音乐喷泉毕业规划设计.doc

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1、-/四川工商职业技术学院毕业设计（论文）设计(论文)题目 音乐喷泉 系 别 机电工程系 专 业 电子信息工程技术 班 级 电子14311 姓 名 彭 禹 指导教师 张 娜 2017年 6 月 教务处制-/音乐喷泉设计目录摘 要1关键词1第一章：喷泉概述11.1喷泉的意义11.2喷泉的发展11.3喷泉的种类21.4喷泉的设计31.5喷泉设计涉及的知识领域4第二章：控制方案及要求52.1 音乐喷泉设计示意图52.2 音乐喷泉控制要求52.3 喷泉设备使用简介5第三章：PLC、电磁阀、水泵等简介63.1 PLC简介63.1.1 PLC的特点及发展趋势63.1.2 PLC 的分类和基本结构73.1.3

2、 PLC的应用范围83.1.4 PLC的技术性能83.1.5 PLC的内存分配及I/O点数83.1.6 PLC的功能及应用113.2电磁阀简介113.2.1工作原理113.2.2电磁阀的分类123.2.3电磁阀在选型时的注意事项133.2.4 电磁阀的安装注意事项143.3 水泵简介143.4变频器简介173.4.1变频器的工作原理173.4.2变频器的组成183.5 彩灯简介19第四章 花样喷泉设计204.1 PLC 型号的选择204.2 PLC的编程注意事项214.3 花样喷泉的I/O分配214.4 PLC外部接线图22第五章 软件设计235.1 系统程序设计23致谢25参考文献26摘 要

3、:进入了21世纪，随着人们生活水平的提高和建立绿色城市的向往，音乐喷泉以其独特的魅力和特殊的功能，愈来愈成为休闲娱乐产业中的一项重要产品,音乐喷泉的兴建也越来越多。根据目前音乐喷泉的发展现状，完成了小型音乐喷泉系统硬件结构设计和控制系统设计。控制系统的原理是利用可编程控制器PLC来控制喷泉的功能，分级控制单相电动机，最终达到控制喷头流量的方法。采用程序控制或人工按键控制电磁阀来控制喷泉。音频信号还影响灯光色彩和灯光光线明暗的变化。从而使灯光色彩、灯光的闪烁和喷泉水姿随音乐节奏而变化。音乐表演喷泉是在程序控制喷泉的基础上加入了音乐控制系统，计算机通过对音频及MIDI信号的识别，进行译码和编码，最

4、终将信号输出到控制系统，使喷泉的造型及灯光的变化与音乐保持同步，从而达到喷泉水型、灯光及色彩的变化与音乐情绪的完美结合，使喷泉表演更加生动更加富有内涵。音乐喷泉：可以根据音乐的高低起伏变化。用户可以通过PLC编程程序在编辑界面编写自己喜爱的音乐程序，来自由控制喷泉的效果。播放系统可以实现音乐、水、灯光气氛统一，播放同步。关键词：可编程控制器（PLC）、水泵、电磁阀、音乐喷泉第一章：喷泉概述1.1喷泉的意义 喷泉 对于城市环境具有多种价值，不仅能湿润周围空气、清除尘埃，而且能通过水珠与空气的撞击产生大量对人体有益的负氧离子，因此，喷泉有益于改善城市面貌和增进居民身心身体健康；同时，婀娜多姿的喷泉

5、造型，随着音乐欢快跳动的水花，配上色彩纷呈的灯光，既能美化环境、提高城市文化艺术面貌，又能使人精神振奋，给人以美的享受。喷泉从其外形可分为水泉和旱泉，其类型有普通装饰性喷泉、与雕塑结合的喷泉、水雕塑、自控喷泉，控制方式可分为手控、程控、声控。水姿多样，富于变换，创造无穷意境。因此，喷泉在建筑、园林、旅游事业中，受到了广泛的重视。喷泉是水的艺术、水的文化。1.2喷泉的发展 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

6、灵魂，又辅之以各种灯光效果，使水体具有丰富多采的形态，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、叠水、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。喷泉发展到今天，已经广泛应用于城市中心、广场、车站、公园、房地产及各种公共场所。它不仅起着美化城市环境，提高广场、车站、公园等公共场所的品味，还以独特多变的动感造型，改善人们的

7、居住环境，因而在现代环境的设计中被广泛采用。1.3喷泉的种类 普通喷泉分音乐喷泉、程控喷泉、旱地喷泉、跑动喷泉、光亮喷泉、趣味喷泉、激光水幕电影、超高喷泉等。 音乐喷泉由计算机控制，集声、光、色为一体，喷头灯光伴随着优雅的乐曲，梦幻般的起伏，交叉生辉，构成一幅五彩缤纷、优美动人的场景，热烈欢乐的水姿，令人心旷神怡，叹为观止，留恋忘返。 1.程控喷泉 是按照预先编辑的程序变换喷水造型和灯光色彩强弱变化的喷泉，可实时显示各个喷泉的工作状态和灯光状态，以及水泵和灯光的故障指示，程序一般可以随时修改，也可储存多种程序，随意调用。 旱地喷泉 是在水喷泉的基础是进一步完善的，旱地喷泉地表清洁整齐，喷头和灯

8、光设置在盖板下端，不喷水时表面平整阔广，喷水时，水柱通过盖板筚子或花岗岩辅装孔喷出，既是广场休闲，又能观赏喷泉，一举两得。 2.跑动喷泉 由数码控制阀、电脑控制有机结合，是音乐喷泉中的重要组成部分。多个一线排列的喷头，按使序控制喷水，构成各种形式喷水瞬间变化的喷泉。可形成跑动形态，还可构成各种跳动、波动等形态，水柱跑动自如灵活，给人以欢快流畅的感觉，带来美的享受。 3.光亮喷泉 是一种新型的喷泉装置。灯光和喷头科学结合，水流通过光源反射，喷出的水柱透明光滑，具有较高的艺术品位和观赏效果。如果安装个数多于两个可追逐、跟踪等功能，程序可根据用户需要编制。 4.超高喷泉 一般指喷水高度在百米以上的喷

9、泉，也常常称为百米喷泉水柱从湖面一跃而起，迅速升至百米高处，从远处望去，犹如一条从湖中喷薄而出的巨龙。同时，百米喷泉还配有灯光和激光，气势磅礴辉煌、壮丽。1.4喷泉的设计 喷泉系统设计，就是为喷泉立意。如果说立意是喷泉的灵魂，那么，运用先进的科学技术进行喷泉设计则是艺术的表现手段。喷泉的设计主要包括以下几个部分：一、场地设计 二、 供水设计 三、 喷头设计 四、 灯光设计 五、 控制设计 1.场地设计 是喷泉景观所在的地方要在人们休闲娱乐的地方，喷泉选址和几何尺度的确定必须服从环境的整体要求和规划 2.供水设计 喷泉一般都采用自循环方式。进水管的设计要求在较短时间内能充满水池。管路与潜泵应贯彻

10、结构紧骤、独立供水的原则，以便设备布局和系统的调试与控制 3.喷头设计 是喷泉的喷头选择，喷泉喷头一般有三种基本类型：直流式、水膜式和雾化式。不同类型喷头的排列与组合，可以构造出千姿百态的喷泉形式。 4.灯光设计 喷泉的色彩来自两种光源，一种是水下彩色光源，另一种是水面外的投射光源。水下光源安装在喷头附近的水面下，投射光源则根据水形与流向确定其安装位置和照射方向。 5.控制设计 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。手动控制缺乏变化，但成本低廉。程序控制有丰富的水形变化。音乐控制采用无级调速控制，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。1.5喷泉设计涉及的知

11、识领域1. PLC 可编程序控制器（Programmable Logic Controller）简称PLC, 是一种以微处理器为基础、带有指令存储器和输入输出接口、综合了微电子技术、计算机技术、自动控制技术、通信技术的新一代工业控制装置。在音乐喷泉的设计中，它起到核心作用，对于喷泉的水泵和电磁阀控制，都得用到PLC技术。2. 电磁阀 电磁阀来控制流体的自动化基础元件，属于执行器；并不限于液压，气动。电磁阀用于控制液压流动方向，工厂的机械装置一般都由液压缸控制，所以就会用到电磁阀。电磁阀的工作原理将在下面的章节中所涉及。3. 水泵 水泵顾名思义就是让喷泉的水扬到空中，再通过PLC的变频技术控制水

12、泵的转速，以达到预期效果，再加上和电磁阀的配合，给人一种强烈的视觉冲击和愉悦的心情。水泵的种类繁多，在这里不再一一介绍。4. 变频器 变频器的英文译名是VFD（Variable-frequency Drive），变频器是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源的频率和幅度的方式来控制交流电动机的电力传动元件。4. 彩灯等其它 要想设计一个完美的音乐喷泉，各方面的附属器件也是不可缺少的，例如：彩灯和音响等，彩灯使喷泉看上去更华美鲜艳，让人赏心悦目。音响则使人在眼睛欣赏喷泉的同时，听觉上也给人以享受。第二章：控制方案及要求2.1 音乐喷泉设计示意图 如图2-1所示为喷泉设计的示意图22222

13、2212435 6图2-1 喷泉设计示意图 注：图中表示为彩灯，椭圆表示喷头， 表示一台水泵。2.2 音乐喷泉控制要求 如图2-1所示，按下启动按钮，根据五角星的画法不同，开始依次喷水。先是222234532123543，形成一笔画五角星，整个喷泉实现前面的过程循环。另外，喷泉喷出的水柱高低变化也能增加喷泉的观赏性，本设计中，按照依次递减的水柱高低变化，以增加喷泉的层次感，在整个喷泉的喷射过程中，再加上动感的音乐，将使欣赏带来多种感官上的享受。2.3 喷泉设备使用简介 喷泉共分为两层，设备分布如下： 喷头1层5个，2层5个，电磁阀1层4个，2层4个，本设计中彩灯1层5个，2层15个，水泵有4台

14、。一台水泵控制2个电磁阀，另外，水泵型号的选择将在下面的章节中讲到。第三章：PLC、电磁阀、水泵等简介3.1 PLC简介 可编程序控制器，英文称Programmable Logical Controller，简称PLC。它是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计，它采用可编程序的存储器，用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。PLC是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统中的机械触点的复杂接线、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差

15、的缺点，充分利用了微处理器的优点，又照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯，特别是PLC的程序编制，不需要专门的计算机编程语言知识，而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用户程序编制形象、直观、方便易学；调试与查错也都很方便。用户在购到所需的PLC后，只需按说明书的提示，做少量的接线和简易的用户程序的编制工作，就可灵活方便地将PLC应用于生产实践。 随着网络技术的发展，现代可编程控制器对网络功能的要求更强，一般都有现场总线功能、互连网接入功能等，EASY嵌入式PLC采用CAN bus现场总线技术并支持专用的嵌入式Web服务器。3.1.1 PLC的特点及发展趋势 主要特点： 1可靠

16、性高、抗干扰能力强 2可实现机电一体化 3编程简单、使用方便、控制程序可变、具有很好的柔性 4体积小、重量轻、功耗低 发展趋势： 1向高速度、大容量方向发展 2向超大型、超小型两个方向发展 3PLC大力开发智能模块，加强联网通信能力 4增强外部故障的检测与处理能力 5编程语言多样化3.1.2 PLC 的分类和基本结构1.按输入/输出点数分(1)小型机 小型PLCI/O总点数在256点以下，用户程序存储容量在4KB左右。(2)中型机 中型PLCI/O总点数在2562048点之间，用户程序存储容量在8KB左右。(3)大型机 大型PLCI/O总点数在2048点以上，用户程序存储容量在16KB以上。2

17、.按结构形式分(1)整体式(2)模块式3.按生产厂家分 目前世界上PLC产品按地域分成三大流派：美国、欧洲和日本。日本和美国的PLC产品较相似。占PLC市场80%以上的生产公司是：德国的西门子公司、法国的施耐德自动化公司、日本的欧姆龙、三菱以及松下公司。 PLC的基本结构如图3-1所示：图3-1 PLC的基本结构图3.1.3 PLC的应用范围 随着微电子技术的快速发展，PLC的制造成本不断下降，而其功能却大大增强。目前在先进工业国家中PLC已成为工业控制的标准设备，应用面几乎覆盖了所有工业企业，日益跃居现代工业自动化三大支柱（PLC、ROBOT、CAD/CAM）的主导地位。3.1.4 PLC的

18、技术性能基本技术性能1输入/输出点数（即I/O） 所谓I/O点数即PLC外部的输入、输出端子数。这些端子可以通过螺钉或电缆端口与外部设备相连。2程序容量 一般以PLC所能存放用户程序的多少来衡量。3扫描速度4指令条数5内部继电器和寄存器6编程语言及编程手段7高级模块3.1.5 PLC的内存分配及I/O点数 S7-200CPU224、CPU226部分编程元件的编号范围与功能说明如下表所示表3-1 S7-200CPU224、CPU226功能说明表元件名称代表字母编号范围功 能 说 明输入寄存器II0.0I1.5共14点接受外部输入设备的信号输出寄存器QQ0.0Q1.1共10点输出程序执行结果并驱动

19、外部设备位存储器MM0.0M31.7在程序内部使用，不能提供外部输出 定时器 256(T0t255)T0,T64保持型通电延时1msT1T4,T65T68保持型通电延时10msT5T31,T69T95保持型通电延时100msT32,T96ON/OFF延时,1msT33T36,T97T100ON/OFF延时,10msT37T63,T101T255ON/OFF延时,100ms计数器CC0C255加法计数器，触点在程序内部使用高速计数器HCHC0HC5用来累计比CPU扫描速率更快的事件顺序控制继电器SS0.0S31.7提供控制程序的逻辑分段变量存储器VVB0.0VB5119.7数据处理用的数值存储元

20、件局部存储器LLB0.0LB63.7使用临时的寄存器，作为暂时存储器特殊存储器SMSM0.0SM549.7CPU与用户之间交换信息特殊存储器SM(只读)SM0.0SM29.7接受外部信号累加寄存器ACAC0AC3用来存放计算的中间值 PLC的工作原理： PLC有两种基本的工作状态，即运行（RUN）状态与停止（STOP）状态。在运行状态，可编程序控制器通过执行反映控制要求的用户程序来实现控制功能。为了使可编程序控制器的输出及时地响应随时可能变化的输入信号，用户程序不是只执行一次，而是反复不断地重复执行，直至可编程序控制器停机或切换到STOP工作状态。 除了执行用户程序之外，在每次循环过程中，PL

21、C还要完成内部处理、通信处理等工作，一次循环可分为5个阶段（如图所示） 在内部处理阶段，可编程序控制器检查CPU，模块内部的硬件是否正常，将监控定时器复位，以及完成一些别的内部工作。 在通信服务阶段，可编程序控制器与别的带微处理器的智能装置通信，响应编程器键入的命令，更新编程器的显示内容。 在输入处理阶段，可编程序控制器把所有外部输入电路的接通/断开（ON/OFF）状态读入输入映像寄存器。 在程序执行阶段，即使外部输入信号的状态发生了变化，输入映像寄存器的状态也不会随而变，输入信号变化了的状态只能在下一个扫描周期的输入处理阶段被读入。 在输出处理阶段，CPU将输出映像寄存器的通/断状态传送到输

22、出锁存器。图3-2PLC的工作原理图3.1.6 PLC的功能及应用 可编程控制器自问世以来发展极为迅速。在工业控制方面正逐步取代传统的继电器控制系统，成为现代工业自动化生产的三大支柱之一。1.顺序逻辑控制 这是PLC 最基本、最广泛的应用领域，它正逐步取代传统的继电器顺序控制。2.运动控制 PLC 和计算机数控 (CNC) 设备集成在一起，可以完成机床的运动控制。3.定时和计数控制定时和计数精度高，设置灵活，且高精度的时钟脉冲可用于准确的实时控制。4.模拟量控制 PLC 能完成数模转换或者模数转换，控制大量的物理参数，例如，温度、压力、速度和流量等。5.数据处理 能完成数据运算，逻辑运算、比较

23、传送及转换等。6.通信和联网 PLC 之间、 PLC 和上级计算机之间有很强的通信功能。作为实时控制系统，不仅 PLC 数据通信速率要求高，而且要考虑出现停电、故障时的对策等。3.2电磁阀简介3.2.1工作原理 电磁阀里有密闭的腔，在的不同位置开有通孔，每个孔都通向不同的水管，腔中间是阀，两面是两块电磁铁，哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边，通过控制阀体的移动来档住或漏出不同的排水的孔，而进水孔是常开的，液压水就会进入不同的排水管，然后通过水的压力来推动水刚的活塞，活塞又带动活塞杆，活塞竿带动机械装置动。这样通过控制电磁铁的电流就控制了机械运动。3.2.2电磁阀的分类1直动式电磁阀 原理：

24、通电时，电磁线圈产生电磁力把关闭件从阀座上提起，阀门打开；断电时，电磁力消失，弹簧把关闭件压在阀座上，阀门关闭。特点：在真空、负压、零压时能正常工作，但通径一般不超过25mm。2分布直动式电磁阀 原理： 它是一种直动和先导式相结合的原理，当入口与出口没有压差时，通电后，电磁力直接把先导小阀和主阀关闭件依次向上提起，阀门打开。当入口与出口达到启动压差时，通电后，电磁力先导小阀，主阀下腔压力上升，上腔压力下降，从而利用压差把主阀向上推开；断电时，先导阀利用弹簧力或介质压力推动关闭件，向下移动，使阀门关闭。特点： 在零压差或真空、高压时亦能动作，但功率较大，要求必须水平安装。如图3-3所示为直动式电

25、磁阀： 图3-3 直动式电磁阀3先导式电磁阀 原理：通电时，电磁力把先导孔打开，上腔室压力迅速下降，在关闭件周围形成上低下高的压差，流体压力推动关闭件向上移动，阀门打开；断电时，弹簧力把先导孔关闭，入口压力通过旁通孔迅速腔室在关阀件周围形成下低上高的压差，流体压力推动关闭件向下移动，关闭阀门。特点： 流体压力范围上限较高，可任意安装（需定制）但必须满足流体压差条件。如图3-4所示为先导式电磁阀：图3-4 先导式电磁阀3.2.3电磁阀在选型时的注意事项1适用性 根据持续工作时间长短来选择：常闭、常开、或可持续通电 ，当电磁阀需要长时间开启，并且持续的时间多余关闭的时间应选用常开型。 要是开启的时

26、间短或开和关的时间不多时，则优先选用常闭型。 但是有些用于安全保护的工况，如炉窑火焰监测、锅炉加温系统，则不能选常开时，应选用可持续长期通电型。 电源电流和消耗功率应根据输出容量选取，电源电压一般允许10%左右，必须注意交流起动时VA值较高。2可靠性 电磁阀分为常闭和常开二种；一般选用常闭型，通电打开，断电关闭；但在开启时间很长关闭时很短时要选用常开型了。 寿命试验，工厂一般属于型式试验项目，确切地说我国还没有电磁阀的专业标准，因此选用电磁阀厂家时慎重。动作时间很短频率较高时一般选取直动式，大口径选用快速系列。3安全性 一般电磁阀不防水，在条件不允许时请选用防水型，工厂可以定做。电磁阀的最高标

27、定公称压力一定要超过管路内的最高压力，否则使用寿命会缩短或产生其它意外情况。有腐蚀性液体的应选用全不锈钢型，强腐蚀性流体宜选用塑料王（SLF）电磁阀。爆炸性环境必须选用相应的防爆产品。4经济性 有很多电磁阀可以通用，但在能满足以上三点的基础上应选用最经济的产品。3.2.4 电磁阀的安装注意事项 1 安装时应注意阀体上箭头应与介质流向一致。不可装在有直接滴水或溅水的地方。电磁阀应垂直向上安装。 2电磁阀应保证在电源电压为额定电压的15%-10%波动范围内正常工作。 3电磁阀安装后，管道中不得有反向压差。并需通电数次，使之适温后方可正式投入使用。 4电磁阀安装前应彻底清洗管道。通入的介质应无杂质，

28、阀前装过滤器。 5当电磁阀发生故障或清洗时，为保证系统继续运行，应安装旁路装置。3.3 水泵简介 水泵是输送液体或使液体增压的机械。它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体，使液体能量增加。3.4变频器简介3.4.1变频器的工作原理 交流变频空调器的工作原理是：变频技术是通过变频器改变电源频率，从而改变压缩机的转速的一种技术。通过变频器先进行交流到直流的变换，再通过变频器进行直流到交流的变换，从而控制交流电机的转速。而对变频器的控制是通过传感器将室内温度信息传递给微电脑，输出一定频率变化的波形，控制变频器的频率。 直流变频器的工作原理是把50Hz工频交流电源转换为直流电源，并送至功率模块主电

29、路，功率模块也同样受微电脑控制，所不同的是模块所输出的是电压可变的直流电源，压缩机使用的是直流电机，所以直流变频器也可以称为全直流变速空调器。直流变频器没有逆变环节，在这方面比交流变频更加省电。3.4.2变频器的组成 主电路是给异步电动机提供调压调频电源的电力变换部分，变频器的主电路大体上可分为两类:电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容。电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波是电感。 它由三部分构成，将工频电源变换为直流功率的“整流器”，吸收在变流器和逆变器产生的电压脉动的“平波回路”，以及将直流功率变换为交流功率的“逆变器”。 （1）整流器：最近大

30、量使用的是二极管的变流器，它把工频电源变换为直流电源。也可用两组晶体管变流器构成可逆变流器，由于其功率方向可逆，可以进行再生运转。 （2）平波回路：在整流器整流后的直流电压中，含有电源6倍频率的脉动电压，此外逆变器产生的脉动电流也使直流电压变动。为了抑制电压波动，采用电感和电容吸收脉动电压（电流）。装置容量小时，如果电源和主电路构成器件有余量，可以省去电感采用简单的平波回路。 （3）逆变器：同整流器相反，逆变器是将直流功率变换为所要求频率的交流功率，以所确定的时间使6个开关器件导通、关断就可以得到3相交流输出。以电压型pwm逆变器为例示出开关时间和电压波形控制电路是给异步电动机供电（电压、频率

31、可调）的主电路提供控制信号的回路，它有频率、电压的“运算电路”，主电路的“电压、电流检测电路”，电动机的“速度检测电路”，将运算电路的控制信号进行放大的“驱动电路”，以及逆变器和电动机的“保护电路”组成。（1）运算电路：将外部的速度、转矩等指令同检测电路的电流、电压信号进行比较运算，决定逆变器的输出电压、频率。（2）电压、电流检测电路：与主回路电位隔离检测电压、电流等。（3）驱动电路：驱动主电路器件的电路。它与控制电路隔离使主电路器件导通、关断。（4）速度检测电路:以装在异步电动机轴机上的速度检测器(tg、plg等)的信号为速度信号，送入运算回路，根据指令和运算可使电动机按指令速度运转。 （5

32、）保护电路:检测主电路的电压、电流等，当发生过载或过电压等异常时，为了防止逆变器和异步电动机损坏，使逆变器停止工作或抑制电压、电流值。3.5 彩灯简介 彩灯，又名花灯，是我国普遍流行的传统的民间的综合性的工艺品。彩灯艺术也就是灯的综合性的装饰艺术。彩灯的产生，是从人类运用火、发明灯、制造灯具等发展而来的。随着人们审美观的变化，彩灯艺术得到了更大的发展，特别是随着我国科学技术的发展，彩灯艺术更是花样翻新，奇招频出，传统的制灯工艺和现代科学技术紧密结合，将电子、建筑、机械、遥控、声学、光导纤维等新技术、新工艺用于彩灯的设计制作，把形、色、光、声、动相结合，思想性、知识性、趣味性、艺术性得到了完美的

33、统一。用于喷泉中的彩灯，无论它的性能还是它的各方面的参数，都有特别的要求。首先性能要求它要耐用，因为喷泉彩灯一般都是安装埋在地下的，地下的周围环境和地上迥然不同，这对彩灯的稳定性要求很高，又因为它是埋在地下，安装拆卸时很麻烦，故不能故障频发，影响喷泉的整体观赏性；另外，对于彩灯颜色的要求也决定了喷泉的观赏性，它的发光强度要至少渗透到水柱的23高度。图3-7所示为喷泉各种水下彩灯： 图3-7 喷泉彩灯 由控制要求可知，整个喷泉系统共用彩灯四十盏，其中中心层1的那一盏选择上图b类型的彩灯，其余八十盏选择上图a类型的彩灯。第四章 花样喷泉设计4.1 PLC 型号的选择 目前各个厂家生产的PLC其品牌

34、、规格及功能都各不相同。在国内比较著名的外国品牌一般有日本的三菱、松下、欧姆龙以及德国的西门子等，建议在选择其型号上要根据其自身所熟悉学习过的PLC品牌编程软件为参考，在本设计中我采用德国的西门子小型PLC产品S7-200型号为准。西门子S7-200介绍 S7-200系列PLC适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200系列具有极高的性能/价格比。 S7-200系列出色表现在以下几个方面： 极高的可靠性 极丰富的指令集 易于掌握 便捷的操作 丰富的内置集成功能 实时特性 强劲的通讯能力

35、丰富的扩展模块 S7-200系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。应用领域极为广泛，覆盖所有与自动检测，自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。如：冲压机床，磨床，印刷机械，橡胶化工机械，中央空调，电梯控制，运动系统。 S7-200系列PLC可提供4个不同的基本型号的8种CPU供您使用。4.2 PLC的编程注意事项 PLC的编程语言目前主要有：顺序功能图、梯形图、功能块图、指令表、结构文本，其中前两种用得最为广泛。 在本设计中主要介绍梯形图语言的编程注意事项。4.3 花样喷泉的I/O

36、分配 根据喷泉的控制要求知，系统由五组喷头，所以有12个输出，它的I/O分配 如下： 输入： I0.0 启动按钮 I0.1 停止按钮 输出： Q0.0 Q1.3电磁阀分配：Q1.4Q2.34.4 PLC外部接线图图4-1 是PLC外部接线图 图4-1 PLC外部接线图 由外部接线图可知，PLC接24V直流电，左端输入控制按钮有启动按钮I0.0和停止按钮I0.1，PLC的输出由线圈Q0.0Q1.3组成。第五章 软件设计5.1 系统程序设计采用西门子S-700型PLC控制对音乐喷泉的编程如图5-1所示图5-1 音乐喷泉PLC程序图 注：整个程序功能由九个定时器来实现。按下启动按钮I0.0，M0.0

37、实现自锁，定时器T37开始定时,电磁阀Q1.410s后开始输出，以后每隔10s有一个电磁阀被打开，移位寄存器开始移位时Q0.0，Q0.1输出，移位寄存器每隔10s移位一次，直至五角星画完为止，即Q1.3输出后，整个程序实现循环。按下停止按钮I0.1，全部停止。致谢 经过近一个多月的自我努力，在张娜张老师的耐心指导下，我终于完成了毕业设计。 我要特别感谢我的指导老师张娜老师的热情关怀和悉心指导，在我撰写毕业设计的过程中，张老师倾注了大量的精力，无论是在论文的构思和资料的收集方面，还是在论文的研究方法以及成文定稿方面，我都得到了张老师悉心细致的教诲和无私的帮助，特别是她广博的学识、深厚的学术素养、

38、严谨的治学精神和一丝不苟的工作作风使我终生受益，在此表示真诚地感谢和深深的谢意。我还要感谢在一起愉快的完成毕业设计的同学们，正是由于你们的帮助和支持，我才能克服一个一个的困难。 通过这次毕业设计使我又学到了许多的知识，对以前学过的知识又有了巩固，还学到许多课外的知识。知识是靠一点一点积累起来的，而且还要经常的温习，这一点我有深刻的体会，在撰写毕业设计的时候有时遇到以前学到的知识，但毕竟是以前学过的知识，难免会忘记，只有通过经常温习学过的知识，才有可能把学到的知识为自己所用。特别对于我这些即将毕业的学生，由于长时间没有对以前学科复习，正好通过毕业设计这个机会，使我不但对以前学过的知识进行了复习而

39、且还完成了毕业设计这项任务。 总之，毕业设计的完成来之不易，毕业设计的成果让我很是受益。再次感谢张老师的热情关怀和悉心指导！ 在论文的写作过程中，也得到了许多同学的宝贵建议，在此致以诚挚的谢意！最后感谢所有关心、支持、帮助过我的老师和同学，谢谢你们！参考文献 1可编程控制器原理及应用 上册 机械工业出版社 汪晓光 孙晓英 等著 2005 2可编程控制器教程西北工业大学出版社，齐蓉 著 2005.05 3PLC应用技术 机械工业出版社，徐国林 著 2007.07 4PLC梯形图设计方法与应用实例机械工业出版社 张浩风 著 2008 5 PLC编程实用指南 机械工业出版社 宋伯生 著 2006.06 6 灯与照明 下 轻工业出版社 (英)S.T.赫德逊 等编 1979.08 7水泵技术问答 水利电力出版社 刘得雨 著 1983.08 8水泵修理 上海科学技术出版社 初级职业技术教育培训教材编审委员会编 1991.06 9水泵手册 水利电力出版社 日泵技术者联盟水泵手册编辑委员会编 1983.10 -/