6。1 PLC的工作流程 19

6。2 西门子PLC的编程软件 20

6。3 主要程序分析 20

6。4 系统的整体调试 21

结论 24

致谢 26

附录A 音乐喷泉的控制程序 28

1 引言

喷泉是一种人为设计的喷水设备，通过喷头将水或其他液体洒出来组合成特定形状。喷泉能够加湿空气，降温除尘。细密的水珠与空气分子碰撞后，会产生大量的负氧离子。可见喷泉利于改善城市面貌和增进居民身心健康。伴随着科技的进步和人们对于精神愉悦的追求，将音乐与喷泉的组合成为了必然。音乐喷泉结合千变万化的水花造型与五颜六色的彩光照明，来反映音乐的内涵及主题。人们通过设计控制电路将音乐的节奏音高等要素转换成影响喷泉水柱、花样的信号，从而能够跟随音乐翩翩起舞，绚烂多彩的音乐喷泉就这样展示在世人面前。

可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller），是一种采用一类可编程的存储器，在经过时间的考验后占据了三大工业支柱之一的重要地位。考虑到在实际运用中PLC的强大功能和简便的使用方法我们选择以其为核心设计研究喷泉。为了提高喷泉对于音乐改变的响应速度，我们认为变频器的快速调频功能和多段速设定将非常适合用作对水泵的控制。为了方便监视喷泉的工作情况就需要用到组态软件。组态王软件有可视化操作界面、易于建立I/O点的优点因此我们选择使用它来完成设计。通过这个设计我们希望可以介绍PLC在音乐喷泉中的简单使用设计方法，制作出成功的能够由音乐控制的喷泉。此次的设计目标是音乐播放后与之连接的喷泉会自主选择喷头按照设定的频率与彩灯搭配交替工作形成缤纷美丽的花型。在电脑的组态王界面可以实时的监控到喷泉的状态。

2 PLC基础知识简介与选型

2。1 PLC的产生和历史与发展

PLC（Programmable Controller)是针对工业自动化控制应用而专门设计的电子设备。再后来随着技术发展可编程逻辑控制器即PLC的功能虽然超越了逻辑控制范围。但是为了避免与个人计算机PC（Personal Computer）混淆故仍将其称作PLC。PLC是基于计算机发展起来的，但与计算机明显不同的是其特殊的一些模块如I/O模块和模拟量模块等。这些模块的增加使得PLC在原有功能上得到迅猛发展。[1]

世界上第一台PLC在1969年由美国数字设备公司根据美国通用汽车公司要求制造而成。为了制造更适应的汽车型号，为了满足不断变化的需要在1968年美国通用公司希望能有一种小批量多生产的新型工业控制器尽可能减少重新设计和更换电器接线和控制系统以节约成本缩短制造周期。在70年代初期可编程逻辑控制器仅仅有运算、定时、计数等顺序控制功能。在70年代中期微处理器技术的应用使得PLC不仅具有了逻辑控制功能还增加了算术运算、数据传送和处理等功能。到了80年代以后大规模集成电路等微电子技术的发展给PLC技术注入新的活力。16位和32位微处理器被应用到PLC中，此时的PLC不仅控制功能得到了增强，可靠性也显著提高，体积减小降低了成本，编程和故障检测更加灵活方便而且加入了通信和联网、数据处理与图像显示功能。近年来PLC集电控、电仪、电传为一体凭借其高性价比和出色的稳定性已成为自动化工程的核心设备。到现在PLC已经演变成为具备计算机功能的一种通用工业控制装置，主要面向控制过程和用户。改革开放以来，美国GE、AB、MODICON、TI，日本的三菱、OMRON、富士，德国西门子等厂家进入我国市场，目前市面上还有台湾韩国的PLC产品。我国PLC技术从1974年开始研究但直到1977年才顺利研制出第一台具有实用价值的PLC投于生产。在近十年来，PLC生产已经取得了非常好的成绩。特别是在应用技术方面，随着国力的增强和生产力水平的提高，PLC已经逐渐渗透到了各个领域。在生产制造方面，为了提高生产效率和工业的自动化水平，我们引进了许多在世界上都居于领先技术的成套设备，大量地使用PLC等先进技术。现在PLC技术不但应用于冶金、矿业、机械、轻工等工业自动控制中，在其他领域它也有着广泛地应用。例如，市政建设中的水处理；日常生活中的电梯、车库的自动化管理等；街边常见的无人自动售货机，啤酒罐装及酿酒等；另外还在环保、娱乐业中也有应用。[2]