基于PLC控制的喷泉毕业设计论文doc文档格式.docx

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ThepatterndesignbasedonPLCfountain

ABSTRACT

PLCisamicroprocessor-based,withinstructionmemoryandinput-outputinterface,acombinationofmicro-electronictechnology,computertechnology,automationtechnology,communicationstechnology,anewgenerationofindustrialcontroldevices　Itiseasytouse,reliableoperationandcontrolproceduresdesignedtobesimple.　Accordingtothetraditionalfountaincontrolsystemdesigncontrolcircuit,ifcannotchangepatternandspraywater,time,etc.ThisdesignwithSiemensS7-200PLCdesigncanadaptdifferentseason,thedifferentrequirementsofthewaterfountainsystemdesignspurpose.Thisfigurefountaincontrolsystemnotonlyrealizestheautomaticconversionpatternofthefountainofthewater,andimprovethesystemofstyle,thereliabilityandsafetyofengineeringapplicationanddisseminationvalue.

Keywords:

PLCcontrol,patternfountainsystem

绪论

喷泉是一种将水或其他液体经过一定压力通过喷头喷洒出来具有特定形状的组合体，提供水压的一般为水泵。

喷泉景观概括来说可以分为两大类：

一是因地制宜，根据现场地形结构，仿照天然水景制作而成，如：

壁泉、涌泉、雾泉、管流、溪流、瀑布、水帘、跌水、水涛、漩涡等。

二是完全依靠喷泉设备人工造景。

这类水景近年来在建筑领域广泛应用，发展速度很快，种类繁多，有音乐喷泉、程控喷泉、摆动喷泉、跑动喷泉、光亮喷泉、游乐喷泉、超高喷泉、激光水幕电影等。

喷泉原是一种自然景观，是承压水的地面露头。

园林中的喷泉，一般是为了造景的需要，人工建造的具有装饰性的喷水装置。

喷泉可以湿润周围空气，减少尘埃，降低气温。

喷泉的细小水珠同空气分子撞击，能产生大量的负氧离子。

因此，喷泉有益于改善城市面貌和增进居民身心健康。

随着我国人民物质和精神生活水平的不断提高，现在许多城市的市民广场、单位居民生活区里都能看到各种形式的喷泉。

随着科学技术突飞猛进的发展，在喷泉工程中采用了大量的高新技术，在人们的视觉和听觉上形成和谐的统一，使人们在精神上有种愉悦的感受。

从而使喷泉效果更多绚丽多彩，阿罗多姿，令人赏心悦目、流连忘返。

第一章喷泉总体设计

1.1喷泉的布局设计

图1-1喷泉布局图

1.2喷泉控制系统原理图

在喷泉中，通过按钮开关信号来控制PLC：

因为有4层喷水，因此用了1个变频器控制4个水泵。

花式喷泉控制系统的原理如图1-2所示：

图1-2系统原理图

1.2.1控制要求

本设计布局如图1-1所示。

（1）图1-1中1、2均为外环型状的喷水管，3为内环形状的喷水管4为星型喷水管。

灯光系统由三条支路组成，分别为绿色灯支路（在1、2之间）；

黄色灯支路（在2、3之间）；

红色灯支路（3、4之间）。

（2）按下启动按钮，喷泉开始工作；

按下停止按钮，喷泉停止工作；

（3）喷泉的工作方式由花样选择开关和单步/连续开关决定。

（4）当单步/连续开关在单步位置时，喷泉只能按照花样选择开关设定的方式，运行一个循环。

（5）花样选择开关用于选择喷泉的喷水花样，考虑以下4种喷水花样：

a.花样选择开关在位置1时，按下启动按钮后，4号喷头喷水，延时2S后，3号喷头喷水，在延时2S后，2号喷头喷水，又延时2S后，1号喷头喷水。

18S后，如果为单步工作方式，则停下来；

如果为连续工作方式，则继续循环下去。

b.花样选择开关在位置2时，按下启动按钮后，1号喷头喷水，延时2S后，2号喷头喷水，在延时2S后，3号喷头喷水，又延时2S后，4号喷头喷水。

30S后，如果为单步工作方式，则停下来；

c.花样选择开关在位置3时，按下启动按钮后，1号和3号喷头喷水，延时3S后，2号和4号喷头喷水，同时1号和3号喷头停止喷水。

如此交替运行15S后，4组喷头全部喷水，30S后，如果为单步工作方式，则停下来；

d.花样选择开关在位置4时，按下启动按钮后，按照1→2→3→4的顺序，依次间隔2S喷水，然后一起喷水。

30S后，按照1→2→3→4的顺序，依次间隔2S停止喷水。

在经1S延时，按照4→3→2→1的顺序，依次间隔2S喷水，然后一起喷水，30S后停止。

如果为单步工作方式，则停下来；

（6）无论哪种花样喷泉，只要当3号或者4号任意一个喷水的时候，黄灯亮；

当2号喷水的时候，红灯亮；

当所有都喷水时，绿灯亮。

1.3电气接线图

1.4喷泉的运行流程图的设计

第二章系统硬件设计

2.1PLC的选择

2.1.1PLC介绍

　编程控制器（ProgrammableController）是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。

早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController），简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。

随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。

但是为了避免与个人计算机（PersonalComputer）的简称混淆，所以将可编程控制器简称PLC,PLC自1966年出现，美国，日本，德国的可编程控制器质量优良，功能强大。

2.1.2PLC选型

现在应用最广泛的PLC有三菱、西门子、欧姆龙、松下等。

三菱PLC结构灵活、传输质量高、速度快、带宽稳定、范围广、成本低、适用面广但是数据处理比西门子弱。

西门子PLC性能强大、可操作性强、有相配套的伺服系统和组态软件但是价钱太高。

欧姆龙PLC欧姆龙编程软件对符号地址的格式有要求，东欧的老机床器件符号输进去好多都不认，按它的标准老图的标示都要变很不方便。

松下PLC超小型尺寸，轻松扩展，扩展单元可直接连接到控制单元上、不需任何电缆。

从I/O10点到最大I/O128点的选择空间。

本设计需要速度快稳定同时从价格等方面考虑我们选择三菱PLC本设计所使用的I/O口不是太多所以我们选择三菱FX-1N型PLC，如图2-1所示。

图2-1三菱FX1NPLC

2.2泵的选择

2.1.1潜水泵介绍

深井提水的重要设备。

使用时整个机组潜入水中工作。

把地下水提取到地表，是生活用水、矿山抢险、工业冷却、农田灌溉、海水提升、轮船调载，还可用于喷泉景观，热水潜水泵用于温泉洗浴，还可适用于从深井中提取地下水，也可用于河流、水库、水渠等提水工程。

主要用于农田灌溉及高山区人畜用水，亦可供中央空调冷却、热泵机组、冷泵机组、城市、工厂、铁路、矿山、工地排水使用。

一般流量可以达到（10m3~650m3）每小时、扬程可达到1500米。

2.2.2泵的选型

现在喷泉常用的潜水泵有QS、QY、QX、、QJ等系列。

QS系列潜水泵体积小、性能可靠，机泵一体、潜入水中运行主要优越性是：

运行可靠、经久耐用、使用方便、功率大、故障少，维修费用低等。

流量：

10-250（m3/h）。

杨程：

5-140（m）。

QY系列潜水泵QY型潜水电泵由电动机、水泵和密封三部分组成。

电泵的上端，多为离心式水泵；

下端为三相鼠笼立式异部电动机。

电机全部采用优质整圆硅钢片，效率高，耗电少潜水深度不超过5米水温不超过+40℃。

10-300（m3/h）。

4-110（m）。

QX系列潜水泵工程潜水泵泵电一体，结构紧凑，非常适合于基建及矿山的搬运和安装无需引水，使用简便双端密封，电器保护设计合理、性能优良、几无噪音。

5-20（m3/h）。

20-60（m）

QJ系列潜水泵电机与水泵直联，机组全部潜入水中工作，具有结构紧凑、安装、维护方便、体积小、重量轻、高效节能等特点。

工作条件1、工作介质为清水或化学性质类似于清水的液体。

额定扬程：

150米额定流量：

10立方米/小时。

从该喷泉所需的扬程、流量、水质、价格等方面考虑该喷泉选择QS系列的潜水泵，如图2-2所示。

图2-2QS系列潜水泵

2.3喷头的选择

2.3.1喷头的介绍

喷泉喷头也称喷泉喷嘴全部采用铜或不锈钢制作，这样具有黄金的色彩或银光闪闪，喷头显得豪华气派。

其工艺精巧美观，结构合理，性能高效节能。

其中常用的有：

可调直流喷头、半球形喷头、树冰形喷头、礼花喷头、涌泉喷头、加气喷头、直上喷头等产品系列。

2.3.2各种喷头的选择

1：

A组喷头的选择

A组位于中间位置，需要喷出雄壮并且喷射高度高得水柱，所以A组喷头选择直上喷头。

直上喷头是在同一个配水室上安装多角度直射喷嘴，这些喷嘴规格相同时，喷出的水姿雄壮笔直、粗狂美观；

这些喷嘴规格不完全相同时，大小喷嘴布设得当，喷出的水姿粗壮有力、层次分明、主题突出、是大型喷泉中心必备的主要喷头。

该喷头也叫中心喷头。

可调节射流的方向。

喷头材质：

铸铜、不锈钢，如图2-3所示。

图2-3直上喷头实物图及安装简图

2：

B组喷头的选择

B组位于第二层的位置，所喷出的水柱应该比A组所喷出的水柱稍细比A组所喷的水柱要低。

所以我B组选择可调直流喷头。

可调节直流喷头在各种场合的喷水池中广泛应用，并是音乐喷泉的必备喷头，这种喷头装有球形接头，可沿垂直方向向15度进行调节。

可调直流喷头可组合各种不同形状的喷射果，射流的高低和角度的变化，可根据水池形状大小决定。

铸铜、不锈钢，如图2-4所示。

图2-4可调直流喷头实物图及安装简图

3：

C组喷头的选择

C组喷头应该比B组喷头喷射高度略低比D组略高，所喷水柱比B组水柱略粗壮、挺拔。

所以C组喷头选择树冰形喷头。

树冰形喷头喷水时外观效果庞大丰满，粗壮挺拔，抗风力较强。

喷头安装在导流筒上端与水面齐平，喷水时能将池水带出，形成粗大壮观的水柱。

铸铜、不锈钢，如图2-5所示。