基于PLC与变频器控制的花样喷泉.docVIP

第1章 绪论 1.1 课题研究背景 随着城市化进程的加速，人们人造小气候，在炎热的夏日可以起到增湿和降温的作用为水体充氧，有利于水体增加自净能力，起到防止水体黑臭的作用 2．花式喷泉硬件系统的设计。本课题设计的花式喷泉要求运行迅速准确度高，在花式喷泉的格层检测系统中选用用在工业自动控制上大量运用的具有检测精度高、寿命长、稳定性能好的接近传感器，链接水泵，和变频器的通信，运用感应器的开关量信号输入给PLC来实现控制。由于本课题的具体需求在硬件系统的设计过程中主要考虑了花式喷泉的经济实用、稳定、灵活、美观的需要。 3．花式喷泉控制系统软件的设计。在本设计中选用了目前运用最多的PLC编程语言梯形图，梯形图的编程能直观明了的设计花式喷泉控制的要求，梯形图的编写运用SWOPC-FXGP/WIN-C编程软件，此软件支持全部的三菱FX系列的PLC，并且具有强大的诊断功能，能更快的查找出故障的原因，从而大大缩短了维修时间。 4．花式喷泉控制系统的通信设计。本设计应用到PLC控制技术，自动控制原理，变频技术及应用构成了设计的重要组成部分，其中各器件的通信技术尤为重要。 5．花式喷泉的调试以及维护。本设计结构充实，设计人性化，容易操作，可以应用监测软件进行跟踪和模拟找出故障点，方便工程人员检修，条件允许的情况下还可以增加一些小的现代化设计理念例如水泵的喷头可以做更精致的样式喷出个性化样式，还可以增加触摸屏来增强运行的人性化，维护简单方便，速度快捷。 1.3 课题设计的目的和意义 随着我国经济的高速发展，微电子技术、计算机技术和自动控制技术也得到了迅速发展，交流变频调速技术已进入个崭新的时代，其应用越来越广。而随着我国城市化进程的加快和人口大量集聚，第章 2.1 花式喷泉的概述 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。现代城市中的喷泉形式已十分丰富。随着构筑物的大小及水压等的变化，喷泉或高或低、或珠或雾，精彩纷呈。可分为以下种： 1、2 均为外环形状的喷水管,3 为内环形状的喷水管,4 为星形喷水管。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（在3，4之间）。 （二）该喷泉共有三种花样可供选择。按下启动按钮,喷泉即开始工作,按下停止按钮,则停止喷水。喷泉的工作方式(即喷水花样) 由选择开关来实现。 （三）该花式喷泉有三种喷水花样可供选择: 第一种花样,4、3、2、1 隔2 秒依次喷水,一起喷水15 秒后停下,再按1、2、3、4 的次序隔2 秒依次喷水,再一起喷15 秒后停下,以此规律循环。 第二种花样,1、3 同时喷水,延时3 秒后1、3 停喷,同时2、4 喷水,交替运行5 次后1、2、3、4 一起喷水,30 秒后停止,以此规律循环。 第三种花样,1、2、3、4 按顺序延时2 秒喷水,然后一起喷30 秒后1、2、3、4 再分别延时2 秒停喷,以此规律循环。 （四）通过变频器可以控制每环喷水管的高度。在第一种花样中，1、3管为中速正转喷水，2、4管为慢速正转喷水。 （五）灯光系统的控制:由PLC的X5输入端为灯光系统控制的选择按钮,当需要灯光配合时,接通X5输入端。此时可实现三路灯光的控制,即3,4任意一层喷水时,红色灯亮;2喷水时,黄色灯亮;所有的喷头喷水时,绿色灯亮。 花式喷泉池示意图如图2-1所示： 图2-1 花式喷泉池示意图 2.5 花式喷泉控制系统的原理图及通信图 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个变频器来控制4个水泵。花式喷泉控制系统的原理图如图2-2所示： 图2-2 花式喷泉控制系统原理图 第3章 系统硬件设计 3.1 可编程控制器(PLC)的选型 3.1.1 PLC概述 可编程控制器，英文称Programmable Controller，简称PLC，本课题中用PLC作为它的简称。PLC是用于工业现场的电控制器。它源于继电器控制技术，但基于电子计算机。它通过运行存储在其内存中的程序，把经输入电路的物理过程得到的输入信息，变换为所要求的输出信息，进而再通过输出电路的物理过程去实现对负载的控制。 PLC基于电子计算机，但并不等同于普通计算机。普通计算机进行入出信息变换时，大多只考虑信息本身，信息入出的物理过程一般不考虑的。而PLC则要考虑信息入出的可靠性、实时性，以及信息的实际使用。特别要考虑怎么适应于工业环境，如便于安装，便于维修及抗干扰等问题,入出信息变换及可靠的物理实现，可以说是PLC实现控制的两个基本要点。PLC可以通过它的外设或通信接口与外界交换信息。其功能要比继电控制装置多的多、强的多。 PLC有丰富的指令系统，有各种各样的I/O接口、通信接口，有大容量的内存，有可靠的自身监控系统，因而