基于PLC的音乐喷泉控制系统的设计毕业设计样本.doc

河南理工大学毕业设计（论文）任务书专业班级 电科12-2班 学生姓名 李想 一、题目 基于plc音乐喷泉控制系统设计 二、起止日期 年 月 日至 年 月 日三、重要任务与规定 指引教师 职称 学院领导 签字（盖章）年 月 日河南理工大学毕业设计（论文）评阅人评语题目 评 阅 人 职称 工作单位 年 月 日河南理工大学毕业设计（论文）评估书题目 指引教师 职称 年 月 日河南理工大学毕业设计（论文）答辩允许证答辩前向毕业设计答辩委员会（小组）提交了如下资料：1、设计（论文）阐明 共 页2、图纸 共 张3、指引教师意见 共 页4、评阅人意见 共 页经审查， 专业 班 同窗所提交毕业设计（论文），符合学校本科生毕业设计（论文）有关规定，达到毕业设计（论文）任务书规定，依照学校教学管理关于规定，批准参加毕业设计（论文）答辩。 指引教师 签字（盖章）年 月 日依照审查，准予参加答辩。答辩委员会主席（组长） 签字（盖章）年 月 日河南理工大学毕业设计（论文）答辩委员会（小组）决策 学院 专业 班 同窗毕业设计（论文）于 年 月 日进行了答辩。依照学生所提供毕业设计（论文）材料、指引教师和评阅人意见以及在答辩过程中学生回答问题状况，毕业设计（论文）答辩委员会（小组）做出如下决策。一、毕业设计（论文）总评语二、毕业设计（论文）总评成绩： 三、答辩组组长签名：答辩构成员签名：答辩委员会主席： 签字（盖章）年 月 日基于plc音乐喷泉控制系统设计摘要本文设计核心为三菱FX2N系列PLC，使用这种PLC可以容易完毕对喷泉系统控制，并且可以精确完毕控制动作，达到设计目。本文一方面依照设计需要完毕喷泉控制流程设计，然后完毕输入和输出分派，依照这个分派选取适当PLC完毕编程控制，程序编辑完毕后对程序进行检查，检查没有问题后开始使用仿真软件进行仿真，证明程序对的性，拟定本次设计喷泉控制系统可以完毕对喷泉控制。核心词：喷泉;PLC;变频器;PLC仿真;AbstractIn this paper，the core of design for the Mitsubishi FX2N series PLC，using the PLC can easily complete the fountain system control，and be able to complete the control action accurate，to achieve the purpose of design. This paper according to the need of the design of the complete fountain control process design，and then complete the distribution of the input and output，according to the distribution of choosing the appropriate PLC programming control，program editing the program after the completion of inspection，check no problem after start using simulation software simulation，prove the correctness of the program，the fountain of the design of the control system can complete control of the fountain.Keywords:fountain PLC Frequency converter PLC simulation目 录1引言11.1控制背景和意义21.2发呈现状21.3 喷泉简介32 音乐喷泉控制简介42.1音乐喷泉原理42.2 音乐喷泉控制规定42.3 PLC控制设计42.4设计重要特点53 硬件简介73.1 PLC选型73.2 信号源93.3 水泵选取113.4喷泉灯和按钮选取123.5变频器选取134 软件设计164.1 流程设计164.2 输入输出分派194.3电路图205 程序分析225.1 PLC梯形图编程语言简介225.2 程序分析225.3 PLC程序仿真26总结31道谢32参照文献33附录341引言随着时代进步,自动化技术进一步发展，自动化控制设备走进了千家万户，给人们工作带来了诸多以便，喷泉控制设备作为自动化控制设备一种，已经广泛被人么使用，人们也越来越承认自动化喷泉控制设备发展和应用。喷泉控制设备控制系统构成是传感器输入，PLC控制核心和输出模块共同构成，通过传感器信号给PLC，PLC通过度析后，完毕对喷泉输出控制，这种控制核心是PLC，使用PLC可以较好完毕这样控制。本文使用这种控制方式控制十分稳定，有一定实用价值，制作成本也很低，可以满足当代生活需要。自动化水平高低可以衡量一种公司生产效率先进性，高效自动化控制设备可以提高公司市场竞争能力，一种好生产公司必要有配套生产设备，如果生产设备技术水平不够，这样公司发展就有一定局限性。随着国内喷泉控制设备发展，当代生产技术可以完毕诸多现场控制，这样就促使国内设备制造公司开始研发新喷泉控制设备，从而提高公司竞争。自动化水平提高，可以增进生产设备改进，提高生产效率，保证产品质量同步，可以精确完毕控制。音乐喷泉是依照音乐输入完毕对输出控制，依照输入变化完毕对花样控制，喷水高度控制和灯光颜色控制。音乐喷泉经常采用时序控制，依照动作需要完毕对喷泉动作方式控制，这样就可以依照人们需要完毕需要动作方式。PLC重要采集音乐信号，依照音乐信号变化完毕对变频器控制，这样就可以完毕对水泵高度控制。这样现场就可以依照现场需要实时完毕对音乐喷泉控制，不需要提供固定控制方式和音乐信号，各种形式音乐信号都能完毕对喷泉控制。图1-1 喷泉实物图1.1控制背景和意义近几十年来，PLC控制系统已被广泛使用，PLC控制系统功能越来越完善。PLC在喷泉控制系统应用也越来越多，近年来PLC控制系统获得了很大进步，依照对喷泉控制需要可以选取不同PLC功能。国内PLC控制器仍以常规PLC控制为主，虽然PLC控制系统在国内生产生活应用十分广泛，但国内PLC控制器发展水平依然不高，同先进国家差距依然很大。国内有关控制器大量依托国外成熟技术。因此，发展先进PLC控制技术是咱们必要注重趋势。随着科学技术不断发展，人们对喷泉控制系统规定越来越高，特别是高精度、人性化PLC控制系统是国内外PLC控制系统发展必然趋势。喷泉控制设备是机械一种，她技术含量比较高，需要很高控制规定和环境规定，依照这个需要，国内推出了一种强制认证CE认证，有了这个认证之后，就需要各地生产厂家裁减过去老生产线，引进新智能自动化生产线来完毕生产，这样就可以完毕国家规定强制认证。例如本来老生产线使用继电器控制整个程序动作，配电盘占很大面积，并且布线与否繁琐，这样就产生了诸多危害。通过设备改进后，使用PLC为控制核心，可以较好完毕需要控制。当前来看，咱们喷泉控制设备行业年产值大概在20亿人民币，年均增长速度超过了9%，只可以满足国内生产公司一某些需求，很大一某些生产设备需要进口，跟发达国家设备相比，咱们生产产品功能性和可靠性可以差某些，重要问题是PLC控制核心不行。为了挽回这个不好局面，国内喷泉控制设备就要完毕高精尖控制，并且跟国际积极接轨，学习国外先进技术，运用在国内喷泉控制设备中。对于喷泉控制设备差距，重要是机械差距和电气差距，对于机械差距重要是引进高精度加工设备。电气控制需要使用PLC完毕控制，这样就可以减少和国外差距，赶上国外脚步。1.2发呈现状当前，国内在喷泉控制设备研究方面以及技术方面没有达到最完善效果，从经费、质量、控制方面都还相对落后，技术也但是硬，与发达国家技术相比相差甚远。由于国内喷泉控制设备相对落后，导致诸多喷泉控制设备都是从国外进口，增长了成本。进口设备最大问题就是后来维护维修问题，始终都要受她人牵制。据有效数据研究分析，国内对喷泉控制设备运用落后于有某些发达国家水平，但近些年，在技术上有所突破，发展速度明显提高，水平也得到提高，技术限度更上一层。国外喷泉控制设备系统重要使用自动化设备完毕整体喷泉控制，这样能过实现高度自动化。在中华人民共和国，由于喷泉控制设备发展时间比较晚，当前重要使用老式继电器控制完毕散热动作，这样控制办法比较落后。国外喷泉控制设备重要是用在发达国家控制系统中，自动化限度越来越高。喷泉控制设备为当代工厂控制必不可少一种环节。日本以及欧洲大中型生产公司都开始完毕对喷泉控制设备使用。在欧洲和日韩等地区，喷泉控制设备已经开始变得十分常用。随着国内经济发展，喷泉控制设备得到越来越多应用，这样就促使工厂越来越注重。国内生产喷泉控制设备控制比较简朴，国内生产喷泉控制设备优势是价格比较便宜，但是质量不如国外进口设备，这样就需要工厂可以实现价格低基本上，实现更高质量，质量差最重要因素就是生产设备自动化器件容易浮现故障，这样就使得喷泉控制设备不能正常工作，浮现问题。这样就需要一种完善成熟控制产品，完毕对喷泉控制设备控制，发展一种成熟产品。1.3 喷泉简介喷泉重要可以分为2个种类，第一种是因地制宜，依照现场环境不同，现场地形不同选取适当喷泉方式；另一种是完全人工制作喷泉控制系统，这种喷泉系统只需要场地和水源就可以完毕喷泉设计，喷泉种类有诸多，喷泉种类有诸多，重要可以分为音乐喷泉、程控喷泉、旱地喷泉、跑动喷泉、光亮喷泉、趣味喷泉、激光水幕电影、超高喷泉等。依照使用条件不同可以分为诸各种喷泉种类，漂浮式喷泉重要是整个系统完全漂浮在浮箱上，这种控制方式比较简朴，可以应用在大型自然湖泊或者大型人工湖泊中。跑泉是由各种喷头构成，按照一定期序控制完毕对喷泉控制，可以依照需要完毕不同形态喷泉控制，并且可以依照需要使用音乐结合控制和灯光控制。2 音乐喷泉控制简介音乐喷泉控制重要由PLC和变频器完毕，通过音乐频率信号控制PLC。通过变化水泵电机控制频率可以实现水泵转速变化，进而通过水泵转速变化来控制音乐喷泉水柱高度变化，实现音乐变化对喷泉控制。变频器接受来自经PLC解决音乐控制信号，输出频率不同交流电，从而水泵喷水状态不断变化，实现了喷泉喷水随音乐高低呈现不同形态。同步通过PLC控制彩灯，实现彩灯组与音乐节奏同步变换。2.1音乐喷泉原理本设计音乐喷泉系统重要是依照输入音量变化转换为模仿量信号控制程序动作，依照输入模仿量变化，PLC完毕对输出控制。本设计使用FX0N-3A检测音乐信号，音乐信号转换成4-20MA信号输出到PLC模仿量，PLC模仿量依照采集到信号完毕对变频器控制，完毕对喷泉动作高度控制。当音乐声音变大时候，喷泉高度就变高，当输入声音变低时候，喷泉高度就变低。彩灯依照需要完毕闪烁速度控制，并且按照红黄绿和青蓝紫2种方式工作，2.2 音乐喷泉控制规定音乐喷泉控制系统采用三菱PLCFX2N设计控制程序。规定喷泉喷水高度能随着音乐频率变化而变化。为此，音乐喷泉采用如下方案进行控制设计。每个喷头安装电磁阀，由PLC控制其开闭以达到喷射花样繁多目；不安装电磁阀喷头直接由变频器控制水泵电机运转来实现水柱高低随音乐变化而变化，亦可实现喷水时水型由无水逐渐升高并保持一段时间后逐渐降至无喷水浮现。本次课题设计重要是完毕喷泉控制系统设计，由于最早喷泉管理重要靠继电器控制，管理办法比较落后。随着自动化技术进步，喷泉管理系统有了进一步发展，但是刚开始浮现控制系统自动化限度十分低，运营时候不稳定，并且发生问题时候很难查找，影响继续使用，依照这些局限性，设计出一款依赖PLC控制自动喷泉控制系统，该设计系统可塑性高，自动化限度高，并且运营安全可靠，达到对喷泉控制智能化和自动化管理。2.3 PLC控制设计PLC控制设备是一种当代设备常用控制手段，依照PLC种类不同可以完毕不同控制规定，PLC控制设备可以实现各种控制功能，人们依照需要可以选取PLC控制方式，达到对设备控制目。PLC编程使用计算机编程，依照不同需要完毕不同控制规定，计算机编程语言完毕对PLC程序编写十分容易，这样就可以减少编程时候需要时间，比较容易完毕这个控制。本设计使用三菱PLC完毕对喷泉设计，本设计依照实际需要完毕对程序控制，使用仿真软件对程序进行仿真，最佳验证程序可行性。本次设计使用PLC可靠性与否高，可以依照需要完毕稳定控制工作，依照这个需要，可以完毕本次设计。对比PLC和单片机控制方案，使用单片机控制设计时候，控制程序不可以非常复杂，如果控制程序过于复杂，使用单片机控制稳定性和速度都不能达到PLC设计原则，这样就需要使用PLC控制。使用单片机控制程序控制灵活性比较小，不可以依照现场需要，灵活完毕对程序控制，这样就促使单片机使用有一定局限性。单片机重要合用在小型控制设备中，例如电视机，遥控机，电扇，空调等小型设备，对于大型设备，例如说机床等都需要使用PLC完毕控制。单片机特点是加工比较便宜，适合批量生产，有固定控制程序。对于PLC来说，PLC是一种惯用控制设备，可以依照使用需要完毕程序编程动作，这样就使得PLC使用场合更加广泛。PLC可塑性更好，PLC可以和各种检查模块和通讯模块进行连接，这样就可以依照现场变化完毕各种控制。2.4设计重要特点本设计控制规定有如下三点，一方面是设计程序需要有一定创新，另一方面是设计可靠性，最后是设计性价比要高。本设计使用设计办法比较新颖，程序设计完毕后，使用电脑完毕了对程序仿真工作。本设计重要构成是由各种控制按钮连接到PLC，按钮输入信号输输入到PLC后，依照这个信号完毕信号解决，控制输出路灯动作。本设计可靠性比较高，可靠性是在系统设计中一种重要元素，一方面要拟定设计可靠性，才干完毕系统设计，使用PLC为控制核心，可以实现精确有效控制，达到设计规定，PLC控制可以保证控制精确性和可靠性。本设计性价比比较高，当咱们需要完毕一种设计时候，一方面要考虑设计硬件价格和稳定性，还要考虑设计硬件尽量减少，这样就可以压缩成本，产生更高价值。稳定性没有问题，硬件价格也比较低，这样就可以使用完毕控制。对比其她控制产品，三菱PLC精确性，使用价值更高，并且使用PLC控制系统，三菱PLC对比其她PLC控制点，三菱PLC控制点价格更低。这样就可以减少建导致本，减少资金消耗。关于喷泉控制系统发展，尚有很大空间。喷泉控制系统想要走更远，一方面要保证系统绝对优越性，咱们在设计控制系统时候要考虑到其稳定性和灵活便捷性，除了这些还要考虑到成本节约方面问题，毕竟一切生产都是在利益基本上。由于自喷泉控制系统需要成熟技术和适合场地，因此当前诸多公园等场合还没有用上这种先进设备。但愿后来喷泉控制系统技术可以上升一层，让这种设备可以被广泛应用。3 硬件简介3.1 PLC选型 PLC是一种自动化控制产品，她重要功能是可以使用计算机完毕编程，然后依照输入需要，完毕对输出控制。PLC还可以使用远程联网控制，实现对现场设备自动化操作控制，达到远程控制功能，这样就可以实现把计算机信号转换为工厂需要继电器信号或者模仿量信号完毕控制。PLC分诸各种，依照需要不同可以分为模仿量控制和继电器控制，依照控制规定不同，可以分为小型PLC和中大型PLC，依照产品产地不同可以分为德国三菱和日本三菱等国家产品，PLC重要构造有控制核心FX2N、输入和输出端口、扩展模块接口。PLC电源系统和外部接口等构成。PLC工作方式很简朴，重要是依照输入需要完毕对输出控制，一方面要使用编程软件完毕相应编程动作，编程可以分为诸各种编程软件，但是重要编程手段是同样，都是使用继电器，定期器和计数器等完毕对输出控制。虽然各个厂家产品不同，但是实现目是同样。编程完毕后，PLC开始控制，一方面PLC对输入信号进行采集，依照需要完毕输入读取动作，读取完毕后，开始使用PLC控制程序输出。同样对于PLC输出也是依照输入状况完毕输出控制，当输入开始有变化时候，输出也开始变化。这样就完毕了对PLC输出控制。PLC输出控制开始后，使用FX2N把控制输出信号，转换为继电器信号，继电器就可以控制现场设备工作。图3-1 PLC构造图PLC特点有诸多，重要特点是PLC性能十分稳定，使用PLC控制系统控制功能十分强大，可以依照现场环境需要，完毕不同控制功能，并且PLC操作十分简朴，十分适合初用者使用。PLC尚有一种特点是控制功能十分完善，可以实现各种控制，达到控制规定完毕对设备控制。最后PLC价格也不是很高，可以被工厂接受，这样PLC控制就变得越来越多人使用，应用范畴也越来越广。性能高，抗外扰能力强性能与否可靠是咱们选取PLC主线保证，PLC以自身生产技术来说绝对过硬，由于其拥有集成电路，内部设计具备很强抗干扰力，基于这些可看出性能稳不稳定。对于外部电路而言，PLC和继电器比较，后者电气接线某些多，不能与前者相提并论，因此使用后者差错率就能控制住。除此之外，PLC自身还具备报警功能，依照需要可以完毕报警动作。对于PLC使用来说，使用者可以进行自检，也就是编完程序可以通过软件监测，诊断程序，以便查找差错。PLC控制功能十分完善随着时代进步，自动化技术发展越来越快，数字量、模仿量和通讯手段已经变成很常用手段，这样就需要PLC可以完毕这些控制，达到控制目。这样PLC生产厂家使用外接控制模块完毕对这些状况链接动作，达到联合控制目，可以应用到各个领域自动化行业。操作简朴以便，容易使用PLC作为一种语言，很容易被人们学习，PLC编程语言重要是依照电路图来完毕制作，操作与否简朴。对于不同PLC，编程办法也不同，但是控制手段是同样，只是控制符号不同而已，容易被初学者掌握。系统设计以便PLC控制程序变化十分容易，使用电脑或者手编器可以容易完毕程序变化，这样工厂就可以依照生产工艺变化，完毕对PLC控制变化，这样就以便了广大使用者，可以容易完毕程序编程，达到控制目。小巧轻便身型，低能耗PLC属于小型电器件，当前市面上产品底部尺寸小，重量轻，耗能也低。由于其身型小巧，可以容易放置在设备预留位置上，这种有点决定了其抱负实用性。PLC控制功能非常多，依照不同控制规定可以完毕对PLC选型动作。一方面对于PLC选型，需要懂得需要那种PLC，国外生产PLC例如三菱、OMRON、AB、ABB、施耐德和西门子等，国内生产PLC例如信捷、伟伦和通泰等PLC，本文设计选取PLC为三菱FX2N系列。这种PLC是日本三菱公司生产一种高性能PLC，重要使用在小型设备生产线控制。这一种小型PLC性能十分突出，可以达到普通品牌大型PLC控制速度，并且有很高稳定性，普通都不容易浮现问题。三菱PLC扩展模块有诸各种，可以完毕诸多控制功能，例如说模仿量控制、数字量控制、通讯控制和定位控制，这些控制都可以使用PLC扩展模块完毕相应控制动作。三菱PLC内部有诸多继电器和计数器等内部元件，这些内部元件使用十分以便，并且可以准备完毕控制。本次设计使用PLC需要13个数字量输入点和11个数字量输出点，这样就需要使用PLC本体型号为FX2N-32MR-001型，可以完毕控制目。对比其她产品PLC，三菱PLC长处有诸多，一方面三菱PLC抗干扰能力十分好，重要是三菱PLC输入为低电平有效，这样就可以排除诸多干扰，同西门子PLC进行比较，三菱PLC稳定性什么好，并且三菱PLC输入需要低电平有效，十分容易导致干扰，这样就容易产生诸多问题。另一方面三菱PLC价格比较便宜，可以被广大顾客接受，通过市场调查，三菱FX2N系列PLC，主体模块为FX2N-48MR型价格为1200元左右，扩展模块16入16出价格为600元左右，这个价格比较便宜，可以被顾客接受。最后三菱PLC输入信号为NPN信号，这样产品在国内十分常用，比同样低电压输出型价格更有优势，以便了外部输入使用，减少了设备制造整个成本。图3-2 PLC实物图3.2 信号源传感器种类非常多，传感器是自动控制必要条件，依照输入传感器变化，可以完毕不同控制功能。传感器重要是依照检测到温度、湿度、浓度等物理量，使用这个检测值进行放大解决，得到变化值就可以完毕对信号采集工作。传感器可以依照需要完毕不同输出动作，重要可以分为继电器输出、晶体管输出和模仿量输出。依照使用状况不同，可以完毕不同功能。传感器控制参数有诸各种，重要参数是控制敏捷度和稳定性。传感器依照选型型号不同，控制功能不同，这样就可以影响传感器敏捷度。对于不同数据解决中（单片机），传感器敏捷度也不尽相似。这样就规定选取传感器性能要好，可以具备较高抗干扰能力，具备一定响应速度，这样才可以完毕稳定迅速响应。这样就可以避免在动态监测时候带来误差，当信号发生变化时候，动态监测就跟着变化，这样就需要很高敏捷度才干完毕检测。传感器稳定性重要跟传感器自身构造关于系，外界环境也能影响传感器稳定性，这样就需要使用者在使用传感器时候，按照阐明书需要完毕安装和检测工作，这样才可以提供一种稳定检测手段。本次设计使用信号从声卡中直接提取，声卡把话筒等声音信号转换为模仿量信号，声卡使用数据装换模块依照需要将声波振幅信号进行采集，然后通过解决放大后完毕输出动作。这种办法采集到信号变化不稳定，这样对变频器控制有影响，就需要使用滤波信号完毕对信号解决，这样才可以完毕对变频器控制。图3-3 音乐信号转换器3.3 水泵选取水泵种类有诸各种，重要依照需要分为卧式水泵和潜水泵。依照设计需要选取适当水泵，这样就可以减少水泵成本。本设计选取潜水泵完毕控制，潜水泵长处是能耗低、体积小、重量轻，不需灌引水，使用、维护及管理以便，可以达到节约水资源目，适合喷泉喷水规定。本设计中央水泵选用QSP10-13-0.75型号，外围水泵选用QSP10-10-0.55,详细参数如表所示：表3-2水泵参数图3-4 水泵实物图3.4喷泉灯和按钮选取本设计批示灯选取型号为SD-07，工作电压为交流220V，功率为9*1KW，颜色分为红黄蓝绿青蓝，可以达到完全防水，外部材质为不锈钢制作。本设计按钮选取GQ12B高强度彩色按钮开关，安装孔尺寸12mm，开关额定值2A/36VDC，开关组合1NO，操作类型自复式，外壳材料锌铝合金，钮头材料PBT，头部颜色有红绿黄蓝白黑等，防护级别IP65/IK08。图3-5 开关实物图3.5变频器选取变频器作用是依照输入控制规定，完毕对电机转动速度控制。当变频器控制信号发生变化时候，使用变频器输出频率变化完毕对电机速度控制。变频器重要由整流电路、滤波电路、逆变电路等电路构成。控制某些包括制动单元，驱动单元和微解决单元构成。整流电路重要是把交流电转换为直流电，这样就可以使用直流电控制电机转动速度。滤波电路作用是完毕对交流变直流滤波动作，这样就可以得到稳定直流信号，最后逆变电路是依照直流电压大小，转换为交流电，当电压变大时候，交流电频率就变大，当电压变小时候，交流电频率就变小。制动单元是在电机减速停车时候，减少直流反馈电路大小，起到保护电机作用。驱动单元是控制交流电转换为直流电大小，这样就可以完毕对速度控制。微解决单元重要是完毕对电机保护作用。变频器种类有诸各种，可以简朴分为轻载型，重载型和矢量型。依照用法需要可以选取不同种类。本设计依照需要选取是轻载型变频器，重要使用变频器速度控制功能，依照输入变化完毕对速度控制。图3-6 变频器接线图三菱变频器是一种新型变频器，她功能十分强大，可以完毕诸多控制，重要可以分为矢量控制和PID控制，本设计使用变频器模仿量控制，当输入模仿量信号发生变化时候，变频器控制电机速度依照输入完毕变化。本论文采用是三菱S500变频器。表 变频器参数4 软件设计4.1 流程设计音乐喷泉控制重要PLC完毕，通过音乐频率信号控制PLC输出，变频器接受来自经PLC开关量信号，控制变频器输出频率不同交流电，从而使水泵喷水状态不断变化，实现了喷泉喷水随音乐高低呈现不同形态。同步PLC还控制水泵启动停止并控制彩灯，实现彩灯组与音乐节奏同步变换。本设计使用控制按钮控制整个程序动作，依照需要选取喷泉花样，然后完毕对喷泉控制，程序框图如下图所示：图4-1 程序框图本次设计音乐喷泉系统分为手动和自动状态，手动状态下，可以使用按钮控制音乐喷泉工作。自动状态下，按下启动按钮后，音乐喷泉开始自动工作，当按下停止按钮之后，音乐喷泉开始停止工作。本设计使用FX0N-3A检测音乐信号，音乐信号转换成4-20MA信号输出到PLC模仿量，PLC模仿量依照采集到信号完毕对变频器控制，完毕对喷泉动作高度控制。当音乐声音变大时候，喷泉高度就变高，当输入声音变低时候，喷泉高度就变低。彩灯依照需要完毕闪烁速度控制，并且按照红黄绿和青蓝紫2种方式工作，程序流程如下图所示：图4-2 音乐喷泉流程自动状态下，动作间隔时间为2秒， 动作循环如下图所示：图4-3 花样1动作循环图4-4 花样2动作循环4.2 输入输出分派依照设计需要，完毕对PLC 输入和输出分派。对于输入和输出分派，一方面需要拟定PLC输入是什么信号，输出需要什么信号。本设计输入有按钮等控制输入，需要完毕输入分派，然后依照输出需要，完毕输出分派。输入和输出分派需要保存20-30%余量，这样可以灵活完毕控制。对于输入没有什么需要注意设计，对于输出需要拟定PLC输出工作电压一致，由于PLC输出端口有诸多，可以依照需要不同完毕不同电压控制，输入输出分派表如下图所示：表4-1 输入输出分派表输入输出分派表序号PLC地址功能序号PLC地址功能SB1X0启动KM1Y01路喷泉SB2X1停止KM2Y12路喷泉SB3X2手动自动KM3Y23路喷泉SB4X3红灯手动KM4Y34路喷泉SB5X4黄灯手动KM5Y45路喷泉SB6X5绿灯手动L1Y5红灯SB7X6青色灯手动L2Y6黄灯SB8X7蓝色灯手动L3Y7绿灯SB9X10紫色灯手动L4Y10青色灯SB10X11彩灯动作方式1L5Y11蓝色灯SB11X12彩灯动作方式2L6Y12紫色灯SB12X13喷泉动作方式1SB13X14喷泉动作方式2FX0N-3A输入1A1音乐信号输出1高度变频器输出输入24.3电路图依照PLC输入和输出分派表，可以完毕对电路图设计，对于电路图设计，一方面要懂得PLC输入为高电平还是低电平，当输入信号为低电平时候，PLC输入才动作。然后依照PLC输入输出分派表，完毕对输入接线。最后依照设计需要选取不同符号，例如按钮开关需要使用固定符号完毕输出，本设计选取按钮开关触点为常开触点。对于PLC输出端，只需要拟定输出端工作电压就行了，对于普通控制，PLC控制为交流220V，当PLC输出端有步进电机或者伺服等控制器时候，就需要使用晶体管完毕输出，本设计电路图如下图所示：图4-5 PLC控制电路图对于主回路设计，使用电源为三相380V，为整个系统提供电源，本次设计选取变频器工作电压为380V，这样就可以完毕对变频器控制，使用空气开关控制整个电路开关，变频器控制电机完毕对速度调节控制，电路如下图所示：图4-6 主回路电路图5 程序分析5.1 PLC梯形图编程语言简介梯形图编程语言是当前使用最广泛、最惯用和最简朴一种编程语言，编程语句有诸多特点，梯形语言和老式继电器控制比较，设计中心思想基本同样，可以进行互相转换，可以直观观测梯形图输入和输出变化。当前科技进步，诸多厂家可以生产先进，这些厂家编程语言有诸各种，但是都是使用梯形图进行显示，并且显示办法大同小异，只有符号或者基本指令不同样，但是控制方式基本相似。对于PLC编程，一方面要拟定输入和输出状况，然后依照需要逻辑关系完毕详细输入和输出分派，依照这个分派拟定梯形图编程方式，这样就可以完毕编程准备工作。对于某些特殊模仿量、定位和伺服控制器等指令，需要拟定控制模块，使用这个模块完毕对编程设计。编程过程中使用中间继电器数量没有限制，用法没有限制，但是不能浮现双线圈输出状况。编程语言编程方式是输入从左左边开始输入，输出是在线圈最右边，输出之后不可以继续接输出。除去某些特殊指令，输出不可以直接接到线圈左边，必要有输入控制。双线圈动作在编程中尽量避免，如果使用双线圈指令，程序就也许浮现问题，达不到控制规定。梯形图工作方式是和水流动是相识，从上到下动作，动作完毕后，重新开始对输入扫描和更新，完毕对输出更新，这样不断循环输出，达到控制目。梯形图设计办法有诸多，拟定这个控制没有问题，就可以使用编程语言完毕对这个编程代替工作，这样不但节约了诸多控制元件，并且可以减少布线，达到完美控制目。完毕控制之后，可以依照规定完毕对外部接线图制图，然后这样编程好处就是编程可塑性大，较为容易变化控制输入和输出，完毕对程序修改。经验设计办法是使用某些典型电路，依照这些电路控制完毕程序设计，这样电路通过重复修改后，可以完毕增长或者减少输入和输出，内部控制继电器等，这样设计需要诸多次修改，最后可以实现控制目。本次设计我是运用顺序控制法设计梯形图，这样是最简朴以便程序控制办法。5.2 程序分析一方面完毕FX0N-3A模仿量输入控制，本文使用模仿量输入为FX0N-3A出厂初始值4-20MA输入有效，相应PLC输入值为0-250,这样就完毕了信号采集，信号采集完毕后，使用除法运算，算出输入相应值，本文使用模仿量输入值为0-250，如果选用传感器为0-100量程，那么只要把模仿量输入到PLC数字除以25之后乘以10就是相应测量值，程序如下图所示：图5-1 模仿量信号采集按下启动按钮后，动作循环开始动作，程序如下图所示：图5-2 循环控制依照计数器动作数量完毕输出控制，如下图所示：图5-2 计数器输出控制最后完毕输出控制，如下图所示：图5-3 输出控制喷泉控制完毕后，依照需要完毕对彩灯控制，彩灯控制时间使用PLC自身时间继电器完毕控制，程序如下图所示：图5-4 彩灯控制程序控制程序完毕后，开始完毕变频器模仿量输出动作，一方面判断扩展模块与否正常工作，正常工作后，使用模仿量输入通道控制变频器动作速度，完毕模仿量输出动作，程序如下图所示：图5-5模仿量输出5.3 PLC程序仿真程序设计完毕后，对程序进行检查，检查程序没有问题，程序检查完毕后，开始对程序仿真，一方面启动逻辑启动测试，这样就可以在电脑上进行仿真，检查成果如下图所示：图5-6 程序检查图5-7 程序仿真启动按下启动按钮，程序开始启动，选取动作方式1，开始有输出，程序如下图所示：图5-8 程序转换仿真延时继电器开始工作，延时一定期间，切换到下一种动作，计数器增长，仿真如下图所示：图5-9 计数器输出控制最后完毕输出动作，程序仿真如下图所示：图5-10 程序仿真输出图5-11 仿真输出总结依照上面设计，本次设计可以实现喷泉控制，可以实现控制功能。本设计重要长处是设计办法比较新颖，通过实验验证保证程序可靠性。本设计可靠性比较高，本文使用三菱PLC做完控制核心，可以实现精确有效控制，到达设计规定。本设计性价比比较高，三菱PLC稳定性没有问题，硬件价格也比较低，这样就可以使用三菱PLC完毕控制。对比其她控制产品，三菱PLC精确性，使用价值更高，并且使用三菱PLC控制系统，对比其她PLC控制点，三菱PLC控制点价格更低。 本次设计控制系统，有诸多缺陷，一方面是功能不完善，没有跟多花样选取功能，这样控制时候就比较单调，手动控制模式也不完整，不可以实现点动控制，对于调试设备有一定局限性，另一方面使用控