花式喷泉PLC控制系统毕业设计

北京电子科技职业学院Beijing Electronic Science and Technology Vocational College

毕业设计（论

文）

设计题目花式喷泉的PLC控制系统设计

系部机电技术系

专业机电一体化技术专业

班级

姓名

指导教师杨正忠

2012 年10月

花式喷泉的PLC控制

摘要

花式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，对花式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。

本文结合任务设计书的要求，以花式喷泉为研究对象，采用了S7-300系列PLC作为喷泉的控制器。对花式喷泉的控制系统的总体功能进行了分析，阐述了可编程控制器的组成和工作原理。提出了喷泉硬件的各组成模块及详细的硬件模块设计方案，并对控制方式进行了设计和程序的编写。本设计改善了喷泉系统的控制品质，并真正地达到了实时控制的要求。

关键词：PLC；喷泉；控制系统

目录

1. 绪论 (1)

1.1 喷泉的发展 (1)

1.1.1 我国喷泉的发展 (1)

1.1.2 喷泉的应用状况 (1)

1.1.3 现代喷泉重出现的问题 (2)

1.2 喷泉的种类 (3)

1.3 喷泉中的一些新技术 (3)

1.4 设计的主要研究内容及安排 (4)

2. 方案分析 (5)

2.1 主控制器方案分析 (5)

2.2 主控制器方案的选择 (6)

2.3 喷泉控制方案分析 (6)

2.4 喷泉控制方案的选择 (7)

2.5 喷泉的控制要求 (8)

3. 花式喷泉的硬件设计 (9)

3.1 硬件的选择 (9)

3.1.1 PLC的选择方案 (9)

3.1.2 水泵的选择方案 (9)

3.1.3 喷头的选择方案 (10)

3.2 控制面板 (10)

4. 系统的软件设计 (12)

4.1 花式喷泉的PLC控制流程图 (12)

4.2 I/O模块的选择 (12)

4.3 花式喷泉的I/O分配 (13)

4.4 PLC的I/O地址分配简介 (13)

4.5 软件的选用 (13)

4.6 系统主程序 (14)

4.7 系统程序的可行性 (16)

5. 系统的仿真和调试 (17)

5.1 仿真软件的选用 (17)

5.2 系统的调试 (17)

总结 (23)

致谢 (24)

参考文献 (25)

附录1 (26)

附录2 (27)

1. 绪论

1.1 喷泉的发展

1.1.1 我国喷泉的发展

国内在二十世纪八十年代以前，喷泉只是建筑给排水和园林造景专业的一个技术细节，从设计到产品制作，工程安装都没有形成规模。只是在展览馆等公共建筑和公园里能见到一些中、小喷泉，产品的水平也是简单、粗放的。二十世纪八十年以后，随着国民经济的恢复和发展，人民生活水平的提高，一些城市的城建、园林主管部门在城市建设、改造的过程中，以及环境的美化和文化氛围的营造上对喷泉提出了求新的要求，一部分建筑、园林、水利的设计院、研究所及大专院校，综合了土建结构、给排水、机电控制等传统的专业技术，加上当时先进的单片机，通过电磁阀和直流电机调速实行变量控制，设计出一批喷泉、水景。得到了良好的社会反映和社会效益。在这个时期，一些喷泉设备专业加工厂和公司开始组建、发展，为喷泉的专业化发展提供了力量，打下了基础。

二十世纪九十年代以后，社会主义市场经济快速发展，全国城市建设速度加快，人们也追求高质量的文化生活和环境美。市场的需求推动了喷泉行业的发展。喷泉走出公园、园林的围墙和广场的中心，深入延伸到人们的各个社会活动场所。许多喷泉专业的生产厂商和专业公司，在这段时间内应运而生，迅速发展起来。专业技术人员把计算机技术、信息技术，以及声、光、电、雾、火、激光、音乐、水幕电影等学科的技术应用到喷泉之中，把喷泉行业的技术水平推上了一个新的层面，开拓了广阔的应用空间，喷泉行业得到了快速发展。2001年中国建筑金属结构协会、给水排水设备分会成立了水景喷泉专业委员会，行业组织为城镇、园林的主管部门、设计院、所及专业生产厂商、公司提供服务，促进喷泉行业健康有序地发展。一些大学和中专的建筑、园林专业也开设了水景、喷泉课程，为喷泉行业的今后发展提供了知识储备。喷泉行业的发展进入到一个新的阶段。

1.1.2 喷泉的应用状况

人们对喷泉的造景功能、娱乐功能、环保功能认识的提高，开拓了喷泉的应用范围。我们可以看到：适宜于喜庆节日、大型群众集会的广场喷泉和城市主题雕塑喷泉，其水造型往往是简捷、明快、庄重、大方，给予人们团结进取，凝聚向上的感受。在商业广

场、购物中心以及一些景点的大型激光彩色音乐喷泉，其动感十足的“水表演”，既欢快、跳跃，又抒情、富有诗意的“水舞蹈”，有些喷泉配之以水幕电影，给人们以变幻无穷，绚丽多姿的视听效果。河、湖自然水面上喷水高度超过百米的高水柱喷泉，其雄伟、壮观的水造型往往成为这个城市或旅游景点的特征之一。喷泉进入了住宅小区，多与建筑小品和雕塑相映、相伴，既有中、老年人们喜爱的幽静、典雅的风格，也有适于儿童嬉水，趣味十足的形式。松弛、舒适的环境氛围给人们愉悦的感受。商场内、酒楼里的喷泉小巧、别致，既调节了室内小气候，又增添了画意。依托大型建筑物和自然地形建成的人工瀑布及溢水造景给人们以清新和另有韵味的感受。喷泉在电视转播厅和大型歌舞上频频出现，调谐得当的水形烘托着演出的效果。精巧的微型喷泉进入了办公室和居室，给室内增添了动态的装饰。喷泉是艺术和技术的结合物，建筑艺术、园林艺术、美术以至引伸到人文学、文学艺术、音乐艺术等都能蕴含到喷泉的设计、创作中。不少成功的作品都注意喷泉的设计风格与周边的环境、建筑物风格的协调一致，注意当地人文、文化心理，所以好的方案设计是至关重要的，它是成功的起点。在喷泉方案的制作上，短短的几年时间就从手工制图发展到photo shop图片再发展到三维动画制作的光盘描绘的动态喷水方案，计算机技术极大地丰富和开拓了人们的思维空间。快速、直观、便于保存、易于修改的优点很快地就被建设方接受，成为喷泉设计方案招投标的必备内容。喷泉的专用产品，设备也在不断地更新换代，新材料、新技术的采用，环保型的产品更加安全、可靠，售后服务周到、及时，这些都为喷泉的良性发展提供了技术支撑，使得大多数的喷泉在美化环境之外，还发挥了良好的生态效应社会效益和广告效应等间接的经济效益。

1.1.3 现代喷泉重出现的问题

在喷泉得到广泛应用的过程中，也出现了一些问题和不足，有些认识上的误区和不良倾向应该引起人们的重视。否则将对喷泉行业的健康发展产生负面影响。

（1）方案设计上的盲目性，往往导致作品成为败笔，使作品难于长久存在。

（2）细部设计的不合理直接影响作品效果。

（3）质次价高的伪劣产品直接影响着有关厂商和公司的信誉。

（4）节能、节水、环保问题应引起足够的重视。

喷泉的水造型是通过细部设计来实现的，机、泵、管、阀门、喷头的合理选配，直接影响着喷水效果。有些喷泉的设计，只注意了流量、工作压力等技术指标，忽视了流