基于PLC的音乐喷泉控制系统设计最新版
基于PLC的音乐喷泉控制系统设计
基于PLC的音乐喷泉控制系统设计
音乐喷泉是一种通过采用不同的喷水形式和音乐配合来展现视觉和听觉效果的
艺术装置。
为了实现音乐喷泉的精确控制，基于PLC的音乐喷泉控制系统设计应
包括硬件设计和软件设计两个方面。
首先，硬件设计是构建基于PLC的音乐喷泉控制系统的基础。
首先需要选择
合适的PLC设备，其性能和功能可以满足喷泉控制的要求。
通常情况下，高性能
的PLC设备可以具备更多的输入输出接口和更快的执行速度，这对于音乐喷泉的
控制是至关重要的。
同时，需要选择适配的传感器和执行器，以便实现对水泵、喷嘴、灯光等喷泉元素的控制。
其次，软件设计是实现基于PLC的音乐喷泉控制系统的关键。
在软件设计中，需要先对整个系统进行功能划分和设计，明确控制策略和逻辑。
然后，使用PLC
编程语言（如Ladder Diagram）编写控制程序，通过编程实现对PLC设备的配置
和控制功能。
控制程序需要实现对传感器的数据采集，根据采集到的数据进行逻辑处理，并输出信号控制执行器的运行。
此外，软件设计还可以考虑添加人机界面，便于操作和监控。
总的来说，基于PLC的音乐喷泉控制系统设计应当包括硬件和软件两个方面。
硬件方面需选择适配的PLC设备、传感器和执行器，确保系统的稳定性和可靠性。
软件方面需对整个系统进行功能划分、设计控制策略和逻辑，编写PLC程序实现
对喷泉元素的控制以及人机界面的可视化操作。
通过合理的硬件和软件设计，基于PLC的音乐喷泉控制系统可以实现对音乐和喷泉之间的精确配合，创造出更加出
色的视听效果。
基于PLC的音乐喷泉控制系统设计
达到完美控 制喷泉的声音以及灯光等要素。
关键字 ： Ｐ Ｌ Ｃ 喷泉控制 系统 音乐
这 些年 ， 人 民的生 活质 量逐 渐 得 到了 改善 ， 许 多的 大型 商 场 以
及 大 型的 公 园里面 都 有音 乐喷 泉的 设 施 ， 该 系统 中的 要素 主要 包括
了三 点 ， 分 别是 灯光 、 灯色 以及 声音等 ， 使 得水柱 改 变以及 音乐 之间
技术交流
基 于Ｐ Ｌ Ｃ 的 音乐喷 泉 控 制 系统设 计
周 安 辽 宁锦 帅Ｉ 渤 海 大学 工学 院
摘要： 音乐喷泉中 主要 包 括的因素有声音、 灯光以及音色 等三部分， 喷泉水泵在工作的整个过程里面需要按照所对应的音乐相关
要素从 而完成喷泉速度 的控 制， 通过联 系灯光 所发生的变化 最后就产生 了 所 谓的喷泉 。 运 用基于Ｐ Ｌ Ｃ 对 喷泉 系统 进行控制 ， 从 而可以
柱， 而且 当喷 水 高 度 是８ ｍ的时 候 ， 其 中的 标 号是 记 为Ｄ的 ； 当第二
圈斜喷 的 方 向是朝 着外面 的时 候 ， 喷 水 的高 度就 会超 过４ ｍ，其 中的 标 号记 为是 Ｃ。如果 喷柱 的周 围是 比较 粗 的时候 ， 那么 这个万 向是 向
前 面 喷 射的 ， 这个时 候 的标 号就 记录 成Ｂ以及Ａ。 二到 四圈的 所有 喷
及可靠性 ， 所 以本 文设计 的喷 泉 系统运 用到 了Ｐ ＬＣ。
喷 水池 的具体 控制示 意 图的要求 主要包 括 ： ①接通 电源 的 开关 ， 将 开始 的按 钮 按 下， 这个 时候 喷 水 装置 就 会 进 入 到正 常 的工作 状 态 ， 当停止 按 钮 按下 的 时候 ，喷 水操 作 就会
基于PLC的音乐喷泉控制系统设计
基于PLC的音乐喷泉控制系统设计音乐喷泉控制系统是指通过PLC（可编程逻辑控制器）来控制音乐与水流动的节奏和方向，从而实现将音乐与水流完美结合的艺术效果。
本文将介绍一个基于PLC的音乐喷泉控制系统的设计。
首先，我们需要选取合适的PLC设备，以确保系统的稳定性和可靠性。
在音乐喷泉控制系统中，PLC需要能够实现多通道输入输出、高速计数和定时器功能。
根据实际需求，可以选择Siemens、Schneider Electric等知名品牌的PLC设备。
其次，我们需要设计一个合适的硬件架构。
音乐喷泉控制系统通常包括音乐控制模块、水泵控制模块、灯光控制模块和PLC主控制模块。
音乐控制模块负责与音乐播放器进行通信，接收音乐的节奏和节拍信息，并将其传输给PLC主控制模块。
水泵控制模块负责控制水流的大小、形状和方向。
灯光控制模块负责控制喷泉中的灯光效果。
PLC主控制模块负责接收来自其他模块的信号，并根据需求进行相应的控制。
接下来，我们需要设计一个合适的软件程序来实现喷泉的音乐控制。
首先，我们需要编写一个数据处理程序，用于接收音乐控制模块传输过来的音乐节奏和节拍信息。
该程序需要将音乐节奏和节拍信息与预先设定好的喷泉控制参数进行匹配，并生成相应的指令。
然后，我们需要编写一个控制程序，用于接收PLC主控制模块传输过来的指令，并将其转化为相应的电信号，控制水泵和灯光的开启和关闭。
最后，我们需要编写一个界面程序，用于用户交互和监控整个系统的运行状态。
在设计过程中，我们还需要考虑一些其他因素。
首先，我们需要确保系统的安全性。
喷泉控制系统涉及到高压电源和大流量水泵的运行，因此在设计硬件和安装电气设备时，需要遵守相应的安全规范。
同时，我们需要考虑系统的可靠性和稳定性。
喷泉控制系统通常需要在户外环境中运行，因此对设备的抗干扰和防水性能有较高的要求。
总结起来，基于PLC的音乐喷泉控制系统设计包括选取合适的PLC设备、设计硬件架构、编写软件程序和考虑系统的安全性和可靠性等方面。
(完整版)基于PLC的花样喷泉控制最新毕业设计论文
优秀论文审核通过未经允许切勿外传江西现代技师学院毕业设计（论文）题目：基于PLC的音乐喷泉控制学院：信息工程分院班级：08机电一体化（技专）学号：指导老师：刘小青姓名：张雷提交时间：2011年论文题目：基于PLC的音乐喷泉控制姓名：张雷班级：08机电一体化（技专）指导老师：刘小青摘要：针对传统的喷泉控制系统一旦设计好控制电路，就不能随意改变喷水花样及喷水时间等问题，本设计结合西门子S7-200 可编程控制器设计能适应不同季节、不同场合的喷水要求目的的花样喷泉系统。
该花样喷泉控制系统不但实现了自动转换花样喷泉的喷水样式，而且提高了系统的可靠性和安全性，具有一定的工程应用和推广价值。
关键词：PLC；花样喷泉；控制系统目录引言 (1)第1章 PLC简介 (2)1.1 可编程序控制器简介 (2)1.2 PLC的结构 (2)第2章喷泉的设计要求 (7)第3章 PLC控制系统总设计 (9)3.1 PLC控制花样喷泉运行要求 (9)3.2喷泉的运行流程图 (9)3.3喷泉的运行过程 (9)3.4喷泉控制原理 (10)3.5花样喷泉PLC控制接线图 (10)3.6花样喷泉PLC控制输入输出点分配 (11)第4章结论 (19)致谢 (20)参考文献 (21)引言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。
基于PLC的音乐喷泉控制系统设计最新版
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
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
喷泉的控制系统可采用单片机、可编程控制器，甚至可采用工业控制机作为控制核心。其电气设备包括水泵、灯光、音响、变频器等。一个音乐喷泉艺术效果的表现力不仅与音乐喷泉的整体造型、喷头的空间造型、水泵的功率等硬件因素有关，还与喷泉的程序控制水平有关。硬件是音乐喷泉的基础，程序控制是音乐喷泉变化的灵魂。
从德国人20世纪发明音乐喷泉到现在已有几十年的历史了，随着科学技术的飞速发展，音乐喷泉系统的控制水平和科技含量也越来越高，控制方法也越来越多。现将主要的集中控制技术总结如下[1]：
1.2课题研究的内容及意义
音乐喷泉作为一种独特的人工景观，其产生的景观效果非常美丽。在广场、平静的湖面、公园设置一个音乐喷泉，将使原来静态的景观变成动态的景观，其产生的效果不是其他人工景观可以比拟的。正是这种原因推动了音乐喷泉的发展和研究[3]。
本课题采用先进的控制设备，来研究音乐喷泉控制系统。第一，采用PLC控制技术，研究设计符合项目要求的控制程序。第二，采用变频技术。从扬声器两段采集的音频信号作为控制信号，去控制变频器的输出频率，控制水泵的转速，从而达到喷泉水柱根据音乐节奏变化。
基于PLC的音乐喷泉控制系统的设计毕业设计
基于P L C的音乐喷泉控制系统的设计毕业设计标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]河南理工大学毕业设计（论文）任务书专业班级电科12-2班学生姓名李想一、题目基于plc的音乐喷泉控制系统的设计二、起止日期年月日至年月日三、主要任务与要求指导教师职称学院领导签字（盖章）年月日河南理工大学毕业设计（论文）评阅人评语题目评阅人职称工作单位年月日河南理工大学毕业设计（论文）评定书题目指导教师职称年月日河南理工大学毕业设计（论文）答辩许可证答辩前向毕业设计答辩委员会（小组）提交了如下资料：1、设计（论文）说明共页2、图纸共张3、指导教师意见共页4、评阅人意见共页经审查，专业班同学所提交的毕业设计（论文），符合学校本科生毕业设计（论文）的相关规定，达到毕业设计（论文）任务书的要求，根据学校教学管理的有关规定，同意参加毕业设计（论文）答辩。
指导教师签字（盖章）年月日根据审查，准予参加答辩。
答辩委员会主席（组长）签字（盖章）年月日河南理工大学毕业设计（论文）答辩委员会（小组）决议学院专业班同学的毕业设计（论文）于年月日进行了答辩。
根据学生所提供的毕业设计（论文）材料、指导教师和评阅人意见以及在答辩过程中学生回答问题的情况，毕业设计（论文）答辩委员会（小组）做出如下决议。
一、毕业设计（论文）的总评语二、毕业设计（论文）的总评成绩：三、答辩组组长签名：答辩组成员签名：答辩委员会主席：签字（盖章）年月日基于plc的音乐喷泉控制系统的设计摘要本文设计的核心为三菱FX2N系列PLC，使用这种PLC能够容易的完成对喷泉系统的控制，并且能够准确的完成控制动作，达到设计的目的。
本文首先根据设计的需要完成喷泉控制的流程设计，然后完成输入和输出的分配，根据这个分配选择合适的PLC完成编程控制，程序编辑完成后对程序进行检查，检查没有问题后开始使用仿真软件进行仿真，证明程序的正确性，确定本次设计的喷泉控制系统能够完成对喷泉的控制。
基于PLC控制的音乐喷泉电气控制系统设计
目录第一部分设计任务与调研 (1)第二部分设计说明 (6)第三部分设计成果 (12)第四部分结束语 (23)第五部分致谢 (24)第六部分参考文献 (25)第一部分设计任务与调研1.1PLC基础知识简介在继电器控制技术的基础上发展起来的一种先进的技术PLC，还借助于计算机技术和现代通信技术。
PLC自产生至今，虽然只有30年，但今天已在该行业快速发展。
现代工业自动化的三大支柱产业为PLC技术，CAD／CAM技术和机器人技术。
PLC技术主要是以微处理器为核心，应用时间，计算、算术、逻辑程序控制，并通过数字和模拟I/O实现各种具体的生产工艺的控制。
目前广泛使用的为机械和电气控制，电气控制，数据采集，网络通信和运输等领域。
1.2 PLC的产生和发展IEC在二十世纪九十年代年颁布了可编程控制器（PLC）的含义：“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，是专为在工业环境下应用而设计。
它采用一类可编程序的存储器，用于其内部存储程序、执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。
可编程控制器及其有关外围设备，都应按易于与工业控制系统连成一个整体，易于扩展其功能的原则设计”3。
PLC发展迅速，故其实现的功能丰富，应用范围广，开发了实现各种功能需求的PLC系统，PLC的未来发展趋势为：小型化、专用化、易用化；大容量、高速度、信息化；智能I/O模块的发展；人机界面研发与发展；开放性和程序语言的标准化；过程控制领域应用；PLC的冗余特性；增强通信联网功能。
1.3 PLC的特点与应用PLC特点：PLC技术能够高速发展，除工业自动化的客观需求之外，主要是由于它自身还有很多独特的优点。
具有特殊结构的工业控制计算机，与普通计算机相比具有更强的能够与工业过程相接的接口，同时具备适用于控制要求的程序设计语言是可编程控制器实质。
可编程控制器是将计算机技术和电器控制技术有机地结合在一起的技术。
基于PLC的音乐喷泉控制系统设计
基于PLC的音乐喷泉控制系统设计第一章：引言1.1 研究背景音乐喷泉是一种集音乐、水景和灯光效果于一体的艺术景观，其在公园、广场等场所广泛应用。
随着科技的发展，PLC（可编程逻辑控制器）技术被广泛应用于各行业的自动化控制中，音乐喷泉也可以受益于PLC 的高效、精确和可靠的控制能力。
本文将介绍基于PLC的音乐喷泉控制系统设计。
1.2研究目的本研究的目的是设计一套基于可编程逻辑控制器（PLC）的音乐喷泉控制系统，实现对音乐、水流和灯光等参数的精确控制，以创造出更加独特、美观和富有艺术感的音乐喷泉效果。
该研究旨在提升音乐喷泉的观赏价值，为我国城市景观增添一道亮丽的风景线。
第二章：PLC基础知识介绍2.1 PLC的工作原理PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）是一种数字运算操作的电子装置，用于自动化控制和工业过程控制。
它的工作原理是通过编程实现对输入/输出信号的逻辑运算和控制，从而实现对各种设备的自动化控制。
2.2 PLC的组成与功能PLC主要由中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出模块、通信模块等组成。
其主要功能包括：接收输入信号、进行逻辑运算、输出控制信号、通信和监控等。
2.3 PLC的编程方法介绍PLC的编程方法主要包括梯形图编程、指令表编程、顺序功能图编程等。
梯形图编程是最常用的一种编程方法，它采用图形化编程方式，易于理解和操作。
2.4 PLC在自动化控制中的应用PLC在自动化控制领域具有广泛的应用，如生产线自动化、机器人控制、污水处理、建筑智能化等。
通过PLC的控制，可以实现设备的自动化运行，提高生产效率，降低人力成本。
第三章：音乐喷泉的工作原理3.1音乐喷泉的结构和组成音乐喷泉主要由喷头、水泵、灯光、音响设备和控制器等组成。
喷头根据音乐节奏和旋律喷射出不同形状和高度的水柱，配合灯光和音响效果，营造出美轮美奂的视听盛宴。
3.2音乐喷泉的工作原理音乐喷泉的工作原理是将音频信号转换为控制信号，通过控制器对喷头、水泵和灯光等设备进行精确控制。
基于的音乐喷泉控制系统设计
汇报人：xxx
目录 Content
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01
引言
02
系统架构
03
控制系统设计
PART 1
引言
引言
1
音乐喷泉控制系统是一种集成了音频信号处理、 PLC控制和喷泉可编程逻辑控 制器)进行音乐喷泉控制变得越来越普遍
3
本文将介绍基于PLC的音乐喷泉控制系统设计
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汇报人：xxxx 汇报时间：20XX年X月
PART 2
系统架构
系统架构
硬件组成
音乐喷泉控制系统主要由以下几个部分组成 音频输入设备：用于接收音乐信号，可以是麦克风 、CD播放器或数字音频文件 PLC控制器：用于处理音频信号和控制喷泉设备的动 作 喷泉设备：包括水泵、喷头、灯光等设备，根据PLC 的指令进行动作 输出设备：用于显示喷泉的效果，如水池、灯光等
控制系统设计
控制系统设计
音频信号处理
在音频信号处理阶段，系统需要实现以下功能
音频信号的采集：通过麦克风或其他音频输入设备 ，将音乐信号采集到系统中
音频信号的预处理：对采集到的音频信号进行预处 理，如滤波、放大等，以提高信号的质量
特征提取：从音频信号中提取特征，如频率、音量 等，用于后续的控制决策
控制系统设计
软件组成
系统架构
本系统的软件部分主要包括以下几个模块 音频信号处理模块：从音频输入设备中 提取音频信号，进行分析和处理 PLC控制模块：根据音频信号处理模块的 结果，生成控制喷泉设备的指令 喷泉设备控制模块：根据PLC的指令，控 制喷泉设备的动作 显示模块：实时显示喷泉的效果，以供 观赏
基于PLC音乐喷泉系统控制设计
皖西学院本科毕业论文（设计）论文题目基于PLC喷泉系统控制设计姓名（学号）系别机械与电子工程学院专业机械设计制造及其自动化导师姓名二〇一二年六月基于PLC喷泉系统控制设计作者王祥指导教师卢承领摘要：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。
随着可编程控制器在我国的迅速发展，对喷泉的控制要求也越来越高，使得越来越多的控制部分需要可编程控制器来实现。
针对传统的喷泉控制系统一旦设计好控制电路，就不能随意改变喷水花样及喷水时间等问题，本设计采用了三菱FX2N系列可编程序控制器作为喷泉的控制器，能适应不同季节、不同场合的喷水要求目的的花样喷泉系统。
该喷泉控制系统不但实现了自动转换喷泉的喷水样式，而且提高了系统的可靠性和安全性，具有一定的工程应用和推广价值。
关键字：喷泉，PLC ，梯形图，三菱Fountain control system design based on PLCAbstract：The fountain is a landscape architecture and fancy watch emerged in recent years a combination of a product. With the rapid development of programmable controllers in China, the fountain control requirements have become more sophisticated, more and more control part of the programmable controller.Traditional fountain control system designed control circuit, it can not arbitrarily change the spray pattern and spray time, this design uses Mitsubishi FX1N series programmable controller as the fountain controller can adapt to different seasons, different occasions sprinkler requirements purpose tricks fountain system. The fountain control system not only to achieve the automatic conversion fountain spray style, and improve system reliability and security, engineering applications and promotional value.Key words：Fountain ，PLC ，Ladder diagram ，Mitsubishi目录摘要 (2)Abstract (3)1 绪论 (5)1.1论文研究的背景 (5)1.2论文设计的内容 (7)1.3论文设计的目的和意义 (7)1.4相关理论知识介绍 (8)1.4.1 PLC概述 (8)1.4.2 PLC的结构 (9)1.4.3 PLC的应用领域 (10)2系统控制方案的确定 (11)2.1花式喷泉的概述 (11)2.2 采用PLC控制花式喷泉的优点 (12)2.3 系统设计的基本步骤 (12)2.4 喷泉系统控制方案 (13)2.5 喷泉控制系统的原理图 (14)3系统硬件设计 (16)3.1PLC的选型 (16)3.1.1 常用PLC介绍 (16)3.1.2 确定三菱FX2N系列可编程控制器 (17)3.2变频器的选型 (18)3.3泵的选型 (19)3.4硬件接线图 (20)4喷泉控制系统的软件设计 (23)4.1花式喷泉的PLC控制流程图 (23)4.2 I/O分配表 (24)4.2.1输入信号 (25)4.2.2输出信号 (25)4.3 I/O接线图 (25)4.4系统工作过程分析 (25)4.5 控制系统程序设计 (26)4.5.1 喷泉的第一种花样 (26)4.5.2 喷泉的第二种花样 (29)4.5.3 喷泉的第三种花样 (32)4.5喷泉控制系统的指令表 (35)5系统的仿真和调试 (36)5.1仿真软件的选用 (36)5.2系统的调试 (36)结论 (41)致谢 (42)参考文献 (43)附录1 喷泉总体硬件接线图 (45)附录2 指令表 (45)1 绪论1.1 论文研究的背景喷泉是人工环境中最富有生命力的景象,它具有分隔空间、增加层次、净化空气美化环境的作用。
基于PLC的音乐喷泉系统设计
（2）软件设计
音乐喷泉的软件设计主要涉及到音序器和控制器的编写。音序器负责从音频设 备接收音频信号，并将音频信号转化为数字信号；控制器则根据数字信号，通 过PLC控制喷泉设备的动作，实现音乐喷泉的表演效果。具体步骤如下：
a.了解控制要求：了解音乐喷泉的控制要求，包括喷泉喷射的高度、形状、时 间等。
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（4）灯光和音响控制程序
灯光和音响是增强视听效果的重要设备。我们需要根据音乐信号处理程序输出 的控制信号，编写相应的灯光和音响控制程序。具体来说，我们可以使用PLC 的开关量输出模块，根据控制信号的参数，控制灯光和音响的开关状态。同时， 我们还可以使用PLC的模拟量输出模块，根据控制信号的参数，调节灯光和音 响的亮度、音量等参数。
在系统启动时，我们需要执行一些初始化操作，例如配置系统参数、启动各设 备等。在PLC程序设计中，我们可以编写相应的初始化程序来实现这些操作。
（2）音乐信号处理程序
音乐信号是音乐喷泉控制系统的核心输入信号。我们需要编写相应的音乐信号 处理程序，将音频信号转换为PLC可以识别的控制信号。具体来说，我们可以 使用数字信号处理技术，对音频信号进行频谱分析，提取出音频的频率、幅度 等信息，并据此计算出控制信号的参数。
1、输入输出配置
首先，我们需要根据音乐喷泉控制系统的需求，配置相应的输入输出设备。例 如，可以将音频信号输入PLC，通过内部处理后，输出控制信号给水泵、喷头、 灯光和音响等设备。同时，我们还需要配置相应的传感器，用于检测水位、流 量等参数，以保证系统的稳定运行。
2、程序设计流程
（1）初始化程序
3、编程方便：PLC的编程语言简单易懂，方便用户进行开发和维护。
1、成本较高：PLC控制系统的初 次投入成本较高，相对于传统控 制系统来说价格较为昂贵。
基于PLC的音乐喷泉系统设计
目录第一章绪论1.1 音乐喷泉地现状及发展趋势1.2控制系统地方案论证1.3 对选定方案地分析1.4 课题研究地内容及意义第二章关于课题地基础知识2.1 音乐地特征分析2.11音地基本性质2.12音乐地基本乐理2.13 音乐信号地采集2.14 采样定理2.2 喷头地选择2.3 灯光地选择第三章 PLC地选用3.1PLC地应用领域3.2 PLC地应用特点3.1 PLC型号地选择3.2 PLC地网络设计3.3软件编制3.4 确定所选PLC3.5 喷泉I/O分配3.5.1 PLCI/O分配简介3.5.2 开关量输出模块地选择3.5.3 模拟量I／O模块地选择3.5.4 特殊功能模块地选择3.5.5 系统I/O分配表3 PLC基础知识简介3.1 PLC地产生和发展3.2 PLC地特点与应用3.3 PLC地工作原理及工作过程3.1 PLC控制系统I/O口地估算3.2 PLC地选型3.3 PLC输入/输出点分配3.4 PLC控制接线图第四章变频器地选用4 变频器基础4.1 变频器概述4.2 变频器技术地发展4.2.1 变频器地分类4.3 变频器地工作原理以及控制方式4.3.1 变频器地工作原理4.3.2 变频器地控制方式4.4 MICROMASTER 420概述4.5 MM420变频器地电路结构4 变频器及控制参数设计4.1 变频器设计4.1.1 变频器选型4.2.2 变频器控制接线图4.2 MM420变频器操作面板4.3 变频器参数设置方法4.4 变频器参数设置4.5 变频器控制说明4.5.1 系统参数设计说明4.5.2 相关参数地说明第五章水泵地选用5,1水泵地主要性能参数及运行特点5.2水泵地分类及工作原理5.3喷泉专用泵地特点与应用第六章结论与展望第一章引言1、1音乐喷泉地现状及发展趋势音乐喷泉作为一种独特地人工景观，具有很大地观赏价值，国内各大城市或在广场或在公园都有它地身影.可以说，音乐喷泉已经成为一种娱乐产业，具有很高地经济效益和社会效益.为了适应喷泉工程建设地需要，国内出现了众多地喷泉设备厂和喷泉设计专业公司.根据中国水景喷泉委员会企业资质等级名单，国内比较著名地喷泉公司有：天津市大德喷泉科技有限公司、北京东方光大安装工程集团有限公司、深圳市水体艺术设计有限公司等十几家专业公司.决定音乐喷泉艺术效果地一般有下面几个因素，控制水平、喷头设计和喷泉地空间布局等.因此可以说音乐喷泉涉及到众多地学科，一个大型音乐喷泉工程地完成需要机械、给水排水、自动控制等各种专业人才地通力合作才能完成.其中音乐喷泉地控制是一个关键技术，音乐喷泉之所以能够千变万化，随着音乐翩翩起舞，起决定作用地就是它地控制部分，否则喷泉地造型将只能是静态地、缺乏生气与活力.因此，本课题主要对音乐喷泉地控制系统部分进行研究.1、2音乐喷泉控制系统介绍该音乐喷泉建立在广场中央，整个音乐喷泉地平面示意图如图1-1所示.图1音乐喷泉平面示意图该音乐喷泉由中心区和围绕中心区地2个环构成.中心区由两部分组成：一是由6个喷头控制地最大高度为15M高地主水柱，由一台7．5 kw地水泵和西门子MM430变频器控制；二是在主水柱两旁各有一个由3个喷头控制地副水柱，由两台4kw地水泵和西门子MM430变频器控制.中心区外有2层跑泉，里面一层有72个喷头，由一台4kw地水泵和西门子MM430变频器控制.外面一层有120个喷头，由一台4kw地水泵和西门子MM430变频器控制.另外主水柱旁有红、黄、绿、白4种颜色地彩灯4盏，副水柱里各有1盏红色地彩灯，里层和中心区之间有红黄、绿3种颜色地彩灯共12盏，里层和外层之间有红、黄、绿3种颜色地彩灯共14盏.第二章控制系统论证及控制系统整体设计2.1控制系统地方案论证音乐喷泉地控制系统，要求具备如下功能：1、乐曲播放；2、水型与乐曲同步；3、水型地演示地控制；4、彩色灯光地控制；5、强制停止功能.现在音乐喷泉地控制系统主要有4种，这4种控制系统是继电器-接触器控制系统、单片机控制系统、计算机音乐喷泉控制系统、PLC控制系统.因为本课题选择用PLC，下面我们就论证PLC控制系统如何能方便、简单地实现音乐喷泉地以上功能.经过数十年地发展，PLC技术已越来越成熟，应用地范围也越来越广泛，几乎渗透到了各行各业.而在很多地控制应用系统中，以PLC为核心地控制系统逐渐成为理想地控制系统，其主要特点主要有：1、硬件地可靠性PLC是为了在恶劣地工业环境条件下应用而设计地，一个设计良好地PLC能置于有很强地电噪声、电磁干扰、机械振动、极端温度和湿度很大地环境中.在硬件设计方面，首先是选用优质器件，再就是采用合理地系统结构，加固，简化安装，使它易于抗振动冲击，对印制电路板地设计、加工及焊接都采取了极为严格地工艺措施，而且在电路、结构及工艺上采取了一些独特地方式.例如，在输入/输出电路中都采用了光电隔离措施，做到电浮空，既方便接地，又提高了其抗干扰性能；各个I/O端口都除采用了常规模拟器滤波以外，还加上了数字滤波；内部采用了电磁屏蔽措施，防止辐射干扰；采用了较先进地电源电路，以防止由电源回路串入地干扰信号；采用了较合理地电路程序，一旦某模块出现故障，进行在线插拔、调试时不会影响其他各机地正常运行.由于PLC本身具有很高地可靠性，所以发生故障地部位大多集中在输入/输出地部件上，以及如传感器件、限位开关、光电开关、电磁电机等外围装置上，这样便易于检修和维护.2、编程简单，使用方便用微机实现自动控制，常使用汇编语言编程，难于掌握，要求使用者具有一定水平地计算机硬件和软件知识.PLC采用面向控制过程、面向问题地“自然语言”编程，容易掌握.例如，目前大多数PLC 均采用地梯形图语言编程方式，既继承了传统控制线路地清晰直观感，又顾及了大多数电气技术人员地读图习惯及应用微机地水平，很容易被电气技术人员所接受，易于编程，程序改变时也容易修改，很灵活方便.这种面向控制过程、面向问题地编程方式，与目前微机控制常用地汇编语言相比，虽然在PLC内部增加了解释程序，增加了程序执行时间，但对大多数地机电控制设备来说，这些时间是可以忽略地.3、接线简单，通用性好PLC地接线只需将输入信号地设备（按钮、开关等）与PLC输入端子连接，将接受输出信号执行控制任务地执行元件（接触器、电磁阀等）与PLC输出端子连接.接线简单、工作最少，省去了传统地继电器控制系统接线和拆线地麻烦.PLC地编程逻辑提供了能随要求而改变地“接线网络”，这样生产线地自动化过程就能随意改变.这种性能使PLC具有很高地经济效益.用于连接现场设备地硬件接口实际上是PLC地组成部分，模块化地自诊断接口电路能指出故障，并易于排除故障与替换故障部件，这样地软硬件设计就使现场电气人员与技术人员易于使用.4、可连接为控制网络系统PLC可连成功能很强地网络系统.网络可分为两类：一类是低速网络，采用主从方式通信，传输速率从几千波特到上万波特，传输距离为500—2500m；另一类为高速网络，采用令牌传送方式通信，传输速率为1M—10Mbps，传输距离为500—1000m，网上结点可达1024个.这两类网络可以级连，网上可兼容不同类型地可编程控制器和计算机，从而组成控制范围很大地局部网络.5、易于安装，便于维护PLC安装简单而且功能强大，其相对小地体积使之能安装在通常继电器控制箱所需空间地一半地地方，在从继电器系统改换到PLC系统地情况下，PLC小地模块结构使之能安装在继电器附近，并将连向已有接线端，其改换很方便，只要将输入/输出设备连向接线端即可.在大型安装中，长距离输入/输出站点安放在最优地点.长距离站通过同轴电缆获双扭线连向CPU，这种配置大大减少了物料和劳力，长距离子系统方法也意味着系统不同部分可在到达安装场地前由PLC制造商预先连好线，这一方法大大减少了电气技术人员地现场安装时间.从一开始，PLC便以易维护作为设计目标.由于几乎所有器件都是固态地，维护时只需更换模块级插入式部件，故障检测电路将诊断指示器嵌在每一部件中，就能指示是否正常工作，借助于编程设备可见输入/输出是ON还是OFF，还可写编程指令来报告故障.PLC地这些及其他一些特性使之成为任何一个控制系统地有益部分.一旦安装后，其作用立即显现，其收益也马上实现，像其他智能设备一样,PLC地潜在优点还取决于应用时地创造性.2.2 对选定方案地分析1、可行性分析（1）功能可行性分析：由于系统各主要部分所需要满足地功能步骤及要求大多是开关量信号，所以选择可编程序逻辑控制器是完全能够满足其功能要求地.（2）系统可靠性分析：系统主要靠PLC内部程序运行，从而达到实时性、准确性得到很大改善，使系统可靠性得到了进一步地保证.（3）系统扩展性分析：系统采用PLC作为控制器，其本身就具有极强地功能扩展性，加之PLC产品地完整性，使得系统功能扩展极其方便.（4）系统可维护性分析：系统采用先进控制方式，大大降低了工程成本，并由于系统组态及结构简单，这使得可维护性增强.2、技术性能（1）PLC选型：PLC地选择是否能让功能与任务相适应；PLC地处理速度是否满足实时控制地要求；（2）扩展模块地选择：开关量输入模块工作电压地选择；开关量输出模块输出方式地选择；模拟量输入模块地模拟量值地输入范围考虑.从与其它喷泉控制系统对比中可以看出，本次设计地控制系统中主要控制器必须满足系统地可行性、可靠性、可扩展性、可维护性等要求.而综合上述方案论证，大型广场音乐喷泉采用PLC控制系统既能很好地满足其性能要求，并能很好地实现音乐喷泉地各种功能，又经济、安全、方便实用.本文就是基于以上所介绍地PLC地诸多优点而设计地.同时，在后续地设计中将综合考虑控制系统地技术性能.2.3 控制系统整体设计音乐喷泉控制系统具有控制点数多，实时性要求高地特点.根据其特点，其硬件采用PLC 模块+模拟量输入模块+模拟量输出模块+变频器组成.这种组成可以很好地满足音乐喷泉控制地要求.还具有硬件和备件投资省，易于调试和维护地优点.喷泉控制系统地结构框图如所示.图2.1喷泉控制系统地结构框图………………………………………………..1.4课题研究地内容及意义第二章关于课题地基础知识2.1 音乐地特征分析2.11音地基本性质自然界中地声音是由各种各样地发声体振动产生地.按照发声体振动方式地不同可以把声音分为乐音和噪音两大类，乐音是发声体有规则地振动产生地，它是组成音乐地主要材料.噪音则是由发声体无规则地振动产生地，噪音没有固定地音高；声音按照物理特性地区别又可以分为纯音和复合音(复音).纯音是单一频率成分地音，如音叉发出地声音；复合音则是由两种以上频率成分构成地音，在听觉上是多于一个音调地声音.自然界绝大多数发声体发出地声音都是复合音，如语音、乐音或噪音.音有音高、音长、音强和音色四种特征，它们分别与发声体振动地频率、持续时间、振幅和频谱分布等物理量相对应.音地高低是由物体在一定时间内地振动次数(即频率)决定地，振动次数多，音则高；振动次数少，音则低.音地长短是由振动地延续时间地不同而决定地.振动地延续时间长，音则长；振动地延续时间短，音则短.音地强弱是由于振幅地大小而决定地.振幅大，音则强；振幅小，音则弱.音色则由于发声体地性质、形状及其泛音地多少等不同而不同.自然界中能为人地听觉所感受地音是非常多地，然而并不是所有地音都可以作为音乐地基本材料.在音乐中所使用地音，是能够表达人类地生活和思想感情地，这些音被组成为一个固定地体系，用来表现音乐思想和塑造音乐形象.一个个孤立地音，是无法塑造音乐形象地.在音乐中使用地音总是按照一定地关系连结在一起，表达一定地音乐思想.组成一首乐曲地三个基本要素为旋律、节奏和和声.而在这三种要素中，旋律和节奏是不可缺少地，因此对一首乐曲地旋律和节奏地认知是必要且必须准确地.同时乐曲地调式调性也很好地表征了乐曲地特点，如果能很好地提取出音乐地调式特性，在一定程度上可以辅助演奏者对乐曲特征地感知与表现.2.12音乐地基本乐理理解基本乐理是进行音乐信号识别和深入研究地第一步，下面介绍一些基本乐理概念音符，音乐地最基本要素，是记录乐音及其时值长短地符号，基本音符代表一个四分音符地长度.音长，指音地长短，它是由发音体振动持续地时值来决定地.振动持续地时间越长，音越长；反之，持续地时值越短，音则越短.音高，指音地高低，它是由发音体振动地频率(每秒振动地次数)来决定地，振动地频率高，音则高；反之，频率低，音则低.在音乐上，音高是与具体地音符一一对应地，即每个音符地基频是有严格规定地，这就是音乐地“律制”.如大字组地C为65．4Hz，小字组地c为130．8Hz.通常，在音乐上使用地音高在16Hz--7000Hz地范围内.音量(力度)，指音地强弱，它是由发音体振动地幅度大小来决定地.振幅大，音则强：反之，振幅小，音则弱.音色，指音地色彩，它是由发音体振动地方式、形状、成分及发音体地品质等因素来决定地.2.13 音乐信号地采集本文地研究针对地是采用外部音源地喷泉系统，因此在对音乐信号进行特征识别前首先要完成对模拟音乐信号地采集.音乐信号地采集主要包括音频放大和A／D转换两个过程，下面分别进行分析.外部音源信号地幅度一般较弱，因此必须要对原信号进行放大处理后才能送入A/D 转换器.本文选择了LM386芯片设计音频放大电路.LM386是美国国家半导体公司(NS)推出地系列功率放大集成电路地一种，LM386具有功耗低、工作电压范围宽、所需外围元件少等特点，在电子设备地音频放大电路设计中应用非常广泛，它使用了lO只晶体管构成了输入级、电压增益和电流驱动级.其中TI～T6组成PNP型复合差分放大器，T5、T6为镜像恒流源，作为T3、T4地有源负载，使输入级有稳定地增益.电压增益级由接成共发射极状态地T7承担，其负载也使用了恒流源，整个集成功放地开环增益主要由该级决定.T8、T9复合为一个PNP管，和T10共同组成互补对称射极输出电路，以供给负载以足够地电流.Dl、132提供了T8、T9、T10所需地偏置，使末级偏置在甲乙类状态.RS-R7构成内部反馈环路闭.从图2．1可以看出，LM386采用双列8脚封装结构，它地工作电压范围为4~12v，静态电流4mA，最大输出功率660mw，最大电压增益46dB，增益带宽300kHz，谐波失真0．2％.图2．1LM386封装形式及引脚定义LM386提供了两种典型放大电路地设计方案.一种是在LM386地1脚和8脚之间不接其他元件，此时放大电路地增益仅由内部电阻R5、R7决定，为20倍数(26dB)，这种方式外部电路元件最少，也最为经济.另一种通过在l脚和8脚之间串接不同地阻容元件，改变放大电路地交流反馈量，从而改变放大电路地闭环增益.音乐信号地放大采集如图2．2所示.外部音源(声卡、CD机等)地模拟音乐信号分左、右声道分别进入放大电路，经过信号放大后，得到幅值放大后地音频信号.从图4．2可以看出放大电路地具体设计.在LM386地l脚和8脚之问串接一个lO微法地电容CA，使内部电阻R6被交流旁路，放大电路地增益能达到最大值，200倍数(46dB).再对音频放大电路地外围电路进行设计，电路中电容C1、C6作为隔直电容，电位器Pl用于调节音量地大小，元件R2、c5有助于旁路高频噪音和改善输出地音质.电容C3作为去耦电容，一方面是本集成电路地蓄能电容，另一方面旁路掉该器件地高频噪声.电容C2则是作为旁路电容，将信号地中高频噪音旁路到地网.经过放大电路地音频信号就送入A／D转换器进行采样，这里A／D转换器要设置为双极性，即能接收负信号.图2．2音乐信号放大2.14 采样定理采样是指用一较高频率地开关脉冲对模拟信号进行取样，取出脉冲到来时刻所对应地模拟信号地幅度，这样就可以得到一连串幅度变化地离散脉冲.用这些离散脉冲序列代替原来时间上连续地信号，也就是在时间上将模拟信号离散化踟．如图2．2所示，在对音乐信号进行放大处理后，就要通过A/D转换将模拟信号采集进计算机，这就是音乐信号地采样．我们在对一个连续地音乐信号进行采样时，为了使采样后地样本序列能够包含足够地信息以使其能够较正确地重现原来地模拟信号，在采样时应当使采样频率满足采样定理地要求.采样定理地描述为“对一个模拟信号进行离散化时，只要满足采样频率正大于或等于被采样信号地最高频率fm地2倍，就可以通过理想地低通滤波器，从样本值序列信号中无失真地恢复出原始模拟信号”，这里地fm称为香农频率，这个采样定理又称为香农采样定理.实际应用中为了较好地防止频谱混叠失真，采样频率一般要稍大于信号最高频率地2倍.比如乐曲地音域频段如果在50Hz--4000Hz内，就要将A／D转换器地采样频率选定为10kHz，才能满足香农采样定理地要求.2.2 喷头地选择A组喷头地选择A组位于中间位置，需要喷出雄壮并且喷射高度高得水柱，所以A组喷头选择直上喷头.直上喷头是在同一个配水室上安装多角度直射喷嘴，这些喷嘴规格相同时，喷出地水姿雄壮笔直、粗狂美观；这些喷嘴规格不完全相同时，大小喷嘴布设得当，喷出地水姿粗壮有力、层次分明、主题突出、是大型喷泉中心必备地主要喷头.该喷头也叫中心喷头.可调节射流地方向.喷头材质：铸铜、不锈钢，如图2-3所示.图2-3 直上喷头实物图及安装简图B组喷头地选择B组位于第二层地位置，所喷出地水柱应该比A组所喷出地水柱稍细比A组所喷地水柱要低.所以我B组选择可调直流喷头.可调节直流喷头在各种场合地喷水池中广泛应用，并是音乐喷泉地必备喷头，这种喷头装有球形接头，可沿垂直方向向15度进行调节.可调直流喷头可组合各种不同形状地喷射果，射流地高低和角度地变化，可根据水池形状大小决定.喷头材质：铸铜、不锈钢，如图2-4所示.图2-4 可调直流喷头实物图及安装简图C组喷头地选择C组喷头应该比B组喷头喷射高度略低比D组略高，所喷水柱比B组水柱略粗壮、挺拔.所以C 组喷头选择树冰形喷头.树冰形喷头喷水时外观效果庞大丰满，粗壮挺拔，抗风力较强.喷头安装在导流筒上端与水面齐平，喷水时能将池水带出，形成粗大壮观地水柱.喷头材质：铸铜、不锈钢，如图2-5所示.图2-5 树冰形喷头实物图及安装简图D组喷头地选择D组位于该喷泉地最外侧，水柱所喷高度应该最低，水量应该较大，择所喷水柱比较灵动.所以选择涌泉喷头.涌泉喷头也是加气喷头地一种，又称鼓泡喷头、珍珠喷头.喷水时能将气吸入，使水姿形成充满空气地白色水丘，水沫轻溅，古朴灵动.加气喷头用射流泵地原理，喷水时将空气吸入，以少量地水产生丰满地射流，喷出地水柱呈白色不透明状，反光效果好.喷头材质：铸铜、不锈钢，如图2-6所示.图2-6 涌泉喷头实物图及安装简图2.3 灯光地选择该喷泉用四组彩灯分别为红，绿，黄，蓝.从里到外分别对应A处用红色地彩灯，B处为绿色地彩灯，C处为黄色彩灯，D处为蓝色彩灯.每一个喷头处对应一个相应颜色地彩灯.因为喷泉用彩灯都是安装在水下所以对光线地要求高，对安全性能地要求也要很高，同时对使用寿命要求要长.LED水下灯能够达到上述地要求，所以本设计选择AC 220V LED水下灯，如图2-8所示图2-8 LED水下灯第三章水泵地选用5,1水泵地主要性能参数及运行特点泵地主要性能参数有流量Q、扬程、功率、效率，转速，泵还有表示汽蚀性能地参数，即汽蚀余量或吸上真空高度.这些参数反映了泵地整体性能，现分别介绍如下：1、流量流量是指单位时间内所输送地流体数量.它可以用体积流量Qv 表示，也可以用质量流量Qm 表示.体积流量地常用单位为m3／s或m3／h，质量流量地常用单位为kg／s 或t／h.2、扬程扬程系指单位重量液体通过泵后所获得地能量，即流体从泵进口到泵出口所获得地能量增加值，为水泵地扬程.用H表示.单位为kgf.m/kgf3、功率与效率泵地功率可分为有效功率、轴功率和原动机功率.有效功率是指单位时间内通过泵地流体所获得地功率，即泵地输出功率，轴功率即原动机传到泵轴上地功率，又称输入功率.轴功率与有效功率之差是泵与风机内地损失功率.泵与风机地效率为有效功率与轴功率之比.由于原动机轴与泵或风机轴地连接存在机械损失，所以，原动机功率通常要比轴功率大.考虑泵与风机运转时可能出现超负荷情况，所以原动机地配套功率通常要大些，4、转速转速系指泵轴每分钟地转数，用符号n表示，单位为r／min.5、水泵地并、串运行特点：并、串运行条件：水泵地并联：要求是水泵地扬程一样.这样地效果是提高流量.并联增加流量，扬程是一只水泵地扬程.水泵地串联：要求是水泵地流量类似.这样可以提高总扬程，同时推荐在串联过程中增加小压力罐.串联增加扬程，流量是一台水泵地流量.5.2水泵地分类及工作原理5.21水泵地分类水泵地标准及所牵涉地产品种类非常多，有离心泵、计量泵、螺杆泵、往复泵、水轮泵、潜水泵、油泵、清水泵、试压泵、旋涡泵、低温泵、真空泵、罗茨泵、消防泵等等.泵名称有些是按泵地常规分类方法划分地如叶片泵、容积泵等，有些则是按用途划分地如污水泵、卫生泵等，有些名称则比较随意如扩散泵、液氮泵等.只要有此类产品地生产，有制定标准地需求，通过一定地申请、批准手续就可能产生一个新地标准，但有时内容也有相当地交叉、重复.就国内和国外地标准而言，则国内地标准数量多于国外地标准.现着重介绍泵按结构地分类1、容积式借活塞在汽缸内地往复作用使缸内容积反复变化，以吸入和排出流体机壳内地转子或转动部件旋转时，转子与机壳之间地工作容积发生变化，借以吸入和排出流体，如：活塞泵齿轮。
基于PLC技术的智能音乐喷泉控制系统设计
基于PLC技术的智能音乐喷泉控制系统设计智能音乐喷泉控制系统是一种结合了PLC技术和音乐控制的创新系统。
它利用PLC（可编程逻辑控制器）来控制音乐喷泉的运行，并通过音乐的节奏和节拍来改变喷水的高度、流量和形状，从而创造出美妙的音乐喷泉艺术效果。
本文将详细介绍基于PLC技术的智能音乐喷泉控制系统的设计。
首先，智能音乐喷泉控制系统的设计需要选择合适的PLC硬件设备。
在选择PLC时，需要考虑系统的需求，如输入输出点数、通信接口、性能等。
同时，还需要考虑设备的可靠性、稳定性和扩展性，以确保系统的高效运行。
其次，在PLC软件编程方面，需要根据系统的控制需求，编写相应的程序。
这些程序将控制喷泉的运行，并根据音乐的节奏和节拍调整喷水的高度、流量和形状。
在编程过程中，需要合理利用PLC的逻辑功能模块，如定时器、计数器和比较器，以实现精确的控制。
接着，智能音乐喷泉控制系统的设计需要考虑音乐与控制的协调。
一方面，需要将音乐信号与PLC进行连接，以实现音乐的输入和节奏的检测。
可以通过传感器和信号转换器将音乐信号转换为PLC可读取的信号。
另一方面，还需要将PLC 的输出信号转换为驱动喷泉的控制信号，通过控制器控制喷泉的泵、电磁阀等执行机构，实现喷水的高度、流量和形状的调整。
此外，智能音乐喷泉控制系统设计还需要考虑系统的可视化和交互性。
通过在用户界面上显示喷水的状态和控制参数，用户可以直观地了解喷水效果，并进行相应的调整。
可以通过HMI（人机界面）来实现系统的可视化和交互功能，提供直观、简单的操作界面。
最后，智能音乐喷泉控制系统的设计需要进行系统的测试和调试。
在测试过程中，需要验证PLC程序的正确性和稳定性，以及系统的各个功能模块是否正常运行。
如果发现问题，需要及时排除故障，并进行相应的调整和优化，以确保系统的稳定性和可靠性。
综上所述，基于PLC技术的智能音乐喷泉控制系统设计需要选择合适的硬件设备、编写相应的软件程序，实现音乐与控制的协调，考虑系统的可视化和交互性，并进行系统的测试和调试。
音乐喷泉PLC控制系统设计方案
音乐喷泉PLC控制系统设计方案目标与范围音乐喷泉，这个时下流行的城市景观，不仅仅是为了美化环境，更是给人们带来一种独特的视听享受。
为了实现这一目标，我们需要设计一个高效的PLC控制系统。
这个系统不仅要让水流、灯光和音乐完美配合，还得保证稳定性和可扩展性。
我们的目标是创造出一个操作简单、功能智能的控制系统，能够应对各种场合和主题的喷泉表演。
组织现状与需求分析在着手设计之前，先了解我们所面对的环境和需求是非常重要的。
想象一下，我们在某个城市的公共广场，眼前的喷泉系统早已过时，控制方式也十分单一，根本无法满足现代人对美的追求。
现在的系统只能通过简单的开关来控制水流，灯光和音乐却没法实现同步，显得十分乏味。
用户的需求主要有：1. 能够随意切换多种音乐和灯光效果。
2. 具备程序化控制功能，能够定时自动运行。
3. 界面友好，方便那些非专业人员使用。
4. 系统维护方便，后期可以轻松升级和扩展。
实施步骤与操作指南设计方案概述音乐喷泉PLC控制系统的核心是PLC（可编程逻辑控制器），它将负责整个喷泉的水流、灯光和音乐控制。
整个系统将划分为几个模块，包括水泵控制、灯光控制和音频播放，每个模块都通过PLC进行协调。
设备选型1. PLC设备：选用西门子S7-1200系列，因其扩展性和稳定性都不错。
2. 水泵：选择变频调速泵，能根据不同效果调节水流。
3. 灯光设备：LED彩灯，能制造出各种颜色和效果变化。
4. 音频设备：高保真音响，确保音乐播放清晰动听。
系统架构1. PLC控制器：作为系统的“大脑”，负责接收操作指令并控制各个模块。
2. 水泵控制模块：通过继电器来控制水泵的开关，并调节水流。
3. 灯光控制模块：通过DMX512协议来控制LED灯的颜色和亮度，创造出不同的视觉效果。
4. 音频播放模块：与PLC联动，保证音乐、喷泉和灯光的完美同步。
具体实施步骤- 系统搭建：在广场设置控制柜，安装PLC及相关模块，确保电源和信号线连接无误。
毕业设计 基于PLC的喷泉控制系统设计 共69页
毕业设计基于PLC的喷泉控制系统设计共69页，17925字附力控组态目录设计总说明IINTRODUCTION II1 绪论 11.1 喷泉的发展和现状 11.2 喷泉控制方式的比较 12 PLC的喷泉控制系统结构设计 22.1 喷泉的总体方案设计 22.2 系统的结构图 42.3 系统的工作过程 43 硬件电路设计 53.1 硬件选型 53.1.1 PLC的CPU选型 53.1.2 PLC的扩展模块选型83.1.3 变频器的选型103.1.4 水泵和电磁阀的选型123.2 控制面板的设计133.3 硬件接线图143.3.1 系统主控原理图143.3.2 CPU基本单元的I/O接口图153.3.3 EM223 数字量扩展模块的I/O接口图163.3.4 EM223、EM232与变频器接线图174 软件设计184.1 花样方案设计184.1.1 方案一花样的研究分析184.1.2 方案二的花样研究分析204.2 程序设计244.2.1 程序编写244.2.2 I/O地址分配244.2.3 内存变量分配245 PC机监控软件设计245.1 力控组态软件介绍245.2 监控软件设计265.2.1 人机友好界面设计265.2.2 定义I/O设备275.2.3 创建实时数据库275.2.4 通信变量关联285.3 喷泉监控系统模拟动画仿真286 结束语31鸣谢32参考文献33附录34附录Ⅰ元器件清单34附录Ⅱ程序梯形图35附录ⅢI/O地址分配50附录Ⅳ内存变量分配51附录Ⅴ系统模拟动画仿真的脚本编译56设计总说明喷泉系统的控制方式通常有手动控制、程序控制和音乐控制三种。
手动控制喷泉缺乏变化，但成本低廉。
程序控制喷泉有丰富的水形变化。
音乐控制喷泉采用无级调速控制，将音乐与水形变化完美结合，同时给人们以视觉和听觉的享受。
而喷泉系统的程序控制方式因不同的元器件控制也分很多种类，例如单片机控制、PLC控制等等。
传统的喷泉手动控制一旦设计好控制电路，就不能随意改变喷泉的花样及喷水时间；而在喷泉控制系统中，采用单片机控制原理，以可控硅作为功率开关元件，由于可控硅承受过电压、过电流的能力较差，因而不能长时间运行。
基于PLC的音乐喷泉控制系统设计方案
基于PLC的音乐喷泉控制系统设计方案音乐喷泉控制系统是一种利用PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）技术实现的智能喷泉装置。
其通过程序控制PLC完成对音乐喷泉的灯光、水柱高度、水流变化等各种要素的精密控制，使得喷泉与音乐完美结合，呈现出绚丽多彩的视听效果。
本文将详细介绍基于PLC的音乐喷泉控制系统的设计方案。
一、系统组成和工作原理基于PLC的音乐喷泉控制系统由以下几个主要部分组成：1. PLC控制器：采用先进可靠的PLC控制器，具备强大的输入输出功能和实时控制能力，可实现多通道的高精度控制；2. 传感器：用于感知环境中的各种参数，如音乐信号、水压、水位、温度等，并将其转化为电信号输入到PLC中进行处理；3. 执行机构：包括水泵、电磁阀、喷头灯光等，通过PLC控制信号实现对水流、灯光等各个要素的控制；4. 电源装置：为系统提供所需的稳定电压和电流；5. 人机界面：通过触摸屏、按钮等实现人机交互，方便操作和参数设置。
工作原理如下：1. 传感器感知外界环境参数，将数据输入PLC；2. PLC接收并处理传感器数据，通过预设的程序决定喷泉中的水流、灯光等要素的变化规律；3. PLC输出相应的控制信号，驱动执行机构调整喷泉中水柱的高度、灯光的颜色等；4. 同时，PLC还可以接收人机界面输入的指令，实现手动控制；5. 喷泉控制系统不断循环以上步骤，实时调整水柱高度、灯光颜色和光线变化等，与音乐形成完美配合。
二、系统设计方案基于PLC的音乐喷泉控制系统的设计方案应充分考虑系统的稳定性、实时性和灵活性，下面介绍具体的设计思路和步骤。
1. 系统需求分析：按照项目需求明确系统的功能模块、参数要求和工作环境等，为后续设计做好准备。
2. 选择PLC控制器：根据系统需求选取适配的PLC控制器，考虑其输入输出点数、运算速度和可编程能力等特点。
3. 传感器选择：根据实际需求选择合适的传感器，如声音传感器、光照传感器、液位传感器等，以感知音乐和环境参数。
基于PLC技术的音乐喷泉控制系统设计
基于PLC技术的音乐喷泉控制系统设计音乐喷泉控制系统是一种基于PLC技术的创新工程，它将音乐与喷泉结合起来，通过精确控制水泵、灯光和音响系统，实现了美轮美奂的音乐喷泉表演。
本文将为您详细介绍基于PLC技术的音乐喷泉控制系统的设计原理和实现方法。
首先，基于PLC技术的音乐喷泉控制系统的设计需要考虑以下几个关键因素：喷头控制、音乐节奏分析和PLC编程。
喷头控制是音乐喷泉表演的核心，它决定了水柱的形态和水流的变化。
通过PLC控制的电磁阀和水泵组成的系统，可以实现对水流的精确控制。
在设计喷头控制系统时，需要考虑喷头的数量和布局、喷头的工作模式（如喷射、喷雾、旋转等）以及喷头之间的协调配合。
音乐节奏分析是实现音乐喷泉表演的关键环节。
通过对音乐信号进行分析，可以提取出音乐的节奏、音符等信息，进而根据这些信息来控制水柱和灯光的变化。
常见的音乐节奏分析方法有FFT频谱分析、小波变换等。
在设计音乐节奏分析模块时，需要考虑高精度的数据采集和处理能力，以及与PLC控制系统的无缝集成。
PLC编程是实现音乐喷泉控制系统的关键任务。
通过PLC编程，可以实现各个模块之间的协作和联动，实现对喷头、水泵、灯光等设备的精确控制。
在设计PLC程序时，需要考虑系统的实时性、稳定性和可扩展性。
常见的PLC编程语言有LD、FBD和ST等，根据实际需求选择合适的编程语言。
此外，基于PLC技术的音乐喷泉控制系统还需要考虑以下附加功能：运行状态监测、故障报警和远程控制。
通过监测喷头、水泵、灯光等设备的运行状态，并及时进行故障报警，可以保障系统的可靠性和稳定性。
同时，通过远程控制功能，可以实现对音乐喷泉系统的远程监控和操作，提高系统的可操作性和便利性。
总结而言，基于PLC技术的音乐喷泉控制系统设计需要考虑喷头控制、音乐节奏分析、PLC编程以及附加功能等多个方面的要求。
通过合理的系统设计和精确的设备控制，可以实现令人叹为观止的音乐喷泉表演。
在设计过程中，需要充分评估系统的性能要求、控制要素之间的协调关系以及系统的可靠性和稳定性要求，从而确保音乐喷泉控制系统的设计与实现的成功。
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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
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。
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.
KEY WORDS: Musical fountain，Control system，PLC，frequency
第1章绪论…………………………………………………………………1
1.1音乐喷泉的发展现状………………………………………………1
1.2本文主要研究内容及意义…………………………………………3
1.3本章小结……………………………………………………………3
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。
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.
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 con…………………4
2.1音乐喷泉控制系统设计要求………………………………………4
2.2音乐喷泉控制系统方案选择………………………………………5
2.3本章小结……………………………………………………………6
第3章音乐喷泉控制系统硬件设计…………………………………………7
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