正常工作，但通徑一般不超過(guò)25mm。2．分布直動(dòng)式電磁閥原理：它是一種直動(dòng)和先導(dǎo)式相結(jié)合的原理，當(dāng)入口與出口沒(méi)有壓差時(shí)，通電后，電磁力直接把先導(dǎo)小閥和主閥關(guān)閉件依次向上提起，閥門(mén)打開(kāi)。當(dāng)入口與出口達(dá)到啟動(dòng)壓差時(shí)，通電后，電磁力先導(dǎo)小閥，主閥下腔壓力上升，上腔壓力下降，從而利用壓差把主閥向上推開(kāi)；斷電時(shí)，先導(dǎo)閥利用彈簧力或介質(zhì)壓力推動(dòng)關(guān)閉件，向下移動(dòng)，使閥門(mén)關(guān)閉。特點(diǎn)：在零壓差或真空、高壓時(shí)亦能動(dòng)作，但功率較大，要求必須水平安裝。圖2-4直動(dòng)式電磁閥3．先導(dǎo)式電磁閥 原理：通電時(shí)，電磁力把先導(dǎo)孔打開(kāi)，上腔室壓力迅速下降，在關(guān)閉件周?chē)纬缮系拖赂叩膲翰睿黧w壓力推動(dòng)關(guān)閉件向上移動(dòng)，閥門(mén)打開(kāi)；斷電時(shí)，彈簧力把先導(dǎo)孔關(guān)閉，入口壓力通過(guò)旁通孔迅速腔室在關(guān)閥件周?chē)纬上碌蜕细叩膲翰睿黧w壓力推動(dòng)關(guān)閉件向下移動(dòng)，關(guān)閉閥門(mén)。特點(diǎn)：流體壓力范圍上限較高，可任意安裝（需定制）但必須滿足流體壓差條件。：圖2-5先導(dǎo)式電磁閥電磁閥在選型時(shí)的注意事項(xiàng)1．適用性根據(jù)持續(xù)工作時(shí)間長(zhǎng)短來(lái)選擇：常閉、常開(kāi)、或可持續(xù)通電，當(dāng)電磁閥需要長(zhǎng)時(shí)間開(kāi)啟，并且持續(xù)的時(shí)間多余關(guān)閉的時(shí)間應(yīng)選用常開(kāi)型。要是開(kāi)啟的時(shí)間短或開(kāi)和關(guān)的時(shí)間不多時(shí)，則優(yōu)先選用常閉型。但是有些用于安全保護(hù)的工況，如爐窯火焰監(jiān)測(cè)、鍋爐加溫系統(tǒng)，則不能選常開(kāi)時(shí)，應(yīng)選用可持續(xù)長(zhǎng)期通電型。電磁閥在選擇時(shí)要注意：管路中的流體必須和選用的電磁閥系列型號(hào)中標(biāo)定的介質(zhì)一致。流體的溫度必須小于選用電磁閥的標(biāo)定溫度。電磁閥允許液體粘度一般在20CST以下，大于20CST應(yīng)注明。工作壓差，管路最高壓差在小于0.04MPa時(shí)應(yīng)選用如ZS,2W,ZQDF,ZCM系列等直動(dòng)式和分步直動(dòng)式；最低工作壓差大于0.04MPa時(shí)可選用先導(dǎo)式（壓差式）電磁閥；最高工作壓差應(yīng)小于電磁閥的最大標(biāo)定壓力；一般電磁閥都是單向工作，因此要注意是否有反壓差，如有安裝止回閥。流體清潔度不高時(shí)應(yīng)在電磁閥前安裝過(guò)濾器，一般電磁閥對(duì)介質(zhì)要求清潔度要好。注意流量孔徑和接管口徑；電磁閥一般只有開(kāi)關(guān)兩位控制；條件允許請(qǐng)安裝旁路管，便于維修；有水錘現(xiàn)象時(shí)要定制電磁閥的開(kāi)閉時(shí)間調(diào)節(jié)。注意環(huán)境溫度對(duì)電磁閥的影響。電源電流和消耗功率應(yīng)根據(jù)輸出容量選取，電源電壓一般允許±10%左右，必須注意交流起動(dòng)時(shí)VA值較高。2．可靠性電磁閥分為常閉和常開(kāi)二種；一般選用常閉型，通電打開(kāi)，斷電關(guān)閉；但在開(kāi)啟時(shí)間很長(zhǎng)關(guān)閉時(shí)很短時(shí)要選用常開(kāi)型了。壽命試驗(yàn)，工廠一般屬于型式試驗(yàn)項(xiàng)目，確切地說(shuō)我國(guó)還沒(méi)有電磁閥的專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，因此選用電磁閥廠家時(shí)慎重。動(dòng)作時(shí)間很短頻率較高時(shí)一般選取直動(dòng)式，大口徑選用快速系列。3．安全性一般電磁閥不防水，在條件不允許時(shí)請(qǐng)選用防水型，工廠可以定做。電磁閥的最高標(biāo)定公稱壓力一定要超過(guò)管路內(nèi)的最高壓力，否則使用壽命會(huì)縮短或產(chǎn)生其它意外情況。有腐蝕性液體的應(yīng)選用全不銹鋼型，強(qiáng)腐蝕性流體宜選用塑料王（SLF）電磁閥。爆炸性環(huán)境必須選用相應(yīng)的防爆產(chǎn)品。4．經(jīng)濟(jì)性有很多電磁閥可以通用，但在能滿足以上三點(diǎn)的基礎(chǔ)上應(yīng)選用最經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)品。安裝注意事項(xiàng)1安裝時(shí)應(yīng)注意閥體上箭頭應(yīng)與介質(zhì)流向一致。不可裝在有直接滴水或?yàn)R水的地方。電磁閥應(yīng)垂直向上安裝。2．電磁閥應(yīng)保證在電源電壓為額定電壓的15%-10%波動(dòng)范圍內(nèi)正常工作。3．電磁閥安裝后，管道中不得有反向壓差。并需通電數(shù)次，使之適溫后方可正式投入使用。4．電磁閥安裝前應(yīng)徹底清洗管道。通入的介質(zhì)應(yīng)無(wú)雜質(zhì)，閥前裝過(guò)濾器。5．當(dāng)電磁閥發(fā)生故障或清洗時(shí)，為保證系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行，應(yīng)安裝旁路裝置。故障與排除1.電磁閥通電后不工作檢查電源接線是否不良→重新接線和接插件的連接；檢查電源電壓是否在±工作范圍-→調(diào)致正常位置范圍；線圈是否脫焊→重新焊接；線圈短路→更換線圈；工作壓差是否不合適→調(diào)整壓差→或更換相稱的電磁閥；流體溫度過(guò)高→更換相稱的電磁閥；有雜質(zhì)使電磁閥的主閥芯和動(dòng)鐵芯卡死→進(jìn)行清洗,如有密封損壞應(yīng)更換密封并安裝過(guò)濾器；液體粘度太大，頻率太高和壽命已到→更換產(chǎn)品；2.電磁閥不能關(guān)閉主閥芯或鐵動(dòng)芯的密封件已損壞→更換密封件；流體溫度、粘度是否過(guò)高→更換對(duì)口的電磁閥；有雜質(zhì)進(jìn)入電磁閥產(chǎn)閥芯或動(dòng)鐵芯→進(jìn)行清洗；彈簧壽命已到或變形→更換；節(jié)流孔平衡孔堵塞→及時(shí)清洗；工作頻率太高或壽命已到→改選產(chǎn)品或更新產(chǎn)品；3．其它情況內(nèi)泄漏→檢查密封件是否損壞,彈簧是否裝配不良；外泄漏→連接處松動(dòng)或密封件已壞→緊螺絲或更換密封件；通電時(shí)有噪聲→頭子上堅(jiān)固件松動(dòng)，擰緊。電壓波動(dòng)不在允許范圍內(nèi)，調(diào)整好電壓。鐵芯吸合面雜質(zhì)或不平，及時(shí)清洗或更換.2.5燈具的選型該噴泉用四組彩燈分別為紅，綠，黃，藍(lán)。從里到外分別對(duì)應(yīng)A處用紅色的彩燈，B處為綠色的彩燈，C處為黃色彩燈，D處為藍(lán)色彩燈。每一個(gè)噴頭處對(duì)應(yīng)一個(gè)相應(yīng)顏色的彩燈。因?yàn)閲娙貌薀舳际前惭b在水下所以對(duì)光線的要求高，對(duì)安全性能的要求也要很高，同時(shí)對(duì)使用壽命要求要長(zhǎng)。LED水下燈能夠達(dá)到上述的要求，所以本設(shè)計(jì)選擇AC220VLED水下燈.圖2-6LED水下燈2.6PLC簡(jiǎn)介目前，PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車(chē)、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè)，使用情況主要分為如下幾類(lèi)：1.開(kāi)關(guān)量邏輯控制取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書(shū)機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。2.工業(yè)過(guò)程控制在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，存在一些如溫度、壓力、流量、液位和速度等連續(xù)變化的量（即模擬量），PLC采用相應(yīng)的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊及各種各樣的控制算法程序來(lái)處理模擬量，完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的一種調(diào)節(jié)方法。過(guò)程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用。3.運(yùn)動(dòng)控制PLC可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。一般使用專(zhuān)用的運(yùn)動(dòng)控制模塊，如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合。4.數(shù)據(jù)處理PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。數(shù)據(jù)處理一般用于如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。5.通信及聯(lián)網(wǎng)PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信。隨著工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，現(xiàn)在的PLC都具有通信接口，通信非常方便。1.可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開(kāi)關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測(cè)功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。這樣，整個(gè)系統(tǒng)將極高的可靠性。2.配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品，可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。除了邏輯處理功能以外，PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。多種多樣的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。3.易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎PLC是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語(yǔ)言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語(yǔ)言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語(yǔ)言的人從事工業(yè)控制打開(kāi)了方便之門(mén)。4.系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，工作量小，維護(hù)方便，容易改造PLC用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)日常維護(hù)也變得容易起來(lái)，更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過(guò)改變程序而改變生產(chǎn)過(guò)程成為可能。這特別適合多品種、小批量的生產(chǎn)場(chǎng)合。第三章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)第三章控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)3.1I/O分配表根據(jù)第一章的介紹可以得出該噴泉的開(kāi)始、停止、單周期、連續(xù)需要用到四個(gè)按鈕，這四個(gè)按鈕開(kāi)關(guān)分別接到PLC的四個(gè)輸入口上。而A、B、C、D四組噴泉口需要用到四個(gè)水用電磁閥，這四個(gè)電磁閥需要接到PLC上面的四個(gè)輸出口上。紅綠黃藍(lán)四組彩燈、指示燈、報(bào)警器和控制水泵的接觸器也需要接到PLC的七個(gè)輸出口上，所以該系統(tǒng)需要用到四個(gè)輸入口和十一個(gè)輸出口。表3-1為它們所對(duì)應(yīng)的I/O口。表3-1I/O分配表輸入口輸出口設(shè)備符號(hào)設(shè)備名稱PLC口設(shè)備符號(hào)設(shè)備名稱PLC口SB1開(kāi)始按鈕X1KM1A口噴頭電磁閥Y0SB2停止按鈕X2KM2B口噴頭電磁閥Y1SB3單周期按鈕X3KM3C口噴頭電磁閥Y2SB4連續(xù)按鈕X4KM4D口噴頭電磁閥Y3LR紅色彩燈Y4LG綠色彩燈Y5LY黃色彩燈Y6LB藍(lán)色彩燈Y7HL指示燈Y10HA報(bào)警器Y11KM控制泵的接觸器器Y123.2SFC程序分步介紹PLC從停止→啟動(dòng)運(yùn)行切換瞬間使特殊輔助繼電器M8002接通，從而使?fàn)顟B(tài)器S0被激活。如圖3-1所示：圖3-1系統(tǒng)啟動(dòng)程序按下啟動(dòng)按鈕X0使?fàn)顟B(tài)器S20被激活，Y10得電，指示燈點(diǎn)亮等待用戶選擇運(yùn)行模式。如圖3-2所示:圖3-2按下開(kāi)始系統(tǒng)等待用戶選擇運(yùn)行模式程序用戶按下X4選擇連續(xù)運(yùn)行，使?fàn)顟B(tài)器S21被激活（用戶按下X3選擇單次運(yùn)行，使?fàn)顟B(tài)器S28被激活）。Y0、Y3、Y12得電，使水泵開(kāi)始工作同時(shí)A組和D組的電磁閥導(dǎo)通，使A組和C組同時(shí)噴出水柱。同時(shí)紅綠黃藍(lán)四組彩燈間隔一秒點(diǎn)亮。同時(shí)當(dāng)選擇連續(xù)時(shí)TO開(kāi)始計(jì)時(shí)6秒（當(dāng)選擇單次運(yùn)行時(shí)T5開(kāi)始計(jì)時(shí)6秒）。如圖3-3所示：圖3-3用戶選擇連續(xù)（單次）運(yùn)行AD同時(shí)噴水程序選擇連續(xù)時(shí)TO計(jì)時(shí)6秒時(shí)間到，T0的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，使?fàn)顟B(tài)器S22被激活（選擇單次時(shí)T5計(jì)時(shí)6秒時(shí)間到，T5的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，使?fàn)顟B(tài)器S29被激活）。Y0、Y2、Y12得電，水泵工作同時(shí)A組和C組的電磁閥導(dǎo)通使A組和C組噴出水柱。同時(shí)紅綠黃藍(lán)四組彩燈間隔一秒點(diǎn)亮。同時(shí)當(dāng)選擇連續(xù)運(yùn)行時(shí)T1開(kāi)始計(jì)時(shí)7秒（當(dāng)選擇單次運(yùn)行時(shí)T6開(kāi)始計(jì)時(shí)7秒）。如圖3-4所示圖3-4AC同時(shí)噴水程序當(dāng)選擇連續(xù)運(yùn)行時(shí)T1計(jì)時(shí)7秒時(shí)間到，T1的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，使?fàn)顟B(tài)器S23被激活（當(dāng)選擇單次運(yùn)行時(shí)T6計(jì)時(shí)7秒時(shí)間到，T6的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，使?fàn)顟B(tài)器S30被激活）。Y1、Y3、Y12得電，水泵工作同時(shí)B組和D組的電磁閥導(dǎo)通使B組和D組噴出水柱。同時(shí)紅綠黃藍(lán)四組彩燈間隔一秒點(diǎn)亮。同時(shí)當(dāng)選擇連續(xù)運(yùn)行時(shí)T2開(kāi)始計(jì)時(shí)10秒。如圖3-5所示：圖3-5BD同時(shí)運(yùn)行程序當(dāng)選擇連續(xù)運(yùn)行時(shí)T2計(jì)時(shí)10秒時(shí)間到，T2的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，使?fàn)顟B(tài)器S24被激活（當(dāng)選擇單次運(yùn)行時(shí)T7計(jì)時(shí)10秒時(shí)間到，使?fàn)顟B(tài)器S31被激活）。Y0、Y1、Y2、Y12得電，水泵工作同時(shí)A組、B組和C組的電磁閥導(dǎo)通使A組、B組和C組噴出水柱。同時(shí)紅綠黃藍(lán)四組彩燈間隔一秒點(diǎn)亮。同時(shí)當(dāng)選擇連續(xù)運(yùn)行時(shí)T3開(kāi)始計(jì)時(shí)5秒（當(dāng)選擇單次續(xù)運(yùn)行時(shí)T8開(kāi)始計(jì)時(shí)5秒）。如圖3-6所示：圖3-6ABC同時(shí)運(yùn)行程序當(dāng)選擇連續(xù)運(yùn)行時(shí)T3計(jì)時(shí)5秒時(shí)間到，T3的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，使?fàn)顟B(tài)器S25被激活。T4開(kāi)始計(jì)時(shí)2秒（當(dāng)選擇單次運(yùn)行時(shí)T8計(jì)時(shí)5秒時(shí)間到，T8的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，使?fàn)顟B(tài)器S25被激活。T9開(kāi)始計(jì)時(shí)2秒）。如圖3-7所示：圖3-7系統(tǒng)停止運(yùn)行2秒程序T4計(jì)時(shí)2秒時(shí)間到，T4的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，使?fàn)顟B(tài)器S26被激活。C0開(kāi)始計(jì)數(shù)20次。如圖3-8所示：圖3-8計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)20次程序當(dāng)選擇連續(xù)運(yùn)行時(shí)C0計(jì)數(shù)在未達(dá)到20次則跳轉(zhuǎn)到狀態(tài)器S21處循環(huán)運(yùn)行，當(dāng)CO計(jì)數(shù)達(dá)到20次則C0的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合狀態(tài)器S27被激活，同時(shí)特殊輔助繼電器M8013被激活，同時(shí)Y11得電，報(bào)警器報(bào)警。同時(shí)計(jì)數(shù)器CO復(fù)位。如圖3-9所示：圖3-9選擇連續(xù)運(yùn)行時(shí)報(bào)警和返回S21程序當(dāng)選擇的是單次運(yùn)行時(shí)當(dāng)T9計(jì)時(shí)2秒時(shí)間到，T9的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，狀態(tài)器S33被激活，特殊輔助繼電器M8013被激活，同時(shí)Y11得電，報(bào)警器報(bào)警。如圖3-10所示：圖3-10單次運(yùn)行時(shí)報(bào)警程序按下停止按鈕X2后后系統(tǒng)停止報(bào)警，同時(shí)回到系統(tǒng)開(kāi)始。如圖3-11所示：圖3-11系統(tǒng)停止運(yùn)行程序3.3PLC控制梯形圖圖3-12PLC控制梯形圖第四章噴泉總體設(shè)計(jì)及相關(guān)的電氣控制4.1噴泉的布局設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)布局如圖4-1所示。圖4-1中A組噴水管，有一個(gè)噴水管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8（m）。圖4-1中B組噴水管所處的圓上由8個(gè)噴水管組成，該組噴水管所噴出的水柱為比A組的水柱略小，所噴高度比A組的高度略底，所噴高度為6（m）。圖4-1中C組噴水管所處的圓上由20個(gè)噴水管組成，該組所噴出的水柱比B組的水柱小，所噴高度比B組水柱低，所噴高度為4（m）。圖4-1中D組噴水管所處的圓上組由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2（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B組所處的圓的半徑為R=2(m)，C組所處的圓的半徑為R=4（m），D組所處的圓的半徑為R=6（m）。本設(shè)計(jì)中A組噴頭所噴的水柱最高，本設(shè)計(jì)中4組噴頭所噴的水柱高度為2-8（m）。本設(shè)計(jì)的最多時(shí)有A、B、C三組噴頭同時(shí)噴出水柱，最少時(shí)有兩組噴頭噴出水柱，所以流量為150-230（m3/h）。水質(zhì)為自來(lái)水。圖4-1噴泉布局圖4.2控制要求本設(shè)計(jì)由四組噴頭組成，分別為A組B組C組D組。本設(shè)計(jì)有單周期和連續(xù)兩種操作方式。按下開(kāi)始按鈕后指示燈亮，當(dāng)選擇單周期方式時(shí)A組D組同時(shí)噴6秒然后A組和C組同時(shí)噴7秒然后B組和D組同時(shí)噴10秒然后ABC三組同時(shí)噴水5秒停2秒后報(bào)警器發(fā)出聲音報(bào)警，按停止按鈕終止報(bào)警。當(dāng)選擇連續(xù)方式時(shí)重復(fù)單周期方式時(shí)的過(guò)程20次后停兩秒后報(bào)警，按停止按鈕終止報(bào)警。每個(gè)噴頭工作時(shí)，都連帶紅，綠，黃，藍(lán)四組彩色燈間隔1S循環(huán)發(fā)光。如圖1-2系統(tǒng)流程圖所示當(dāng)系統(tǒng)上電后，點(diǎn)擊開(kāi)始按鈕SB1，PLC的輸入口X1=1，則Y10=1指示燈被點(diǎn)亮，等待用戶選擇運(yùn)行方式。當(dāng)用戶選擇單次運(yùn)行時(shí)點(diǎn)擊單次運(yùn)行按鈕SB3則X3=1，Y12=1水泵開(kāi)始工作，同時(shí)Y0=1、Y3=1，A、D兩組噴頭的電磁閥得電，A、D兩組噴頭開(kāi)始噴出水柱同時(shí)T5開(kāi)始計(jì)時(shí)。當(dāng)T5=6S時(shí)Y3=0、Y2=1,D組噴頭的的電磁閥失電，C組噴頭的電磁閥得電。所以A、C組噴頭噴出水柱，D組噴頭停止噴水，同時(shí)T6開(kāi)始計(jì)時(shí)。當(dāng)T6=7S時(shí)Y1=0、Y2=0、Y1=1、Y3=1，A、C兩組噴頭的的電磁閥失電，B、D兩組噴頭的電磁閥得電。所以B組噴頭和D組噴頭噴出水柱A組噴頭和C組噴頭停止噴水，同時(shí)T7開(kāi)始計(jì)時(shí)。當(dāng)T7=10S時(shí)Y3=0、Y0=1、Y1=1、Y2=1,D組噴頭的的電磁閥失電，A、B、C組噴頭的電磁閥得電。所以A組噴頭和C組噴頭噴出水柱D組噴頭停止噴水，同時(shí)T8開(kāi)始計(jì)時(shí)。當(dāng)T8=5S時(shí)系統(tǒng)停止兩秒后開(kāi)始報(bào)警。當(dāng)用戶選擇連續(xù)運(yùn)行時(shí)點(diǎn)擊連續(xù)運(yùn)行按鈕SB4則X4=1，Y12=1水泵開(kāi)始工作，同時(shí)Y0=1、Y3=1，A、D兩組噴頭的電磁閥得電，A、D兩組噴頭開(kāi)始噴出水柱同時(shí)T1開(kāi)始計(jì)時(shí)。當(dāng)T1=6S時(shí)Y3=0、Y2=1,D組噴頭的的電磁閥失電，C組噴頭的電磁閥得電。所以A、C組噴頭噴出水柱，D組噴頭停止噴水，同時(shí)T2開(kāi)始計(jì)時(shí)。當(dāng)T2=7S時(shí)Y1=0、Y2=0、Y1=1、Y3=1，A、C兩組噴頭的的電磁閥失電，B、D兩組噴頭的電磁閥得電。所以B組噴頭和D組噴頭噴出水柱A組噴頭和C組噴頭停止噴水，同時(shí)T3開(kāi)始計(jì)時(shí)。當(dāng)T3=10S時(shí)Y3=0、Y0=1、Y1=1、Y2=1,D組噴頭的的電磁閥失電，A、B、C組噴頭的電磁閥得電。所以A組噴頭和C組噴頭噴出水柱D組噴頭停止噴水，同時(shí)T4開(kāi)始計(jì)時(shí)。當(dāng)T4=5S時(shí)C0開(kāi)始計(jì)數(shù)，當(dāng)CO<20時(shí)重復(fù)上述動(dòng)作當(dāng)C0=20時(shí)系統(tǒng)停止2S后開(kāi)始報(bào)警。當(dāng)系統(tǒng)報(bào)警時(shí)點(diǎn)擊停止按鈕SB2則系統(tǒng)停止報(bào)警。開(kāi)始開(kāi)始指示燈是否點(diǎn)亮Y10=1?是否O單次連續(xù)A、D同時(shí)噴水T5計(jì)時(shí)6ST5=6S?是否A、D同時(shí)噴水T0計(jì)時(shí)6ST0=6S?是否A、C同時(shí)噴水T6計(jì)時(shí)7ST6=7S?否A、C同時(shí)噴水T1計(jì)時(shí)7ST0=7S?是否B、D同時(shí)噴水T7計(jì)時(shí)10ST7=10S?是否B、D同時(shí)噴水T2計(jì)時(shí)10ST2=10S?否A、B、C同時(shí)噴水T8計(jì)時(shí)5ST8=5S?是否A、B、C同時(shí)噴水T3計(jì)時(shí)5ST3=5S?是A、B、C、D停止C0計(jì)數(shù)20次C0=20次?是否是是報(bào)警X2=0?否是圖4-2系統(tǒng)流程圖4.3軟件程序流程圖梯形圖時(shí)使用的最多的圖形編程語(yǔ)言，被稱為PLC的第一編程語(yǔ)言。梯形圖與電器控制系統(tǒng)的電路圖很相似，具有直觀易懂的優(yōu)點(diǎn)，很容易被工廠電氣人員掌握，特別適用于開(kāi)關(guān)量邏輯控制。梯形圖常被稱為電路或程序，梯形圖的設(shè)計(jì)成為編程。

圖4-3系統(tǒng)流程圖4.4相關(guān)的電氣控制控制系統(tǒng)硬件組成為實(shí)現(xiàn)音樂(lè)噴泉系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控制，設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)接口電路如圖4—1所示。音頻輸入、輸出信號(hào)和變壓控制信號(hào)經(jīng)過(guò)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±0.03%的精度和12位的分辯率。此外，此板還帶有5個(gè)12位分辯率的模擬輸出通道，可插入計(jì)算機(jī)擴(kuò)展槽，直接與PC總線交換數(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件和保護(hù)電路。本研究中使用中斷來(lái)處理數(shù)據(jù)采集和實(shí)時(shí)控制。選用的計(jì)算機(jī)為386工控機(jī)。音樂(lè)噴泉的圖案是三個(gè)圓圈，分外、中、內(nèi)三個(gè)圈，外圈由第一臺(tái)水泵控制，中圈由第二臺(tái)水泵控制，內(nèi)圈由第三臺(tái)水泵控制。當(dāng)變頻器一接通電源后，第一臺(tái)水泵以低頻率開(kāi)始工作，以水剛冒出噴嘴為宜。當(dāng)音樂(lè)響起時(shí)，KA1閉合后，外圈的噴嘴開(kāi)始噴水以及第一組彩燈開(kāi)始閃爍。隨音樂(lè)信號(hào)增強(qiáng)時(shí)，KA4閉合后，KM2得電并自鎖，第二臺(tái)水泵在第一臺(tái)水泵的基礎(chǔ)上開(kāi)始運(yùn)行，外圈和中圈的噴嘴都開(kāi)始工作，以及第一、二組的彩燈開(kāi)始閃爍。當(dāng)KA4斷開(kāi)時(shí)，第二臺(tái)水泵隨第一臺(tái)水泵繼續(xù)工作，但第二組彩燈停止工作。當(dāng)音樂(lè)到達(dá)高潮時(shí)，KA6接通時(shí)，KM3得電并自鎖，第三臺(tái)水泵在第一、二臺(tái)水泵的基礎(chǔ)上開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，所