基于PLC的音乐喷泉控制系统的设计.docx

1、河南理工大学毕业设计（论文）说明书 I 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 河南理工大学毕业设计（论文）说明书 II 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 河南理工大学毕业设计（论文）说明书 III 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 河南理工大学毕业设计（论文）说明书 IV 毕业设计（

2、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 河南理工大学毕业设计（论文）说明书 V 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

3、 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 河南理工大学毕业设计（论文）说明书 VI 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

4、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。 关键词：喷泉 ;PLC;变频器 ;PLC 仿真 ; 河南理工大学毕业设计（论文）说明书 VII Abstract In this paper, the core of design for the Mitsubishi FX2N series PLC, using the PLC can easily complete the fountain system control, and be

5、able to complete the control action accurate, to achieve the purpose of design. This paper according to the need of the design of the complete fountain control process design, and then complete the distribution of the input and output, according to the distribution of choosing the appropriate PLC pr

6、ogramming control, program editing the program after the completion of inspection, check no problem after start using simulation software simulation, prove the correctness of the program, the fountain of the design of the control system can complete control of the fountain. Key words: fountain PLC F

7、requency converter PLC simulation 目 录 河南理工大学毕业设计（论文）说明书 VIII 1 引言 . 1 1.1 控制背景和意义 . 2 1.2 发展现状 . 2 1.3 喷泉介绍 . 3 2 音乐喷泉控制介绍 . 4 2.1 音乐喷泉的原理 . 4 2.2 音乐喷泉控制要求 . 4 2.3 PLC 控制设计 . 4 2.4 设计的主要特点 . 5 3 硬件介绍 . 7 3.1 PLC 选型 . 7 3.2 信号源 . 9 3.3 水泵的选择 . 11 3.4 喷泉灯和按钮的选择 . 12 3.5 变频器的选择 . 13 4 软件设计 . 16 4.1 流程设

8、计 . 16 4.2 输入输出分配 . 19 4.3 电路图 . 20 5 程序分析 . 23 5.1 PLC 梯形图编程语言的介绍 . 23 5.2 程序分析 . 23 5.3 PLC 程序仿真 . 27 总结 . 32 致谢 . 33 参考文献 . 34 附录 . 35 河南理工大学毕业设计（论文）说明书 1 1 引言 随着时代的进步 ,自动化技术进一步的发展，自动化控制设备走进了千家万户，给人们的工作带来了很多的方便，喷泉控制设备作为自动化控制设备的一种，已经广泛的被人么使用，人们也越来越认可自动化喷泉控制设备的发展和应用。喷泉控制设备 控制系统的组成是传感器输入， PLC 控制核心和输

9、出模块共同组成，通过传感器的信号给 PLC， PLC经过分析后，完成对 喷泉 的输出控制 ，这种控制的核心是 PLC，使用 PLC 能够很好的完成这样的控制。本文使用的这种控制方式控制十分稳定，有一定的实用价值，制作成本也很低，能够满足现代生活的需要。 自动化水平 的高低能够衡量一个企业的生产效率的先进性，高效的自动化控制设备能够提高企业的市场竞争能力，一个好的生产企业必须有配套的生产设备，如果生产设备技术水平不够，这样企业的发展就有一定的局限性。随着我国喷泉控制设备的发展，现代的生产技术能够完成很多的现场控制，这样就促使国内的设备制造企业开始研发新的喷泉控制设备，从而提高企业的竞争。自动化水

10、平的提高，能够促进生产设备的改进，提高生产效率，保证产品的质量的同时，能够准确的完成控制。 音乐喷泉是根据音乐的输入完成对输出的控制，根据输入的变化完成对花样的控制，喷水高度控制 和灯光颜色控制。音乐喷泉常常采用时序控制，根据动作的需要完成对喷泉动作方式的控制，这样就可以根据人们的需要完成需要的动作方式。 PLC 主要采集音乐信号，根据音乐信号的变化完成对变频器的控制，这样就可以完成对水泵高度的控制。这样现场就可以根据现场的需要实时的完成对音乐喷泉的控制，不需要提供固定的控制方式和音乐信号，各种形式的音乐信号都能完成对喷泉的控制。 图 1-1 喷泉实物图 河南理工大学毕业设计（论文）说明书 2

11、 1.1 控制背景和意义 近几十年来， PLC 控制系统已被广泛使用， PLC 控制系统的功能越来越完善 。 PLC 在喷泉控制系统的应用也越来越多， 近年来 PLC 控制系统取得了很大的进步， 根据对喷泉控制的需要可以选择不同的 PLC 功能。 国内 PLC 控制器仍以常规 PLC 控制 为主，虽然 PLC 控制系统在国内生产生活的应用十分广泛，但国内的 PLC 控制器的发展水平仍然不高，同先进国家的差距仍然很大。我国相关控制器大量依靠国外的成熟技术。所以，发展先进的 PLC 控制技术是我们必须重视的趋势。随着科学技术的不断发展，人们对 喷泉 控制系统的要求越来越高，特别是高精度、人性化的

12、PLC 控制系统是国内外 PLC 控制系统发展的必然趋势。 喷泉控制设备是机械的一种，他的技术含量比较高，需 要很高的控制要求和环境要求，根据这个需要，我国推出了一种强制的认证 CE 认证，有了这个认证之后，就需要各地的生产厂家淘汰过去的老的生产线，引进新的智能的自动化生产线来完成生产，这样就能够完成国家要求的强制认证。例如原来的老的生产线使用继电器控制整个程序的动作，配电盘占很大面积，并且布线是否繁琐，这样就产生了很多危害。经过设备改进后，使用 PLC为控制的核心，能够很好的完成需要的控制。目前来看，我们的喷泉控制设备行业的年产值大约在 20 亿人民币，年均增长的速度超过了 9%，只能够满足

13、国内生产企业的一部分需求，很大一部 分生产设备需要进口，跟发达国家的设备相比，我们的生产的产品功能性和可靠性能够差一些，主要的问题是 PLC 控制核心不行。 为了挽回这个不好的局面，我国的喷泉控制设备就要完成高精尖的控制，并且跟国际积极接轨，学习国外的先进技术，运用在我国的喷泉控制设备中。对于喷泉控制设备的差距，主要是机械差距和电气的差距，对于机械的差距主要是引进高精度的加工设备。电气控制需要使用 PLC 完成控制，这样就能够减少和国外的差距，赶上国外的脚步。 1.2 发展现状 目前，国内在 喷泉控制设备 研究方面以及技术方面没有达到最完善的效果，从经费、质量、控制方面都还相对落后，技术也不过硬，与发达国家的技术相比相差甚远。由于国内的 喷泉控制设备 相对落后，导致很多 喷泉控制设备 都是从国外进口，增加了成本。进口设备最大的问题就是以后的维护维修问题，一直都要受他人牵制。据有效数据研究分析，国内对 喷泉控制设备 的利用落后于有一些发达国家的水平，但近些年，在技术上有所突破，发展速度明显提高，水平也得到提升，技术程度更上一层。 国外的 喷泉控制设备 系统主要使用自动化设备完成整体的 喷泉 控制，这样能过实现