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1、大连海洋大学本科毕业论文 Abstract毕业论文（设计）题目:基于PLC的音乐喷泉系统设计学 生 姓 名： 指导教师： 专业名称： 自动化 所在学院： 信息工程学院 2015 年 6 月2目 录摘要IAbstractII第一章 前言31.1课题研究目的31.2音乐喷泉的研究现状及发展趋势31.3本课题要解决的问题3第二章 控制系统的论证及设计42.1控制系统的论证42.2控制系统的整体设计5第三章 系统信号采集及硬件的应用53.1音乐信号的采集53.2喷头的选择53.3水泵的应用53.4变频器的应用5第四章PLC程序设计方法54.1 PLC控制系统的设计原则54.2 PLC控制系统的设计步骤
2、54.3 PLC控制系统的设计方法5第五章 喷泉控制系统的设计55.1变频器的选用55.2 PLC的选用55.3 MM430变频器外部电路的设计55.4 PLC外部电路的设计55.5 PLC程序设计55.6喷泉控制系统总电路设计5第六章 结论与展望5致谢5参考文献5附录5 摘 要音乐喷泉在国内现在越来越流行，音乐喷泉的控制系统也有很多，有用单片机控制的，有用继电器控制的，有的用计算机控制的，但是大部分的音乐喷泉的控制系统是利用可编程逻辑控制器来控制，它不仅有处理数据的功能，还有存储功能输入输出功能，是一种非常有前景的控制装置。它能控制很多东西，比如说位置、逻辑、时间等等。本设计主要依靠PLC的
3、控制功能，通过对变频器、水泵、灯的控制，来满足人们对艺术的追求，PLC能时刻控制喷泉与音乐同步，PLC的扩展非常容易、而且编程直观接线也很容易。PLC能适应复杂的环境、而且接线简单、系统稳定等优点。通过本设计，我锻炼了很多，尤其在耐性上得到了很大的提升。 关键词：音乐喷泉，PLC，变频器AbstractMusic fountain now more and more popular in China, music fountain control system also has a lot of useful single-chip microcomputer control, useful
4、relay control, some with computer control, but most of the music fountain control system is the use of programmable logic controller to control, it not only has the function of processing data, and store input/output functions, is a very promising control device. It can control a lot of things, such
5、 as location, logic, time and so on. This design mainly rely on PLC control functions, through the control of the inverter, pump, lights, to meet the people in the pursuit of art, PLC can moment control synchronization with music fountain, the expansion of the PLC is very easy and intuitive programm
6、ing is also easy to wiring. PLC can adapt to the complex environment, and wiring is simple, stable system, etc. Through this design, I exercise a lot, especially in a got a lot of patience. Keyword: Music fountain, PLC, The inverterII大连海洋大学本科毕业论文 附录第一章 前言1.1课题研究目的 以前的音乐喷泉控制系统所用的控制方法是，把音频信号一分为二，一份给人们
7、播放听，一份给控制单元，进行对水泵的控制，用这种方法来控制音乐喷泉。该方法对于音乐喷泉来说控制容易，安装简单，但是有个很大的缺点，那就是音乐播放快，喷泉跟不上。这个问题很大的消弱了音乐喷泉的艺术效果。在中国现在有很多的音乐喷泉都是这样的，音乐与喷泉不协调，这严重阻碍了我国喷泉园林景观的发展，所以应该尽快找出解决这个问题的方法。1.2音乐喷泉的研究现状及发展趋势音乐喷泉越来越普及，现在的城市几乎每个都有音乐喷泉，因为它是一种非常有观赏价值的人造景观。这么多的喷泉，造就了喷泉成为了一种产业，它能为人们带来非常高的收益。在喷泉成为产业的同时，国内有很多人看到了商机，所以国内像雨后春笋般的涌现出喷泉设
8、备公司和喷泉一条龙服务的公司。天津的爱德华喷泉设计公司、北京的光大安装工程公司、深圳的红发设计、沈阳的腾飞园林景观功能公司、大连的福瑞喷泉有限公司等等都是国内非常顶尖级别的喷泉安装设计的公司1。就在这些公司迅速发展的同时，985、211等高校和一些专门搞园林设计的大专院校也发现了它的商机，清华大学和东北大学研究的音乐喷泉是非常好的。其实喷泉的设计好坏涉及到很多方面。例如喷头、布局、灯光的设计、水型的设计、系统的设计等等。庞大的一个音乐喷泉需要土木工程、水利工程、机械、自动化、计算机等专业的人士，共同合力完成这一个音乐喷泉。未来的音乐喷泉，应该是音乐与喷泉结合相当紧密，实时性非常高的，并且要求水
9、型设计多样，喷泉的喷头也可以变化。因此，本课题着重对音乐喷泉的控制这块进行了仔细的研究。1.3本课题要解决的问题设计一个系统响应迅速而且工作可靠的音乐喷泉系统，并且尽可能的保证音乐与喷泉的同步性，通过对整个系统的控制，就可以使喷泉随着音乐节奏变化，就好像给音乐伴舞，音乐喷泉喷出的水量一定要有乐感。让人们更好的体会到音乐的内涵。第二章 控制系统的论证及设计2.1控制系统的论证一个好的音乐喷泉，最起码要具备的功能：一、音乐播放。二、喷泉按照固定设计好的方案进行喷水。三、喷泉按照音乐的变化进行喷水。四、对照射喷泉的水灯进行控制。目前在中国最流行的音乐喷泉控制系统有4种，其中最流行、最好用的非PLC控
10、制系统莫属，因此本课题选择用可编程逻辑控制器控制喷泉，下面开始论证PLC控制系统是如何比其他的控制系统要好2。PLC现在已经应用到了各行各业，可以说该技术已经到了非常成熟的地步，而且应用非常广泛。所以越来越多的控制系统选择用PLC控制，其主要特点主要有：1、硬件可靠首先从PLC的硬件的可靠性来说，PLC选择最好的元器件、选择最先进的系统、选择最先进的工艺，并且在电路和结构上采用了独特的方法，利用了光电隔离法，用来消除外界的干扰，与此同时还方便了接地，它还利用了电磁消除法，防止射线的干扰。而且PLC采用模块化，再出现错误时方便检查，方便纠正，PLC算是一种抗震、抗扰、抗噪、适应性非常强的PLC。
11、所以说PLC从硬件角度来说非常可靠。2、软件设计PLC的软件设计可以说的是一种最简单的语言，它与C语言、C+语言、JAVA语言相比简直就是太简单了，就好像人家是高中课程，你是小学课程一样，但是虽然简单，但还是要求使用者有些语言基础。最起码的输入输出是什么得知道。目前的使用可编程逻辑控制器的百分之九十的人采用梯形图语言编程，因为该种语言是面向控制的、面向所要解决的问题的，非常容易掌握，而且梯形图这种语言和我们平时图纸上画的图非常像，大部分人都能看懂，也都非常喜欢看。用这种方法还很容易修改，方便编程，很灵活，很方便。但是稍微有点瑕疵的是，这种梯形图语言在PLC的内部有解释程序，毕竟在方便人们的同时
12、，一定要有所付出，增加了程序的时间。但是对于控制设备来说，这一丁点的时间是完全在人的接受范围内的。3、接线简单，通用性好对于接线这块来说，PLC是非常有优势的，PLC比那些靠单片机、靠继电器的方法接线简单多了，PLC仅需要把数字量信号输入设备与PLC相连，或者与PLC的扩展模块相连，然后把信号输出设备与PLC相连，这样的接线非常简单，与传统的接线方式相比，它省去了接线和拆线的麻烦，大量的节约了时间。因为这样的接线简单使PLC能随意的改变，从而使PLC得到了更广的推广，现在的PLC还会有自己检查的功能，让它更好的诊断每个模块说出现的故障,方便与人们排除问题。4、可连接网络系统PLC具有非常强大的
13、功能，它不仅拥用上述功能，它还能够与网络系统连接，它连接的这种网络分为两种3。一种是采用主从通信模式的低速网络，传速熟虑比较低，大多数为几千波特率到上万波特率，特点是传的远，最远能达到2500米，另一种是采用令牌传送通信模式的高速网络，传输速率是上一种的1000倍，特点是传的近，最远只能到达1000米，但是这两种连接网络都可以级连。而且可以兼容许多种计算机，用这种方法能组成很大的局部网络4。5、安装简单，维护方便就PLC的安装来说，因为PLC比较小巧，所以PLC的控制箱一般比继电器控制箱要小的很多，为使用者既节约了金钱有节约了空间，而且PLC非常方便改装，只要把设备的输入输出端准确的于PLC相
14、连就可以了，而且PLC应尽可能的安装在与继电器近的地方，方便传输，节约接线。在安装大型的工厂控制的PLC时，应该选一个好的地方给输入输出点，PLC一般会使用同轴电缆连接CPU，用这种方法的好处是节约空间，省钱，省线还节约资源。一般情况下，设计好线的布局，然后制造商会派出专业的人员安装。在刚开始设计PLC的时候，就充分的考虑到PLC的维护性，所以它所用的大部分的元器件都是固态的，方便维护，硬件损坏时，只要将坏的部分换成新的，如果没有新的，及时调整PLC的输入输出端，也是可以的。人们一般会用PLC自带的自诊断功能来判断PLC的好坏。也可以自己编程来判断PLC的硬件故障。PLC除了这些优点以外，还有很多优点，只要你安装后，才会发现PLC还具有其他的优点，会有意想不到的作用，这个只有在你出现问题时，PLC强大的功能会全面的展现出来。2.2控制系统的整体设计本课题设计的这款音乐喷泉，它总共由4大部分组成，这4部分由里到外，由低到高。最外边的一层是通过110个喷头组成的跑泉，喷泉高度大约3米，这是第一部分。第二部分是由70个喷头组成的跑泉，喷泉的时候高度稍微比外圈高了一些大约5米左右，第三部分由两个三角形喷泉组成，这两个三角形距离中心的距离相等，他们分别由3个喷头构成，喷泉喷射的高度大约8米，本课题中也称为副水柱。第4部分由6个喷头组成的同心圆构成，喷
