论文总字数：12774字

摘 要

随着经济的快速发展和人民生活水平的提高，大型公共建筑越来越多，人们越来越注重改善环境，美化环境，音乐喷泉系统因此日渐被推广应用，同时人们对其要求也在不断提高。不仅希望喷泉能集灯光、色彩、音乐于一体，给人以美的感受，还希望喷泉能够不断改变形式时，不需要浪费太多人力物力，最大程度地节约成本。

本文主要介绍了使用MCGS组态软件仿真基于PLC的音乐喷泉控制系统。音乐喷泉控制系统是在程序控制花样喷泉的基础上加入音乐控制系统，通过获得计算机对音频信号的采集、进行译码和编码之后，将信号发送到控制系统，实现喷泉与音乐的完美呈现。

关键词：环境改善；音乐喷泉；PLC；MCGS组态软件

Research of the Music Fountain Control System Based on PLC

Abstract

With the development of economy, the improvement of life quality, the increasing numbers of public complexes, people pay more attention to the improvement and beauty, as a result, the application of music fountain became more widely. In the same time, people place higher expectation on its demands. They hope the music fountain can not only combine the function of combination of light, color, music. Bring they the sense of beauty, and hope the music fountain can change the pattern constantly, no need of wasting too much resources, save the cost to the largest degree.

This article mainly introduce the configuration software simulate the music fountain control system based on PLC. This system has added the music control system on the basis of control program of pattern music fountain. The computer through collecting radio signal, coding and encoding these signal, then let the signal export to the control system, accomplish the excellent presentation of fountain, light and music.

Keywords: Environmental Improvement; Music Fountain; PLC; MCGS Configuration Software

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪 论 1

1.1 课题背景 1

1.2 采用的设计方案 1

1.3 目的和意义 1

1.4 课题的主要内容 2

第二章 PLC基础知识简介 3

2.1 PLC的产生和发展 3

2.2 PLC的分类、特点 3

2.2.1 PLC的分类 3

2.2.2 PLC的特点 3

2.3 PLC的基本结构 4

2.4 PLC的工作原理及过程 4

第三章 变频器基础 6

3.1 变频器概述 6

3.1.1 变频器技术的发展 6

3.1.2 变频器技术的分类 6

3.2 变频器的工作原理 6

第四章 系统总体介绍 8

4.1 音乐喷泉组成 8

4.1.1 音乐喷泉水池设计 8

4.1.2 控制系统组成 8

4.2 音乐喷泉控制系统流程图的设计 9

第五章 控制系统的硬件设计 11

5.1 PLC的选型 11

5.2 PLC控制系统I/O的分配 12

5.3 PLC控制接线图 13

第六章 变频器以及控制参数设计 14

6.1 变频器设计 14

6.1.1 变频器选型 14

6.1.2 变频器控制接线图 14

6.2 MM420变频器操作面板 14

6.3 变频器参数设置 15

6.5 变频器控制说明 16

第七章 MCGS组态软件仿真 18

7.1 仿真软件简介 18

7.2 制作工程及组态画面 18

7.3 系统变量分配 20

7.4 数据变量属性设置 21

7.5 定义变量 22

7.6 变量的动画连接 23

7.7 运行结果及分析 23

7.7.1 运行结果 23

7.7.2 结果分析 25

第八章 结束语 26

致 谢 27

参考文献(References) 28

附 录 29

第一章 绪 论

1.1 课题背景

中国幅员辽阔，水资源极为丰富，南方更有“鱼米之乡”的美誉。随着国民经济的发展，以及对环境的日益重视，一些园林、城市的建设中，喷泉得到广泛的应用，同时，也对喷泉提出更高的要求。这样，一些问题和不足也暴露出来，例如自动化水平低下、高能耗等限制了喷泉行业的发展。

有些认识上的误区需要一定了解和不良倾向需要引起人们的注意：

1. 设计方案上的盲目性，这使喷泉难于长久存在
2. 细部设计的不合理性会直接影响效果
3. 周边设备选型不当会直接影响效果
4. 节能节水和环保问题必须引起重视

因此，提高喷泉的自动化水平和降低能耗来保证喷泉效果和节约成本对现如今我国的喷泉行业具有重大的现实意义。

1.2 采用的设计方案

^[12] “目前，针对喷泉控制系统，在国内外采用的控制技术主要是单片机控制、继电-接触控制和PLC控制。单片机控制原理：以可控硅作为功率开关元件，但是其有较差的可靠性和抗干扰能力。据调查发现，1970年的机械生产设备几乎均选用继电器进行控制，除其缺乏可靠性，控制程序也相当复杂。从创立方案到设计技术条件以及较大的施工设计工作量，这将不可避免地造成较长的设计周期。然而，采用PLC能有效解决这些问题。PLC具备相当强大的自诊断功能，可以轻松迅速地检查出阻滞和缩小检修时间，所以采用PLC控制可以确保获得可靠和稳定的控制系统。同时采用PLC也可以通过修改喷泉程序更加容易地实现喷泉的多样化，优于继电器控制系统，具备的灵活性更高。”

1.3 目的和意义

随着科技的发展，计算机技术、微电子技术和自动控制技术也得到了飞速发展。而随着我国城市化的进程加快，对环境的要求也越来越高，而良好的环境能使人身心愉快，工作效率提高。喷泉是小型人造气候，在炎炎夏日可以起到增湿、降温和减少尘埃的作用，有利于改善城市面貌和增进居民身心健康。

另外，喷泉是高耗能的景观工程，对于项目投资和维持运行都将花费巨大的费用，这是设计时应该考虑的问题。虽然我国水资源丰富，但是人口基数大，我国仍然是一个缺水的国家，节水是基本国情。喷泉为了提倡循环用水的概念，设计时要考虑到减少喷泉水的雾化问题，减少飘移损失。而循环用水系统应该安装有过滤净化装置，搞好池水净化和延长池水使用周期，用过的水可以再利用等，既节约水资源又环保。

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