喷泉控制系统设计毕业设计 推荐Word格式文档下载.docx

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　PLC　FancyFountain　ControlSystem

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明

本人郑重承诺：

所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：

　　　　　日　期：

指导教师签名：

　　　　　日　　期：

使用授权说明

本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：

按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；

学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；

学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；

在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：

　　　　　日　期：

第一章课题背景

1.1喷泉的发展

1.1.1我国喷泉的发展

自古以来,喷泉水景在我国园林建造中应用广泛,但是就其技术而言,只是利用地形之高差或自然的水压,而形成镜池、溪流、涌泉、壁流、瀑布等,景观形式较为单一。

二十世纪八十年代以后，伴随着改革开放的春风，国民经济快速恢复并且持续发展，人民生活得到稳步提升。

在一些大中型城市中，城市建设和园林设计部门对喷泉景观在环境的美化和文化氛围的

营造上提出了新的要求。

一些园林，水利的设计院，研究所及大专院校，根据土建结构、给水排水、机电控制等传统的专业技术，加上当时先进的单片机，通过电磁阀和直流电机调速实行变量控制，设计出许多优秀的喷泉、水景。

令人耳目一新,给人以视听上的高度享受，得到了良好的社会反映和社会效益。

在这个时期，一些喷泉设备专业加工厂和公司开始组建、发展，为喷泉的专业化发展提供了力量，打下了基础。

喷泉水景逐步成为美化城市改善环境的重要手段。

二十世纪九十年代以后，社会主义市场经济快速发展，全国城市建设速度加快，人们也追求高质量的文化生活和环境美。

喷泉开始进入到人们的各个社会活动场所中，从此走出公园、园林的围墙和广场的中心。

市场经济的推动让喷泉设计和制造行业进入了快速发展的新天地。

一些喷泉专业的生产厂商和制造公司，在这段时间内应运而生，快速发展起来。

专业研究人员把微机技术、信息技术，以及声、光、电、雾、火、激光、音乐、水幕电影等技术应用到喷泉之中，把喷泉行业的技术水平推上了一个新的层面，开拓了广阔的应用空间，喷泉行业得到了飞速发展。

2001年中国建筑金属结构协会、给水排水设备分会成立了水景喷泉专业委员会，行业组织为城镇、园林的主管部门、设计院、所及专业生产厂商、公司提供服务，促进喷泉行业健康有序地发展。

一些大学和中专的建筑、园林专业也开设了水景、喷泉课程，为喷泉行业的今后发展提供了知识储备。

喷泉行业的发展进入到一个新的阶段。

1.1.2喷泉的应用状况

随着人们生活水平的提高，精神生活的不断丰富，人们对喷泉的景观功能，环保功能，娱乐功能提出了新的要求。

在喷泉方案的制作上，短短的几年时间就从手工制图发展到photoshop图片再发展到三维动画制作的光盘描绘的动态喷水方案，计算机技术极大地丰富和开拓了人们的思维空间。

快速、直观、便于保存、易于修改的优点很快地就被建设方接受，成为喷泉设计方案招投标的必备内容。

喷泉的专用产品，设备也在不断地更新换代，新材料、新技术的采用，环保型的产品更加安全、可靠，售后服务周到、及时，这些都为喷泉的良性发展提供了技术支撑，使得大多数的喷泉在美化环境之外，还发挥了良好的生态效应社会效益和广告效应等间接的经济效益。

一些大型城市的城市主题喷泉造型雄伟，壮观，给人团结向上，气势磅礴的感觉，像西安大雁塔的音乐喷泉已经成为城市的地标，城市精神面貌提升到很高的等级。

在广场和公园的大型喷泉，结合了多种技术，形成了许多令人留恋往返的喷泉，像激光音乐喷泉，火焰音乐喷泉，结合水幕电影的主题喷泉，既动感十足，又富有诗意，配合声、光、电、雾、火，给人们以变幻无穷，绚丽多姿的视听效果。

在购物中心，商业广场的景观喷泉，松弛、舒适的环境氛围给人们愉悦的感受，也加湿了空气，降低温度。

随着住宅小区的越来越高档，喷泉景观也逐步走入了小区人民的生活，伴随假山，景观湖，既有中、老年人们喜爱的幽静、典雅的风格，也有适于儿童嬉水，趣味十足的形式。

商场内、酒楼里的喷泉小巧、别致，既调节了室内小气候，又增添了画意。

依托大型建筑物和自然地形建成的人工瀑布及溢水造景给人们以清新和另有韵味的感受。

喷泉在电视和大型歌舞上频频出现，水形烘托着演出的效果给人眼前一亮的感觉。

精巧优美的微型喷泉走进了办公室和居室，给室内增添了动态的装饰。

喷泉是艺术和技术的结合物，建筑艺术、园林艺术、美术以至引伸到人文学、文学艺术、音乐艺术等都能蕴含到喷泉的设计、创作中。

不少成功的作品都注意喷泉的设计风格与周边的环境、建筑物风格的协调一致，注意当地人文、文化心理，所以好的方案设计是至关重要的，它是成功的起点。

1.1.3现代喷泉出现的问题

随着喷泉的广泛应用，喷泉的一些问题也逐渐暴漏出来，有些认识上的误区和不良倾向应该引起人们的重视。

否则会对喷泉行业的持续发展会造成严重打击。

（1）方案设计上的很盲目，导致作品成为败笔，使作品难于长久保存。

（2）细部设计的不合理，直接影响作品效果。

（3）质次价高的伪劣产品直接影响着有关厂商和公司的信誉。

（4）节能、节水、环保问题应引起足够的重视。

喷泉的水造型是通过细部设计来实现的，机、泵、管、阀门、喷头的合理选配，直接影响着喷水效果。

有些喷泉的设计，只注意了流量、工作压力等技术指标，忽视了流态效果这个重要因素，水造型效果差。

例如：

超高水柱密实段长，破裂段和雾化段短，水柱直径和喷水高度比例合适，抗风能力强，喷水效果挺拔、雄伟。

而目前的一些超高水柱，水柱密实段短，破裂段和雾化段长，水柱直径与喷水高度相比显得细小单薄，抗风能力差，水柱很容易被吹散飘移，这就是有关参数选配不合理所致。

在整体水造型的组合效果上也存在类似的问题。

细部设计不合理，是技术经济指标差的表现，需要在设计阶段给予解决。

喷泉是耗能的景观工程，在保障设计效果的前提下，尽可能地节约水能源，这在方案设计阶段时就应该进行量体裁衣的设计。

我国是一个缺水的国家，节水是我国的基本国策，喷泉要提倡循环用水，设计时应考虑减少喷水的雾化，飘移损失。

循环用水系统应该有过滤净化装置，现在有许多旱喷泉，喷水很容易把地面上的泥土、脏物冲入地下水池，水质极易污染，搞好池水净化，延长池水使用周期，用过的池水可以浇灌周边的草坪、绿地，既节约了用水，又有环保的功能。

这就达到了喷泉应该体现的价值。

1.1.4常见的几种花样喷泉

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，使水也有了灵魂，又辅之以各种灯光效果，使水体具有丰富多彩的形态，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、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。

下面是一些我们日常生活中常见的喷泉:

音乐喷泉是音乐和喷泉的结合，音乐是喷泉的主题，喷泉是音乐内涵的表达，如图1-1

图1-1音乐喷泉

程控喷泉是按照预先编辑的程序定时变换喷水造型，如图1-2。

图1-2程控喷泉

跑动喷泉是按照时序控制喷水，构成各种跑动、跳动、波动等形态，变化多端，如图1-3

图1-3跑动喷泉

本次设计采用为程控喷泉，其优点在于喷泉造价适中，程序变化繁多。

预先对水型、灯光的变化组合进行PLC程序编程，运行时候该程序转换为信号控制水泵、数控阀、灯光等器件，产生绚丽多彩的灯光效果。

其特点为程序固定、控制精确。

第二章系统主控元件选择

2.1主控元件比较

2.1.1单片机喷泉控制系统

单片机也称为单片微型计算机，是把微型计算机的各部件——中央处理器、存储器、输入输出接口电路、定时器/计数器等制作在一块集成电路芯片上，构成一个完整的微型计算机，如图2-1所示。

由于单片机在一块小芯片上就集成了一台计算机有具备的功能，所以其在工业控制中占据很重要的地位。

它具有超小型化、结构紧凑、抗干扰能力强等优势。

特别适用于实时工业测量控制、智能化仪器仪表和家用电器控制等应用系统。

目前，市场上流行的单片机种类繁多，如MCS-51系列，8位单片机仍占有单片机市场60%以上的份额，促进了8位单片机朝着高性能和多功能化方向发展。

其他单片机，如凌阳公司的SPCE061A16位单片机，美国TEXASINSTRUMENTS公司的MSP430系列单片机，ARM（Advanced 

RISC 

Machine）嵌入式单片机等都是各有优点，在不同的领域中有着很好的应用。

图2-1单片机控制系统

单片机控制系统用于喷泉控制是完全可行的，它可以通过定时器/计数器对喷泉喷射的时间进行控制，并且也可以利用串行接口与上位机进行通讯。

由于单片机的价格比较便宜，所以大批量生产时的性能价格比很高。

但由于单片机需要附属很多的外围电路，对电路的设计水平要求很高，否则便很可能降低