1、 1 毕业设计（论文）毕业设计（论文） （2011-2013 年） 中文题目: PLC 控制音乐喷泉 英文题目： PLC control music fountain 学 院： 系 别： 工程技术系 专业班级： 10 机电一体化（一）班 学生姓名： 学 号： 指导教师： 二 一 三年 六 月 2 摘要摘要 当今喷泉工程和高新技术的结合使喷泉效果更加绚丽多彩、婀娜多姿，令人赏心悦目、 流连忘返。当变频控制技术引入音乐喷泉控制系统，可以使水柱随着音乐快慢变化，仿 佛是在随着音乐翩翩起舞，引人入胜。本文通过设计一个实用型广场音乐喷泉的音乐喷泉的 PLCPLC 控控 制系统制系统，介绍 PLC 在音乐
2、喷泉控制控制系统中的应用。通过这一设计过程，进一步熟悉 PLCPLC 控制系统的设计控制系统的设计步骤和方法，培养理论联系实际及知识的综合运用能力。 目目 录录 第一章 绪论 1.1 项目背景3 1.2 可编程序控制器概述3 1.3 变频器工作原理5 1.4 项目的主要任务与内容6 1.5 项目的组织7 第二章 系统概述及方案论证 2.1 系统概述8 2.2 控制系统方案选择及论证11 第三章 系统硬件部分 3.1 控制系统的组成部分17 3.2 系统的控制过程18 3.3 PLC 的选型18 3.4 变频器的选型及参数设置26 3.5 潜水泵与灯组参数28 3.6 PLC 的外部硬件连接图2
3、9 3.7 控制系统主电路图30 第四章 系统软件部分 4.1 控制系统基本流程图32 4.2 本次设计所用指令介绍36 4.3 控制系统梯形图的编制37 结论40 参考文献41 致谢43 3 第章 绪论 1.1 项目的背景 起初的音乐喷泉控制系统就是利用音乐的主要音素(频率、振幅、音色和节拍)控制 喷水的花型组合变化、水柱高低、远近变化和灯光色彩组合，其原理是将声音信号转变 为电信号，经过放大及其它一些处理推动继电器或电子开关，再去控制设在水路上的电 磁阀的启闭，从而达到控制喷头水路的通断。 音乐喷泉是现代科技与艺术的综合，利用喷泉来表现音乐的美感，令人赏心悦目。 目前，有许多采用各式各样的
4、控制系统来实现的音乐喷泉， 取得了良好的效果。但纵 观这些音控产品，有的利用音乐的时域变化来控制喷泉，有的将音乐分成几个频段来控 制喷泉的花型， 且多采用低频、中频和高频三个频段来控制。缺点是都没有在频域上 很好地展现音乐，因此不能很好地体现音乐的内涵。 本项目针对这些问题，提出了一种新的方法来控制喷泉的变化，本设计将通过对音 乐音频信号的实时采样，再通过变频器对潜水泵进行变频调速，利用各式喷头的喷射、 摇摆、旋转来实现喷泉水柱高低、摇摆幅度、旋转速度来实时地展现音乐的频谱。 1.2 可编程序控制器概述 可编程序控制器简称 PLC，是 20 世纪 60 年代以来发展极为迅速、应用面极广的自 动
5、化控制装置，是现代工业自动化的三大支柱之一 1。 可编程序控制器是在计算机技术、通信技术和继电器控制技术的发展基础上开发起 来的，先已广泛应用于工业控制的各个领域。他以微处理器为核心，用编写的程序进行 逻辑控制、定时、计数和算术运算，并通过数字量和模拟量的输入/输出来控制机械设 备或生产过程 2。 1.2.1 PLC 的发展概况 20 世纪 60 年代以前， 汽车流水线的自动控制系统基本上都采用传统的继电器控制。 在 60 年代初，美国汽车制造业竞争越发激烈，而汽车的每一次更新的周期越来越短， 这样对汽车流水线的自动控制系统更新就越来越频繁，原来的继电器控制就需要经常地 4 重新设计和安装，从而延缓了汽车的更新时间。所以人们就想能有一种通用性和灵活性 较强的控制系统来替代原有的继电器控制系统 3。 PLC 在食品、制造和冶金等其他工业部门相继得到了应用。1971 年，日本引进了这 项技术，并开始生产自己的 PLC。1973 年，欧洲一
