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基于PLC控制的花样喷泉
摘要:在现代社会中随着人们对环境越来越重视,计算机硬件技术越来越普遍,喷泉的应用也更加受欢迎。用PLC技术控制喷泉结构简单,控制方便,可随意改变控制功能达到变换喷泉喷水花样的目的,所以在现代社会中有很大的发展空间。
关键词:PLC;花样喷泉;变频器
一、概述
当今社会在人们生活水平日益提高的同时,人们对城市环境的建设也越来越重视。在每座城市主要的广场上、公园里都能见到喷泉的身影,人们对喷泉越来越喜爱。喷泉有非常高的观赏价值,现在在各种不同的场所都能见到喷泉。它在给人们的生活到来了视觉上享受的同时,也提高了周边的环境质量,它增了空气中的湿度,减少了空气中的尘埃,降低了空气的温度。
在计算机技术应用十分普遍的情况下,PLC的应用越来越普遍。用PLC来控制喷泉不仅能让喷泉切换各种水型,而且还能将各种水型按照预先设定的排列组合进行控制程序的设计,通过计算机运行控制程序发出控制信号,使水型实现多姿多彩的变换。
二、花样喷泉的设计方案
1、花样喷泉的控制要求
(1)1号2号喷水管为外环形状,3号喷水管为内环形状,4号喷水管为星型。
(2)本次设计的花样喷泉有三种花样选择。用按钮来控制喷泉的开始与停止,用选择开关来实现喷泉的工作方式。
(3)三种花样分别为:
1)首先1、2、3、4每隔两秒依次喷水,四个喷水管同时喷水10秒后停止,如此循环。
2)先1、3同时喷水两秒然后停止,同时2、4同时喷水两秒然后停止,交替运行5次后1、2、3、4同时喷水,10秒后停止,如此循环。
3)先1、3、2、4顺序喷水,间隔两秒,然后同时喷水10秒后,按2、4、1、
3顺序停喷,如此循环。
(4)通过变频器控制水泵的转速达到控制每个喷泉喷水高度的要求。1、3为低速正转,2、4为高速正转。
花样喷泉示意图如图1所示:
图1 花样喷泉示意图
2、花样喷泉的控制原理图
通过按钮开关信号来控制PLC,用一个变频器来控制4个水泵。
花样喷泉的控制原理图如图2所示:
图2 花样喷泉的控制原理图
三、喷泉的简介
1、喷泉的种类
(1)普通喷泉
普通喷泉是由电源开关的开闭来控制喷泉的运行,此种喷泉的水型较单一简单。
(2)程控喷泉
程控喷泉是先将各种水型按照设计所需要的要求进行排列组合,再根据要求进行控制程序的设计,并通过计算机发出控制信号,使喷泉按照设计要求喷出各种水型。
(3)音乐喷泉
音乐喷泉是在程控喷泉的基础上加入了音乐控制系统,计算机通过音频信号的识别进行译码和编码,最终将信号输出至控制系统,使喷泉的造型与音乐同步。
2、喷泉的应用
随着国民经济的恢复和发展,人民生活水平的提高,人们不断追求高质量的文化生活和环境美,使得喷泉越来越受到人们的喜爱。
在城市中我们可以看到大型群众集会的广场喷泉和城市主题雕塑喷泉,在商业广场、购物中心以及旅游景点可以看到大型激光彩色音乐喷泉,在河、湖自然水面上可以看到喷水高度超过百米的高水柱喷泉,甚至在商场内、酒楼里也可以看到小巧、别致的喷泉。
随着人们对喷泉的造景功能、娱乐功能、环保功能认识的提高,喷泉的得到了更多的应用。
四、可编程控制器介绍
可编程控制器属于存储程序控制方式,其控制功能是通过存放在存储器内的程序来实现的,若要对控制功能做必要的修改,只需改变软件指令即可,实现了硬件控制的软件化。其主要特点为:
1、PLC软件简单易学 PLC采用的易学易懂的梯形图语言,是以计算机软件技术构***们惯用的继电器模型,形成的一套独具风格的一继电器梯形图为基础的形象编程语言。
2、使用和维护方便
(1)硬件配置方便 PLC的硬件都是专门生产厂家按一定标准和规格生产的,按实际需要配置PLC时,所需硬件均可在市场上买到。
(2)安装方便 PLC内部不需要接线和焊接,只要进行外部接线和程序编写就可以了,当生产工艺发生改变时,只要修改控制程序即可。
(3)使用方便 PLC内部各类等效继电器的接点使用不受次数限制。使用时,只需考虑输入输出点个数即可。
(4)维护方便 PLC配有许多监视提示信号,能动态的监视控制程序的执行情况,检查出自生的故障。
3、运行稳定可靠
PLC是专为工业控制设计的,在设计和制造过程中,采取了多层次抗干扰和精选元件措施,可在恶劣的工业环境下与强电设备一起工作,运行的稳定性和可靠性较高。
4、设计施工周期短
使用PLC完成一项控制工程,在系统设计完成以后,现场施工和PLC程序设计可同时进行,周期短,而且程序的调试和修改都很方便。
五、系统硬件的设计
1、PLC的选型
本次花样喷泉控制系统选用的PLC为三菱公司的FX0N系列,型号为FX1S-30MR。此系列的PLC体积小,重量轻,使用寿命长,编程和维护