天津?yàn)I海職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)111

天 津 濱 海 職 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)花 式 噴 泉 的 PLC 控 制作 者 ：院 系 ：專 業(yè) ：年 級(jí) ：學(xué) 號(hào) ：指 導(dǎo) 教 師 ：年 月 日畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書設(shè) 計(jì) 題 目 ： 花式噴泉的 PLC 控制完 成 期 限 ： 自 2011 年 11 月 2 日 至 2012 年 4 月 3 日止一 、 設(shè) 計(jì) 原 始 依 據(jù)本 文 以 花 式 噴 泉 為 研 究 對(duì) 象 ， 采 用 了 S7-300 系 列 PLC 作 為 噴 泉 的 控 制 器 。 對(duì)花 式 噴 泉 的 控 制 系 統(tǒng) 的 總 體 功 能 進(jìn) 行 了 分 析 ， 闡 述 了 可 編 程 控 制 器 的 組 成 和 工 作原 理 。 提 出 了 噴 泉 硬 件 的 各 組 成 模 塊 及 詳 細(xì) 的 硬 件 模 塊 設(shè) 計(jì) 方 案 ， 并 對(duì) 控 制 方 式進(jìn) 行 了 設(shè) 計(jì) 和 程 序 的 編 寫 。 本 設(shè) 計(jì) 改 善 了 噴 泉 系 統(tǒng) 的 控 制 品 質(zhì) ， 并 真 正 地 達(dá) 到 了實(shí) 時(shí) 控 制 的 要 求 。二 、 設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容 和 要 求花 式 噴 泉 是 近 年 來 出 現(xiàn) 的 一 種 園 林 建 筑 與 花 式 觀 賞 相 結(jié) 合 的 一 種 產(chǎn) 物 。隨 著 可 編 程 控 制 器 在 我 國(guó) 的 迅 速 發(fā) 展 ， 對(duì) 花 式 噴 泉 的 控 制 要 求 也 越 來 越 高 ， 使 得越 來 越 多 的 控 制 部 分 要 可 編 程 控 制 器 來 實(shí) 現(xiàn) 。 本 人 簽 字 ：2012 年 4 月 3 日畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容 摘 要花 式 噴 泉 是 近 年 來 出 現(xiàn) 的 一 種 園 林 建 筑 與 花 式 觀 賞 相 結(jié) 合 的 一 種 產(chǎn) 物 。 隨 著可 編 程 控 制 器 在 我 國(guó) 的 迅 速 發(fā) 展 ， 對(duì) 花 式 噴 泉 的 控 制 要 求 也 越 來 越 高 ， 使 得 越 來越 多 的 控 制 部 分 需 要 可 編 程 控 制 器 來 實(shí) 現(xiàn) 。本 文 結(jié) 合 任 務(wù) 設(shè) 計(jì) 書 的 要 求 ， 以 花 式 噴 泉 為 研 究 對(duì) 象 ， 采 用 了 S7-300 系 列 PLC作 為 噴 泉 的 控 制 器 。 對(duì) 花 式 噴 泉 的 控 制 系 統(tǒng) 的 總 體 功 能 進(jìn) 行 了 分 析 ， 闡 述 了 可 編程 控 制 器 的 組 成 和 工 作 原 理 。 提 出 了 噴 泉 硬 件 的 各 組 成 模 塊 及 詳 細(xì) 的 硬 件 模 塊 設(shè)計(jì) 方 案 ， 并 對(duì) 控 制 方 式 進(jìn) 行 了 設(shè) 計(jì) 和 程 序 的 編 寫 。 本 設(shè) 計(jì) 改 善 了 噴 泉 系 統(tǒng) 的 控 制品 質(zhì) ， 并 真 正 地 達(dá) 到 了 實(shí) 時(shí) 控 制 的 要 求 。關(guān) 鍵 詞 ： PLC； 噴 泉 ； 控 制 系 統(tǒng)目 錄第 一 章 緒 論 1第 一 節(jié) 緒 論 1 （一 ）我 國(guó) 噴 泉 的 展 3(一 )噴 泉 的 應(yīng) 用 狀 況 3 (二 )現(xiàn) 代 噴 泉 重 出 現(xiàn) 的 問 題 3第 二 節(jié) 噴 泉 的 種 類 3第 三 節(jié) 噴 泉 中 的 一 些 新 技 術(shù) 3第 四 節(jié) 設(shè) 計(jì) 的 主 要 研 究 內(nèi) 容 及 安 排 3第 2 章 方 案 分 析 3第 一 節(jié) 主 控 制 器 方 案 分 析 3第 二 節(jié) 主 控 制 器 方 案 的 選 擇 3第 三 節(jié) 噴 泉 控 制 方 案 分 析 3第 四 節(jié) 噴 泉 控 制 方 案 的 選 擇 3第 五 節(jié) 噴 泉 的 控 制 要 求 3第 3 章 花 式 噴 泉 的 硬 件 設(shè) 計(jì) 3第 一 節(jié) 硬 件 的 選 擇 3（一 ）PLC 的 選 擇 方 案 3（二 ）水 泵 的 選 擇 方 案 3（三 ）噴 頭 的 選 擇 方 案 3第 二 節(jié) 控 制 面 板 3第 四 章 系 統(tǒng) 的 軟 件 設(shè) 計(jì) 3 第 一 節(jié) 花 式 噴 泉 的 PLC 控 制 流 程 圖 3第 二 節(jié) I/O 模 塊 的 選 擇 3第 三 節(jié) 花 式 噴 泉 的 I/O 分 配 3第 四 節(jié) 、PLC 的 I/O 地 址 分 配 簡(jiǎn) 介 3第 五 節(jié) 、軟 件 的 選 用 3第 六 節(jié) 、系 統(tǒng) 主 程 序 3第 七 節(jié) 、系 統(tǒng) 程 序 的 可 行 性 3第 5 章 系 統(tǒng) 的 仿 真 和 調(diào) 試 3第 一 節(jié) 、仿 真 軟 件 的 選 用 3 第 二 節(jié) 、 系 統(tǒng) 的 調(diào) 試 3第 1 章 緒 論第 一 節(jié) 噴 泉 的 發(fā) 展一 我 國(guó) 噴 泉 的 發(fā) 展國(guó) 內(nèi) 在 二 十 世 紀(jì) 八 十 年 代 以 前 ， 噴 泉 只 是 建 筑 給 排 水 和 園 林 造 景 專 業(yè) 的 一 個(gè)技 術(shù) 細(xì) 節(jié) ， 從 設(shè) 計(jì) 到 產(chǎn) 品 制 作 ， 工 程 安 裝 都 沒 有 形 成 規(guī) 模 。 只 是 在 展 覽 館 等 公 共建 筑 和 公 園 里 能 見 到 一 些 中 、 小 噴 泉 ， 產(chǎn) 品 的 水 平 也 是 簡(jiǎn) 單 、 粗 放 的 。 二 十 世 紀(jì)八 十 年 以 后 ， 隨 著 國(guó) 民 經(jīng) 濟(jì) 的 恢 復(fù) 和 發(fā) 展 ， 人 民 生 活 水 平 的 提 高 ， 一 些 城 市 的 城建 、 園 林 主 管 部 門 在 城 市 建 設(shè) 、 改 造 的 過 程 中 ， 以 及 環(huán) 境 的 美 化 和 文 化 氛 圍 的 營(yíng)造 上 對(duì) 噴 泉 提 出 了 求 新 的 要 求 ， 一 部 分 建 筑 、 園 林 、 水 利 的 設(shè) 計(jì) 院 、 研 究 所 及 大專 院 校 ， 綜 合 了 土 建 結(jié) 構(gòu) 、 給 排 水 、 機(jī) 電 控 制 等 傳 統(tǒng) 的 專 業(yè) 技 術(shù) ， 加 上 當(dāng) 時(shí) 先 進(jìn)的 單 片 機(jī) ， 通 過 電 磁 閥 和 直 流 電 機(jī) 調(diào) 速 實(shí) 行 變 量 控 制 ， 設(shè) 計(jì) 出 一 批 噴 泉 、 水 景 。得 到 了 良 好 的 社 會(huì) 反 映 和 社 會(huì) 效 益 。 在 這 個(gè) 時(shí) 期 ， 一 些 噴 泉 設(shè) 備 專 業(yè) 加 工 廠 和 公司 開 始 組 建 、 發(fā) 展 ， 為 噴 泉 的 專 業(yè) 化 發(fā) 展 提 供 了 力 量 ， 打 下 了 基 礎(chǔ) 。二 十 世 紀(jì) 九 十 年 代 以 后 ， 社 會(huì) 主 義 市 場(chǎng) 經(jīng) 濟(jì) 快 速 發(fā) 展 ， 全 國(guó) 城 市 建 設(shè) 速 度 加 快 ，人 們 也 追 求 高 質(zhì) 量 的 文 化 生 活 和 環(huán) 境 美 。 市 場(chǎng) 的 需 求 推 動(dòng) 了 噴 泉 行 業(yè) 的 發(fā) 展 。 噴 泉走 出 公 園 、 園 林 的 圍 墻 和 廣 場(chǎng) 的 中 心 ， 深 入 延 伸 到 人 們 的 各 個(gè) 社 會(huì) 活 動(dòng) 場(chǎng) 所 。 許 多噴 泉 專 業(yè) 的 生 產(chǎn) 廠 商 和 專 業(yè) 公 司 ， 在 這 段 時(shí) 間 內(nèi) 應(yīng) 運(yùn) 而 生 ， 迅 速 發(fā) 展 起 來 。 專 業(yè) 技術(shù) 人 員 把 計(jì) 算 機(jī) 技 術(shù) 、 信 息 技 術(shù) ， 以 及 聲 、 光 、 電 、 霧 、 火 、 激 光 、 音 樂 、 水 幕電 影 等 學(xué) 科 的 技 術(shù) 應(yīng) 用 到 噴 泉 之 中 ， 把 噴 泉 行 業(yè) 的 技 術(shù) 水 平 推 上 了 一 個(gè) 新 的 層 面 ，開 拓 了 廣 闊 的 應(yīng) 用 空 間 ， 噴 泉 行 業(yè) 得 到 了 快 速 發(fā) 展 。 2001 年 中 國(guó) 建 筑 金 屬 結(jié) 構(gòu) 協(xié)會(huì) 、 給 水 排 水 設(shè) 備 分 會(huì) 成 立 了 水 景 噴 泉 專 業(yè) 委 員 會(huì) ， 行 業(yè) 組 織 為 城 鎮(zhèn) 、 園 林 的 主管 部 門 、 設(shè) 計(jì) 院 、 所 及 專 業(yè) 生 產(chǎn) 廠 商 、 公 司 提 供 服 務(wù) ， 促 進(jìn) 噴 泉 行 業(yè) 健 康 有 序 地發(fā) 展 。 一 些 大 學(xué) 和 中 專 的 建 筑 、 園 林 專 業(yè) 也 開 設(shè) 了 水 景 、 噴 泉 課 程 ， 為 噴 泉 行 業(yè)的 今 后 發(fā) 展 提 供 了 知 識(shí) 儲(chǔ) 備 。 噴 泉 行 業(yè) 的 發(fā) 展 進(jìn) 入 到 一 個(gè) 新 的 階 段 。(二 )噴 泉 的 應(yīng) 用 狀 況人 們 對(duì) 噴 泉 的 造 景 功 能 、 娛 樂 功 能 、 環(huán) 保 功 能 認(rèn) 識(shí) 的 提 高 ， 開 拓 了 噴 泉 的 應(yīng)用 范 圍 。 我 們 可 以 看 到 ： 適 宜 于 喜 慶 節(jié) 日 、 大 型 群 眾 集 會(huì) 的 廣 場(chǎng) 噴 泉 和 城 市 主 題雕 塑 噴 泉 ， 其 水 造 型 往 往 是 簡(jiǎn) 捷 、 明 快 、 莊 重 、 大 方 ， 給 予 人 們 團(tuán) 結(jié) 進(jìn) 取 ， 凝 聚向 上 的感 受 。 在 商 業(yè) 廣 場(chǎng) 、 購(gòu) 物 中 心 以 及 一 些 景 點(diǎn) 的 大 型 激 光 彩 色 音 樂 噴 泉 ， 其 動(dòng) 感 十足 的 “水 表 演 ”， 既 歡 快 、 跳 躍 ， 又 抒 情 、 富 有 詩(shī) 意 的 “水 舞 蹈 ”， 有 些 噴 泉 配之 以 水 幕 電 影 ， 給 人 們 以 變 幻 無 窮 ， 絢 麗 多 姿 的 視 聽 效 果 。 河 、 湖 自 然 水 面 上 噴水 高 度 超 過 百 米 的 高 水 柱 噴 泉 ， 其 雄 偉 、 壯 觀 的 水 造 型 往 往 成 為 這 個(gè) 城 市 或 旅 游景 點(diǎn) 的 特 征 之 一 。 噴 泉 進(jìn) 入 了 住 宅 小 區(qū) ， 多 與 建 筑 小 品 和 雕 塑 相 映 、 相 伴 ， 既 有中 、 老 年 人 們 喜 愛 的 幽 靜 、 典 雅 的 風(fēng) 格 ， 也 有 適 于 兒 童 嬉 水 ， 趣 味 十 足 的 形 式 。松 弛 、 舒 適 的 環(huán) 境 氛 圍 給 人 們 愉 悅 的 感 受 。 商 場(chǎng) 內(nèi) 、 酒 樓 里 的 噴 泉 小 巧 、 別 致 ，既 調(diào) 節(jié) 了 室 內(nèi) 小 氣 候 ， 又 增 添 了 畫 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 給 人 們 以 清 新 和 另 有 韻 味 的 感 受 。 噴 泉 在 電 視 轉(zhuǎn) 播 廳 和 大 型 歌 舞 上頻 頻 出 現(xiàn) ， 調(diào) 諧 得 當(dāng) 的 水 形 烘 托 著 演 出 的 效 果 。 精 巧 的 微 型 噴 泉 進(jìn) 入 了 辦 公 室 和居 室 ， 給 室 內(nèi) 增 添 了 動(dòng) 態(tài) 的 裝 飾 。 噴 泉 是 藝 術(shù) 和 技 術(shù) 的 結(jié) 合 物 ， 建 筑 藝 術(shù) 、 園 林藝 術(shù) 、 美 術(shù) 以 至 引 伸 到 人 文 學(xué) 、 文 學(xué) 藝 術(shù) 、 音 樂 藝 術(shù) 等 都 能 蘊(yùn) 含 到 噴 泉 的 設(shè) 計(jì) 、創(chuàng) 作 中 。 不 少 成 功 的 作 品 都 注 意 噴 泉 的 設(shè) 計(jì) 風(fēng) 格 與 周 邊 的 環(huán) 境 、 建 筑 物 風(fēng) 格 的 協(xié)調(diào) 一 致 ， 注 意 當(dāng) 地 人 文 、 文 化 心 理 ， 所 以 好 的 方 案 設(shè) 計(jì) 是 至 關(guān) 重 要 的 ， 它 是 成 功 的起 點(diǎn) 。 在 噴 泉 方 案 的 制 作 上 ， 短 短 的 幾 年 時(shí) 間 就 從 手 工 制 圖 發(fā) 展 到 photo shop 圖片 再 發(fā) 展 到 三 維 動(dòng) 畫 制 作 的 光 盤 描 繪 的 動(dòng) 態(tài) 噴 水 方 案 ， 計(jì) 算 機(jī) 技 術(shù) 極 大 地 豐 富 和 開拓 了 人 們 的 思 維 空 間 。 快 速 、 直 觀 、 便 于 保 存 、 易 于 修 改 的 優(yōu) 點(diǎn) 很 快 地 就 被 建 設(shè)方 接 受 ， 成 為 噴 泉 設(shè) 計(jì) 方 案 招 投 標(biāo) 的 必 備 內(nèi) 容 。 噴 泉 的 專 用 產(chǎn) 品 ， 設(shè) 備 也 在 不 斷地 更 新 換 代 ， 新 材 料 、 新 技 術(shù) 的 采 用 ， 環(huán) 保 型 的 產(chǎn) 品 更 加 安 全 、 可 靠 ， 售 后 服 務(wù)周 到 、 及 時(shí) ， 這 些 都 為 噴 泉 的 良 性 發(fā) 展 提 供 了 技 術(shù) 支 撐 ， 使 得 大 多 數(shù) 的 噴 泉 在 美化 環(huán) 境 之 外 ， 還 發(fā) 揮 了 良 好 的 生 態(tài) 效 應(yīng) 社 會(huì) 效 益 和 廣 告 效 應(yīng) 等 間 接 的 經(jīng) 濟(jì) 效 益 。(二 )現(xiàn) 代 噴 泉 重 出 現(xiàn) 的 問 題在 噴 泉 得 到 廣 泛 應(yīng) 用 的 過 程 中 ， 也 出 現(xiàn) 了 一 些 問 題 和 不 足 ， 有 些 認(rèn) 識(shí) 上 的 誤區(qū) 和 不 良 傾 向 應(yīng) 該 引 起 人 們 的 重 視 。 否 則 將 對(duì) 噴 泉 行 業(yè) 的 健 康 發(fā) 展 產(chǎn) 生 負(fù) 面 影 響 。（ 1） 方 案 設(shè) 計(jì) 上 的 盲 目 性 ， 往 往 導(dǎo) 致 作 品 成 為 敗 筆 ， 使 作 品 難 于 長(zhǎng) 久 存 在 。（ 2） 細(xì) 部 設(shè) 計(jì) 的 不 合 理 直 接 影 響 作 品 效 果 。（ 3） 質(zhì) 次 價(jià) 高 的 偽 劣 產(chǎn) 品 直 接 影 響 著 有 關(guān) 廠 商 和 公 司 的 信 譽(yù) 。（ 4） 節(jié) 能 、 節(jié) 水 、 環(huán) 保 問 題 應(yīng) 引 起 足 夠 的 重 視 。噴 泉 的 水 造 型 是 通 過 細(xì) 部 設(shè) 計(jì) 來 實(shí) 現(xiàn) 的 ， 機(jī) 、 泵 、 管 、 閥 門 、 噴 頭 的 合 理 選配 ， 直 接 影 響 著 噴 水 效 果 。 有 些 噴 泉 的 設(shè) 計(jì) ， 只 注 意 了 流 量 、 工 作 壓 力 等 技 術(shù) 指標(biāo) ， 忽 視 了 流 態(tài) 效 果 這 個(gè) 重 要 因 素 ， 水 造 型 效 果 差 。 例 如 ： 成 功 的 超 高 水 柱 密 實(shí)段 長(zhǎng) ， 破 裂 段 和 霧 化 段 短 ， 水 柱 直 徑 和 噴 水 高 度 比 例 合 適 ， 抗 風(fēng) 能 力 強(qiáng) ， 噴 水 效果 挺 拔 、 雄 偉 。 而 目 前 的 一 些 超 高 水 柱 ， 水 柱 密 實(shí) 段 短 ， 破 裂 段 和 霧 化 段 長(zhǎng) ， 水柱 直 徑 與 噴 水 高 度 相 比 顯 得 細(xì) 小 單 薄 ， 抗 風(fēng) 能 力 差 ， 水 柱 很 容 易 被 吹 散 飄 移 ， 這就 是 有 關(guān) 參 數(shù) 選 配 不 合 理 所 致 。 在 整 體 水 造 型 的 組 合 效 果 上 也 存 在 差 類 似 的 問 題 。細(xì) 部 設(shè) 計(jì) 不 合 理 ， 是 技 術(shù) 經(jīng) 濟(jì) 指 標(biāo) 差 的 表 現(xiàn) ， 需 要 在 設(shè) 計(jì) 階 段 給 予 解 決 。噴 泉 是 耗 能 的 景 觀 工 程 ， 在 保 障 設(shè) 計(jì) 效 果 的 前 提 下 ， 盡 可 能 地 節(jié) 約 能 源 ， 這在 方 案 設(shè) 計(jì) 階 段 時(shí) 就 應(yīng) 該 進(jìn) 行 量 體 裁 衣 的 設(shè) 計(jì) 。 我 國(guó) 是 一 個(gè) 缺 水 的 國(guó) 家 ， 節(jié) 水 是基 本 國(guó) 策 ， 噴 泉 要 提 倡 循 環(huán) 用 水 ， 設(shè) 計(jì) 時(shí) 應(yīng) 考 慮 減 少 噴 水 的 霧 化 ， 飄 移 損 失 。 循環(huán) 用 水 系 統(tǒng) 應(yīng) 該 有 過 濾 凈 化 裝 置 ， 現(xiàn) 在 有 許 多 旱 噴 泉 ， 噴 水 很 容 易 把 地 面 上 的 泥土 、 臟 物 沖 入 地 下 水 池 ， 水 質(zhì) 極 易 污 染 ， 搞 好 池 水 凈 化 ， 延 長(zhǎng) 池 水 使 用 周 期 ， 用過 的 池 水 可 以 澆 灌 周 邊 的 草 坪 、 綠 地 ， 既 節(jié) 約 了 用 水 ， 又 有 環(huán) 保 的 功 能 。第 二 節(jié) 、 噴 泉 的 種 類噴 泉 景 觀 概 括 來 說 可 以 分 為 兩 大 類 ： 一 是 因 地 制 宜 ， 根 據(jù) 現(xiàn) 場(chǎng) 地 形 結(jié) 構(gòu) ，仿 照 天 然 水 景 制 作 而 成 ， 如 ： 壁 泉 、 涌 泉 、 霧 泉 、 管 流 、 溪 流 、 瀑 布 、 水 簾 、跌 水 、 水 濤 、 漩 渦 等 。 二 是 完 全 依 靠 噴 泉 設(shè) 備 人 工 造 景 。 這 類 水 景 近 年 來 在建 筑 領(lǐng) 域 廣 泛 應(yīng) 用 ， 發(fā) 展 速 度 很 快 ， 種 類 繁 多 ， 普 通 噴 泉 分 音 樂 噴 泉 、 程 控噴 泉 、 旱 地 噴 泉 、 跑 動(dòng) 噴 泉 、 光 亮 噴 泉 、 趣 味 噴 泉 、 激 光 水 幕 電 影 、 超 高 噴 泉 等 。激 光 水 幕 噴 泉趣 味 噴 泉音 樂 噴 泉程 控 噴 泉光 亮 噴 泉旱 地 噴 泉跑 動(dòng) 噴 泉第 三 節(jié) 、 噴 泉 中 的 一 些 新 技 術(shù)漂 浮 式 ： 整 座 水 景 噴 泉 的 管 道 系 統(tǒng) 全 部 安 裝 在 浮 箱 上 ， 所 以 噴 泉 設(shè) 備 的 運(yùn) 行不 受 季 節(jié) 性 水 位 高 低 的 影 響 。 漂 浮 式 噴 泉 制 作 、 安 裝 工 藝 技 術(shù) 性 強(qiáng) ， 但 維 護(hù) 方 便 ，易 于 保 養(yǎng) 。 在 大 型 自 然 湖 泊 或 各 種 人 工 湖 中 廣 泛 應(yīng) 用 。跑 泉 ： 多 個(gè) 噴 頭 ， 按 時(shí) 序 控 制 ， 構(gòu) 成 各 種 形 態(tài) 瞬 時(shí) 變 化 的 水 型 。 可 以 形 成 跑動(dòng) 、 跳 動(dòng) 、 波 動(dòng) 等 形 狀 ， 又 可 以 成 固 定 造 型 的 噴 水 形 態(tài) ， 氣 勢(shì) 雄 偉 ， 變 化 多 端 。水 幕 激 光 ： 采 用 特 殊 的 入 映 機(jī) 播 放 ， 使 用 的 影 片 也 是 專 門 為 水 幕 電 影 特 制 的影 帶 。 由 于 電 影 的 屏 幕 是 透 明 的 水 膜 ， 因 此 在 電 影 播 放 時(shí) 會(huì) 有 一 種 特 殊 的 光 學(xué) 效果 ， 屏 幕 的 視 覺 穿 透 性 可 使 畫 面 具 有 一 種 立 體 感 ， 影 片 的 內(nèi) 容 可 與 水 面 巧 妙 的 結(jié)合 ， 更 有 一 種 身 臨 其 境 般 的 奇 幻 感 覺 。第 四 節(jié) 、 設(shè) 計(jì) 的 主 要 研 究 內(nèi) 容 及 安 排本 文 根 據(jù) 生 活 當(dāng) 中 出 現(xiàn) 的 一 些 情 況 ， 以 花 式 噴 泉 為 研 究 對(duì) 象 ， 結(jié) 合 了 大 量 資料 及 文 獻(xiàn) ， 研 究 花 式 噴 泉 的 控 制 問 題 ， 整 理 出 一 套 可 行 性 較 高 的 噴 泉 控 制 系 統(tǒng) 。本 系 統(tǒng) 的 研 究 內(nèi) 容 主 要 包 括 了 噴 泉 的 發(fā) 展 情 況 及 所 存 在 的 一 系 列 問 題 ； 噴 泉控 制 系 統(tǒng) 的 組 成 ； 花 式 噴 泉 的 控 制 任 務(wù) 和 要 求 ； 花 式 噴 泉 的 硬 件 配 置 以 及 軟 件 的設(shè) 計(jì) ， 再 通 過 仿 真 軟 件 來 實(shí) 現(xiàn) 。在 設(shè) 計(jì) 當(dāng) 中 ， 因 花 樣 1 出 現(xiàn) 故 障 的 可 能 性 較 另 外 兩 種 花 樣 要 大 ， 因 此 在 花 樣 1的 程 序 中 設(shè) 置 了 報(bào) 警 系 統(tǒng) ， 當(dāng) 出 現(xiàn) 故 障 時(shí) ， 可 以 及 時(shí) 報(bào) 警 并 斷 開 電 源 ， 具 有 更 大的 安 全 保 障 。 設(shè) 計(jì) 中 并 未 添 加 單 步 /連 續(xù) 程 序 ， 因 為 如 果 單 步 運(yùn) 行 ， 持 續(xù) 時(shí) 間 太 短 ，觀 賞 性 不 強(qiáng) ， 因 而 只 設(shè) 置 了 連 續(xù) 運(yùn) 行 ， 當(dāng) 按 下 啟 動(dòng) 按 鈕 ， 接 著 選 擇 噴 水 花 樣 ， 系統(tǒng) 處 于 連 續(xù) 運(yùn) 行 狀 態(tài) ， 直 到 按 下 停 止 按 鈕 ， 系 統(tǒng) 立 即 斷 開 電 源 ， 停 止 運(yùn) 行 。第 2 章 方 案 分 析第 一 節(jié) 、 主 控 制 器 方 案 分 析方 案 1： 使 用 單 片 機(jī) 控 制 花 式 噴 泉單 片 機(jī) 的 特 點(diǎn) 是 控 制 性 能 和 可 靠 性 高 ， 體 積 小 、 價(jià) 格 低 、 易 于 產(chǎn) 品 化 。 由 于單 片 機(jī) 具 有 良 好 的 控 制 性 能 和 靈 活 的 嵌 入 品 質(zhì) ， 近 年 來 在 智 能 儀 表 、 機(jī) 電 一 體 化產(chǎn) 品 、 實(shí) 時(shí) 工 業(yè) 控 制 家 用 電 器 等 各 個(gè) 領(lǐng) 域 都 獲 得 了 極 其 廣 泛 的 應(yīng) 用 。花 式 噴 泉 的 原 理 是 利 用 控 制 器 控 制 水 泵 的 噴 水 的 方 式 ， 此 方 案 采 用 AT80C51 系列 單 片 機(jī) 作 為 主 控 制 器 來 控 制 噴 泉 的 噴 水 方 式 。 單 片 機(jī) 的 成 本 較 低 ， 適 合 用 于 控制 小 型 的 花 式 噴 泉 。 單 片 機(jī) 通 過 控 制 步 進(jìn) 電 機(jī) 來 控 制 電 磁 閥 ,實(shí) 現(xiàn) 對(duì) 噴 頭 流 量 的 控制 , 從 而 使 噴 泉 水 姿 、 燈 光 色 彩 產(chǎn) 生 變 化 。 但 采 用 單 片 機(jī) 控 制 原 理 ， 是 以 可 控 硅作 為 功 率 開 關(guān) 元 件 ， 由 于 可 控 硅 承 受 過 電 壓 、 過 電 流 的 能 力 較 差 ， 因 而 不 能 長(zhǎng) 時(shí)間 運(yùn) 行 。方 案 2： 使 用 S7-300PLC 控 制 花 式 噴 泉自 20 世 紀(jì) 60 年 代 中 期 以 來 PLC 產(chǎn) 品 在 電 力 、 冶 金 、 化 工 等 行 業(yè) 發(fā) 揮 了 重 大作 用 ,尤 其 近 20 年 來 計(jì) 算 機(jī) 和 信 息 技 術(shù) 的 飛 速 發(fā) 展 ,不 斷 成 倍 擴(kuò) 大 的 功 能 和 成 倍 降低 的 價(jià) 格 ,使 PLC、 通 訊 聯(lián) 網(wǎng) 技 術(shù) 、 過 程 控 制 軟 件 都 獲 得 了 長(zhǎng) 足 的 進(jìn) 步 ,也 使 PLC 的廣 泛 應(yīng) 用 成 為 可 能 。PLC 的 優(yōu) 點(diǎn) 很 多 ， 主 要 包 括 ： 編 程 方 法 簡(jiǎn) 單 易 學(xué) ； 功 能 強(qiáng) 、 性 能 價(jià) 格 比 高 ；硬 件 配 套 齊 全 、 用 戶 使 用 方 便 、 適 應(yīng) 性 強(qiáng) ； 可 靠 性 高 、 抗 干 擾 能 力 強(qiáng) ； 系 統(tǒng) 的 設(shè)計(jì) 、 安 裝 、 調(diào) 試 工 作 量 少 ； 維 修 工 作 量 低 、 維 修 方 便 ； 體 積 小 、 能 耗 低 等 。 而 且PLC 在 各 個(gè) 工 業(yè) 部 門 的 應(yīng) 用 范 圍 都 得 到 了 擴(kuò) 展 。此 方 案 采 用 西 門 子 300 系 列 PLC 作 為 主 控 制 器 。 S7-300PLC 是 中 型 的 PLC， 它適 用 于 各 行 各 業(yè) ， 各 種 場(chǎng) 合 中 的 自 動(dòng) 檢 測(cè) 、 監(jiān) 測(cè) 及 控 制 等 。 S7-300PLC 的 強(qiáng) 大 功 能使 其 無 論 單 機(jī) 運(yùn) 行 ， 或 連 成 網(wǎng) 絡(luò) 都 能 實(shí) 現(xiàn) 復(fù) 雜 的 控 制 功 能 。 S7-300PLC 可 提 多 種CPU 可 供 選 擇 使 用 ， 并 且 體 積 小 ， 功 能 強(qiáng) 、 可 靠 性 高 ， 靈 活 性 強(qiáng) 和 可 擴(kuò) 展 性 的 特 點(diǎn)通 過 改 變 噴 泉 的 控 制 程 序 或 改 變 方 式 選 擇 開 關(guān) ， 就 可 以 改 變 花 式 噴 泉 的 噴 水 規(guī) 律 ，從 而 變 化 出 很 多 花 樣 ， 同 時(shí) ， PLC 具 有 很 強(qiáng) 的 自 診 斷 功 能 ， 迅 速 方 便 的 檢 查 出 故障 ， 縮 短 檢 修 時(shí) 間 ， 因 而 確 保 控 制 系 統(tǒng) 的 可 靠 性 ， 穩(wěn) 定 性 ?；?于 本 設(shè) 計(jì) 的 控 制 要 求 ， 可 采 用 S7-300 系 列 的 PLC 來 控 制 電 磁 閥 ， 從 而 達(dá) 到對(duì) 噴 頭 流 量 的 控 制 ， 產(chǎn) 生 各 種 方 式 的 噴 水 花 樣 。方 案 3： 使 用 S7-200PLC 控 制 花 式 噴 泉本 方 案 采 用 S7-200PLC 作 為 噴 泉 的 主 控 制 器 來 控 制 水 泵 的 運(yùn) 行 。 S7-200PLC 是一 種 小 型 的 PLC， 它 有 5 種 CPU 模 塊 ， 最 多 可 以 擴(kuò) 展 7 個(gè) 擴(kuò) 展 模 塊 ， 擴(kuò) 展 到 248 點(diǎn)數(shù) 字 量 I/O 或 者 38 路 模 擬 量 I/O， 最 多 有 30 多 KB 的 程 序 存 儲(chǔ) 空 間 和 數(shù) 據(jù) 存 儲(chǔ) 空間 。 集 成 了 6 個(gè) 有 12 種 工 作 模 式 的 高 速 計(jì) 數(shù) 器 和 兩 點(diǎn) 高 速 脈 沖 發(fā) 生 器 、 脈 沖 寬 度調(diào) 制 器 。 本 設(shè) 計(jì) 方 案 可 以 選 擇 S7-200CPU226 的 PLC 作 為 主 控 制 器 ， 該 型 號(hào) 的 PLC共 14 入 10 出 24 個(gè) I/O 點(diǎn) 。 從 I/O 點(diǎn) 分 配 方 面 來 說 很 適 合 本 設(shè) 計(jì) 的 控 制 要 求 。 但是 這 也 限 制 了 它 以 后 的 發(fā) 展 ， 在 改 變 噴 水 方 式 的 時(shí) 候 很 不 方 便 ， 因 此 不 利 于 調(diào) 整 。第 二 節(jié) 、 主 控 制 器 方 案 的 選 擇通 過 以 上 3 種 控 制 方 式 的 比 較 可 以 得 知 ： 使 用 單 片 機(jī) 控 制 噴 泉 ， 控 制 方 式 簡(jiǎn)單 ， 成 本 低 ， 但 是 由 于 其 控 制 性 能 較 差 ， 容 易 出 現(xiàn) 故 障 ， 出 現(xiàn) 故 障 后 檢 修 不 方 便 ，且 受 使 用 時(shí) 間 長(zhǎng) 短 的 限 制 。 使 用 S7-200PLC 控 制 花 式 噴 泉 ， 控 制 性 能 好 ， 適 用 性強(qiáng) ， 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì) 方 便 ， 編 程 簡(jiǎn) 單 ， 但 由 于 I/O 數(shù) 量 的 限 制 ， 改 動(dòng) 不 便 。 而 使 用 S7-300PLC 控 制 花 式 噴 泉 ， 它 具 有 S7-200PLC 和 單 片 機(jī) 所 不 具 有 的 優(yōu) 點(diǎn) ， 在 改 動(dòng) 的 時(shí)候 十 分 方 便 ， 支 持 長(zhǎng) 時(shí) 間 使 用 ， 并 且 控 制 性 能 更 強(qiáng) 于 單 片 機(jī) 和 S7-200PLC。 三 者 相比 較 ， 使 用 S7-300PLC 來 控 制 噴 泉 顯 然 要 好 于 使 用 單 片 機(jī) 控 制 和 S7-200 控 制 ， 因此 ， 本 設(shè) 計(jì) 選 取 的 方 案 為 第 二 種 ， 即 使 用 S7-300PLC 作 為 噴 泉 的 主 控 制 器 。第 三 節(jié) 、 噴 泉 控 制 方 案 分 析方 案 1： 三 組 噴 頭 交 替 噴 水此 方 案 使 用 的 噴 頭 有 三 組 ， 共 12 個(gè) 噴 頭 ， 每 組 4 個(gè) 。 三 組 噴 頭 組 成 一 定 的 形狀 ， 并 在 PLC 的 控 制 下 交 替 噴 水 ， 具 體 情 況 見 圖 2-1。圖 2-1 三 組 噴 頭 示 意 圖噴 泉 共 分 為 三 組 噴 頭 ， 通 電 后 ， 在 PLC 的 控 制 下 ， 按 1-2-3-2-1 的 順 序 噴 水 ，然 后 1、 2 同 時(shí) 噴 水 ， 接 著 2、 3 同 時(shí) 噴 水 ， 再 接 著 1、 3 同 時(shí) 噴 水 ， 最 后 1、 2、 3一 起 噴 水 ， 如 此 循 環(huán) 。方 案 2： 四 組 噴 頭 交 替 噴 水此 方 案 共 四 組 噴 頭 ， 除 1 號(hào) 噴 頭 以 外 ， 其 余 三 組 每 組 的 4 個(gè) 噴 頭 都 由 環(huán) 形 管 道連 接 ， 因 此 ， 每 次 噴 水 ， 同 一 組 的 噴 頭 是 一 起 噴 的 ， 具 體 情 況 見 圖 2-2。圖 2-2 四 組 噴 頭 示 意 圖此 種 方 案 有 三 種 噴 水 方 式 可 供 選 擇 。 按 下 啟 動(dòng) 按 鈕 以 后 ， 如 選 擇 第 一 種 花 樣 ，以 1、 3 同 時(shí) 噴 ， 2、 4 同 時(shí) 噴 的 方 式 噴 水 ； 如 選 擇 第 二 種 花 樣 ， 則 按 1-2-3-4 的 方式 噴 水 ； 如 選 擇 第 三 種 ， 則 按 4-3-2-1 的 方 式 噴 水 。 并 且 按 下 自 動(dòng) 運(yùn) 行 按 鈕 以 后 ，可 以 按 設(shè) 定 的 程 序 自 動(dòng) 噴 水 。第 四 節(jié) 、 噴 泉 控 制 方 案 的 選 擇從 以 上 2 種 噴 水 方 案 來 看 ， 都 是 很 適 合 作 為 花 式 噴 泉 的 噴 水 方 式 。 但 是 ， 方 案1 中 的 噴 水 方 式 過 于 單 調(diào) ， 只 有 一 種 方 式 。 而 方 案 2 中 一 共 有 三 種 噴 水 方 式 可 供 選擇 ， 按 下 啟 動(dòng) 按 鈕 以 后 ， 再 按 下 花 樣 選 擇 開 關(guān) ， 噴 泉 則 按 選 定 的 方 式 噴 水 ， 因 此 噴水 的 方 式 可 以 隨 心 所 欲 ， 較 之 方 案 一 顯 然 更 好 。 因 此 本 設(shè) 計(jì) 選 擇 方 案 二 作 為 噴 泉 的控 制 方 案 。第 五 節(jié) 、 噴 泉 的 控 制 要 求（ 1） 按 下 啟 動(dòng) 按 鈕 ， 噴 泉 裝 置 開 始 工 作 ， 按 下 停 止 按 鈕 ， 噴 泉 控 制 裝 置 停 止工 作 。 按 下 自 動(dòng) 運(yùn) 行 按 鈕 ， 噴 泉 進(jìn) 入 自 動(dòng) 工 作 狀 態(tài) ，（ 2） 噴 泉 噴 水 方 式 由 花 樣 選 擇 開 關(guān) 決 定 ， 現(xiàn) 考 慮 3 種 噴 水 花 樣 。（ 3） 花 樣 選 擇 開 關(guān) 在 位 置 1 時(shí) ， 按 下 啟 動(dòng) 按 鈕 后 ， 1、 3 號(hào) 噴 頭 同 時(shí) 噴 水 ， 延時(shí) 2 秒 后 ， 2、 4 號(hào) 噴 頭 噴 水 ， 1 號(hào) 、 3 號(hào) 噴 頭 停 止 噴 水 ， 再 延 時(shí) 2 秒 后 1、 3 號(hào) 噴頭 噴 水 ， 2、 4 號(hào) 噴 頭 停 止 噴 水 ， 如 此 循 環(huán) ， 直 到 按 下 停 止 按 鈕 。（ 4） 花 樣 選 擇 開 關(guān) 在 位 置 2 時(shí) ， 按 下 啟 動(dòng) 按 鈕 后 ， 1 號(hào) 噴 頭 噴 水 ， 延 時(shí) 2 秒后 ， 1 號(hào) 噴 頭 噴 水 ， 再 延 時(shí) 2 秒 后 ， 3 號(hào) 噴 頭 噴 水 ， 再 延 時(shí) 2 秒 后 ， 4 號(hào) 噴 頭 噴 水 ，再 延 時(shí) 2 秒 后 ， 3 號(hào) 噴 頭 噴 水 ， 再 延 時(shí) 2 秒 后 ， 2 號(hào) 噴 頭 噴 水 ， 再 延 時(shí) 2 秒 后 ， 1號(hào) 噴 頭 噴 水 ， 再 延 時(shí) 2 秒 后 ， 2 號(hào) 噴 頭 噴 水 ， 如 此 循 環(huán) ， 直 到 按 下 停 止 按 鈕 。（ 5） 花 樣 選 擇 開 關(guān) 在 位 置 3 時(shí) ， 按 下 啟 動(dòng) 按 鈕 后 ， 4 號(hào) 噴 頭 噴 水 ， 延 時(shí) 2 秒后 ， 3 號(hào) 噴 頭 噴 水 ， 再 延 時(shí) 2 秒 后 ， 2 號(hào) 噴 頭 噴 水 ， 再 延 時(shí) 2 秒 后 ， 1 號(hào) 噴 頭 噴 水 ，再 延 時(shí) 2 秒 后 ， 2 號(hào) 噴 頭 噴 水 ， 再 延 時(shí) 2 秒 后 ， 3 號(hào) 噴 頭 噴 水 ， 再 延 時(shí) 2 秒 后 ， 4號(hào) 噴 頭 噴 水 ， 再 延 時(shí) 2 秒 后 ， 3 號(hào) 噴 頭 噴 水 ， 如 此 循 環(huán) ， 直 到 按 下 停 止 按 鈕 。第 3 章 花 式 噴 泉 的 硬 件 設(shè) 計(jì)第 一 節(jié) 、 硬 件 的 選 擇（ 一 ） PLC 的 選 擇 方 案（ 1） 對(duì) 輸 入 /輸 出 點(diǎn) 的 選 擇盲 目 選 擇 點(diǎn) 數(shù) 多 的 機(jī) 型 會(huì) 造 成 一 定 浪 費(fèi) 。 要 先 弄 清 除 控 制 系 統(tǒng) 的 I/O 總 點(diǎn) 數(shù) ，再 按 實(shí) 際 所 需 總 點(diǎn) 數(shù) 的 15 20 留 出 備 用 量 （ 為 系 統(tǒng) 的 改 造 等 留 有 余 地 ） 后 確 定所 需 PLC 的 點(diǎn) 數(shù) 。（ 2） 對(duì) 存 儲(chǔ) 容 量 的 選 擇對(duì) 用 戶 存 儲(chǔ) 容 量 作 粗 略 的 估 算 。（ 3） 對(duì) I/O 響 應(yīng) 時(shí) 間 的 選 擇PLC 的 I/O 響 應(yīng) 時(shí) 間 包 括 輸 入 電 路 延 遲 、 輸 出 電 路 延 遲 和 掃 描 工 作 方 式 引 起的 時(shí) 間 延 遲 （ 一 般 在 2 3 個(gè) 掃 描 周 期 ） 等 。 對(duì) 開 關(guān) 量 控 制 的 系 統(tǒng) ， PLC 和 I/O 響應(yīng) 時(shí) 間 一 般 都 能 滿 足 實(shí) 際 工 程 的 要 求 ， 可 不 必 考 慮 I/O 響 應(yīng) 問 題 。 但 對(duì) 模 擬 量 控制 的 系 統(tǒng) 、 特 別 是 閉 環(huán) 系 統(tǒng) 就 要 考 慮 這 個(gè) 問 題 。（ 4） 對(duì) PLC 結(jié) 構(gòu) 形 式 的 選 擇在 相 同 功 能 和 相 同 I/O 點(diǎn) 數(shù) 據(jù) 的 情 況 下 ， 整 體 式 比 模 塊 式 價(jià) 格 低 。 但 模 塊 式具 有 功 能 擴(kuò) 展 靈 活 ， 維 修 方 便 （ 換 模 塊 ） ， 容 易 判 斷 故 障 等 優(yōu) 點(diǎn) ， 要 按 實(shí) 際 需 要選 擇 PLC 的 結(jié) 構(gòu) 形 式 。本 設(shè) 計(jì) 采 用 S7-300 CPU315-2DP 的 PLC。 該 PLC 屬 于 中 型 PLC， 功 能 強(qiáng) 大 ， 控制 能 力 好 ， 性 價(jià) 比 高 。（ 二 ） 水 泵 的 選 擇 方 案水 泵 的 種 類 根 據(jù) 不 同 的 要 求 ， 分 類 比 較 多 ； 大 致 有 臥 式 水 泵 和 潛 水 泵 。 但 都 是根 據(jù) 各 自 對(duì) 水 泵 的 揚(yáng) 程 、 流 量 、 使 用 的 場(chǎng) 合 、 能 耗 比 、 性 價(jià) 比 等 來 選 擇 合 適 自 己 水泵 。根 據(jù) 本 文 的 要 求 ， 選 擇 采 用 潛 水 泵 。 因 為 潛 水 泵 是 放 置 在 水 下 ， 因 此 不 需 要泵 房 ， 這 樣 可 以 降 低 造 價(jià) 。 而 且 潛 水 泵 能 耗 低 ， 體 積 小 ， 重 量 輕 ， 不 需 灌 引 水 ，使 用 維 護(hù) 及 管 理 方 便 ， 并 且 達(dá) 到 了 節(jié) 約 水 資 源 的 目 的 ， 具 有 臥 式 水 泵 所 不 具 有 的優(yōu) 點(diǎn) ， 可 以 適 應(yīng) 噴 泉 的 噴 水 要 求 。本 設(shè) 計(jì) 采 用 上 海 申 一 水 泵 制 造 有 限 公 司 生 產(chǎn) 的 QY 型 油 浸 式 潛 水 泵 。 QY 型 油 浸式 潛 水 電 泵 是 由 充 油 式 潛 水 電 機(jī) 與 離 心 式 水 泵 同 軸 聯(lián) 接 組 成 。 符 合 JB/T8092-1996標(biāo) 準(zhǔn) 規(guī) 定 ， 產(chǎn) 品 取 得 全 國(guó) 生 產(chǎn) 許 可 證 ， 經(jīng) 過 三 十 多 年 來 不 斷 的 改 進(jìn) 和 完 善 ， 廣 泛應(yīng) 用 于 農(nóng) 業(yè) 灌 溉 、 工 礦 排 水 、 水 景 噴 泉 、 水 產(chǎn) 養(yǎng) 殖 ， 魚 塘 增 氧 、 防 洪 排 澇 等 領(lǐng) 域 。具 有 泵 電 一 體 ， 結(jié) 構(gòu) 緊 湊 ； 無 需 引 水 、 使 用 簡(jiǎn) 便 ； 雙 端 密 封 、 電 器 保 護(hù) ； 設(shè) 計(jì) 合理 、 性 能 優(yōu) 良 等 特 點(diǎn) 。 水 泵 的 使 用 條 件 是 潛 水 深 度 不 超 過 5 米 ； 水 溫 不 超 過 +40 ；PH 值 應(yīng) 在 5-9 之 間 ， 因 此 ， 很 適 合 用 本 設(shè) 計(jì) 的 要 求 。（ 三 ） 噴 頭 的 選 擇 方 案噴 泉 的 噴 頭 分 為 可 調(diào) 直 流 噴 頭 、 涌 泉 噴 頭 、 集 束 噴 頭 、 旋 轉(zhuǎn) 噴 頭 等 等 ， 種 類繁 多 ， 噴 出 的 水 型 也 各 不 相 同 。 本 設(shè) 計(jì) 采 用 的 是 集 束 噴 頭 ， 該 噴 頭 由 多 個(gè) 直 流 噴頭 組 合 而 成 ， 直 射 噴 頭 口 徑 大 小 可 確 定 噴 頭 的 出 水 量 及 高 度 ， 它 可 以 作 為 整 個(gè) 噴泉 的 主 噴 （ 噴 泉 最 高 點(diǎn) ） ， 也 可 以 由 多 個(gè) 集 束 噴 頭 組 合 成 不 同 的 排 列 。 本 文 采 用的 集 束 噴 頭 是 中 間 小 ， 四 周 大 的 噴 頭 組 合 方 案 。 中 間 的 小 噴 頭 在 同 樣 的 壓 力 下 ，噴 出 的 水 柱 較 之 周 圍 的 大 噴 頭 要 高 ， 要 細(xì) ， 可 達(dá) 到 最 佳 的 視 覺 效 果 ， 見 圖 3-1。圖 3-1 噴 頭 的 樣 式 及 噴 水 示 意 圖中 間 部 分 為 裝 飾 物 。 左 圖 為 噴 頭 的 設(shè) 計(jì) 方 案 圖 ， 每 個(gè) 噴 頭 的 設(shè) 計(jì) 方 案 都 是 相 同的 ， 中 間 4 個(gè) 小 圓 形 圖 案 為 小 噴 頭 ， 外 部 4 個(gè) 大 圓 形 圖 案 為 大 噴 頭 ； 右 圖 為 噴 泉 噴水 方 式 示 意 圖 ， 4 個(gè) 大 噴 頭 噴 出 的 水 柱 更 粗 更 低 ， 這 樣 看 起 來 更 有 層 次 感 。第 二 節(jié) 、 控 制 面 板系 統(tǒng) 的 控 制 面 板 圖 如 圖 3-2 所 示 。 圖 中 分 別 是 花 樣 選 擇 開 關(guān) 、 指 示 燈 以 及 啟動(dòng) 、 停 止 和 自 動(dòng) 運(yùn) 行 開 關(guān) 。 系 統(tǒng) 正 常 運(yùn) 行 時(shí) ， 顯 示 運(yùn) 行 （ 綠 燈 ） ； 停 止 運(yùn) 行 時(shí) 顯示 停 止 （ 紅 燈 ） ； 出 現(xiàn) 故 障 時(shí) 顯 示 報(bào) 警 （ 黃 燈 ） 。圖 3-2 花 式 噴 泉 的 控 制 面 板第 4 章 系 統(tǒng) 的 軟 件 設(shè) 計(jì)第 一 節(jié) 、 花 式 噴 泉 的 PLC 控 制 流 程 圖花 式 噴 泉 的 程 序 控 制 流 程 圖 見 圖 4-1。圖 4-1 系 統(tǒng) 控 制 流 程 圖如 圖 ， 通 電 后 ， 進(jìn) 入 工 作 狀 態(tài) 。 如 按 下 啟 動(dòng) 按 鈕 ， 噴 泉 裝 置 進(jìn) 入 準(zhǔn) 備 工 作 狀態(tài) ， 若 不 按 ， 則 回 到 初 始 狀 態(tài) 。 接 著 選 擇 噴 水 花 樣 ， 共 三 種 噴 水 花 樣 可 供 選 擇 。如 不 選 擇 噴 水 花 樣 ， 系 統(tǒng) 則 只 保 持 通 電 狀 態(tài) 。 如 按 下 花 樣 選 擇 開 關(guān) ， 噴 泉 按 照 設(shè)定 的 程 序 開 始 運(yùn) 行 。 如 果 按 下 停 止 按 鈕 ， 系 統(tǒng) 則 停 止 運(yùn) 行 ， 如 果 不 按 停 止 按 鈕 ，系 統(tǒng) 則 按 照 選 擇 的 花 樣 繼 續(xù) 運(yùn) 行 下 去 直 到 按 下 停 止 按 鈕 。第 二 節(jié) 、 I/O 模 塊 的 選 擇本 設(shè) 計(jì) 選 擇 SM332 作 為 PLC 的 I/O 模 塊 ， 其 I/O 接 口 都 是 配 對(duì) 模 塊 ， I 為 輸 入 、Q 為 輸 出 。 用 于 連 接 電 磁 閥 、 接 觸 器 、 小 型 電 機(jī) 、 燈 和 電 機(jī) 起 動(dòng) 器 。第 三 節(jié) 、 花 式 噴 泉 的 I/O 分 配噴 泉 的 I/O 分 配 見 表 4-1。表 4-1 花 式 噴 泉 的 I/O 分 配 表啟 動(dòng) 按 鈕 I0.0停 止 按 鈕 I0.1花 樣 選 擇 開 關(guān) 1 I0.2花 樣 選 擇 開 關(guān) 2 I0.3花 樣 選 擇 開 關(guān) 3 I0.4輸 入自 動(dòng) 運(yùn) 行 按 鈕 I0.5花 樣 1 報(bào) 警 Q0.01 號(hào) 噴 頭 組 Q0.1 Q1.1 Q2.12 號(hào) 噴 頭 組 Q0.2 Q1.2 Q2.23 號(hào) 噴 頭 組 Q0.3 Q1.3 Q2.3輸 出4 號(hào) 噴 頭 組 Q0.4 Q1.4 Q2.4第 四 節(jié) 、 PLC 的 I/O 地 址 分 配 簡(jiǎn) 介I/O 模 塊 分 為 數(shù) 字 量 輸 入 、 數(shù) 字 量 輸 出 、 模 擬 量 輸 入 和 模 擬 量 輸 出 4 類 。 CPU分 配 給 數(shù) 字 量 I/O 模 塊 的 地 址 以 字 節(jié) 為 單 位 ， 一 個(gè) 字 節(jié) 由 8 個(gè) 數(shù) 字 量 I/O 點(diǎn) 組 成 。擴(kuò) 展 模 塊 I/O 點(diǎn) 的 字 節(jié) 地 址 由 I/O 的 類 型 和 模 塊 在 同 一 類 I/O 模 塊 鏈 中 的 位 置 來 決定 。第 五 節(jié) 、 軟 件 的 選 用本 設(shè) 計(jì) 采 用 STEP 7 軟 件 進(jìn) 行 編 寫 系 統(tǒng) 程 序 ， 該 軟 件 主 要 有 組 態(tài) 硬 件 ； 組 態(tài) 通信 連 接 ； 使 用 編 程 語 言 編 寫 用 戶 程 序 ； 下 載 和 調(diào) 試 用 戶 程 序 、 啟 動(dòng) 、 維 護(hù) 、 文 件建 檔 、 運(yùn) 行 和 診 斷 等 功 能 。 功 能 強(qiáng) 大 ， 很 適 合 用 來 編 寫 噴 泉 的 控 制 程 序 。 編 程 軟 件界 面 如 圖 4-2 所 示 。圖 4-2 軟 件 編 程 界 面在 FC1 中 編 寫 花 樣 1 子 程 序 ， 在 FC2 中 編 寫 花 樣 2 子 程 序 ， 在 FC3 中 編 寫 花 樣3 子 程 序 ， 然 后 在 OB1 中 編 寫 主 程 序 并 調(diào) 用 子 程 序 。第 六 節(jié) 、 系 統(tǒng) 主 程 序系 統(tǒng) 的 主 程 序 見 圖 4-3。 此 時(shí) ， 系 統(tǒng) 處 于 停 止 工 作 狀 態(tài) 。圖 4-3 花 式 噴 泉 系 統(tǒng) 主 程 序I0.5 是 一 個(gè) 獨(dú) 立 的 啟 動(dòng) 按 鈕 ， 負(fù) 責(zé) 啟 動(dòng) 自 動(dòng) 運(yùn) 行 。 當(dāng) 按 下 I0.5 的 時(shí) 候 ， 系 統(tǒng)按 照 花 樣 1-花 樣 2-花 樣 3 的 順 序 循 環(huán) 運(yùn) 行 。 當(dāng) 按 下 停 止 按 鈕 I0.0 的 時(shí) 候 ， 立 即 停止 自 動(dòng) 運(yùn) 行 ， 改 為 手 動(dòng) 選 擇 花 樣 。第 七 節(jié) 、 系 統(tǒng) 程 序 的 可 行 性本 系 統(tǒng) 共 有 三 種 花 樣 可 供 選 擇 ， 因 此 程 序 分