1.1  PLC的发展和现状

PLC最早出现在20世纪60年代，那时候还不叫PLC，叫板式顺序控制器SC。应用较广泛的是基本逻辑型，条件步进型和时间步进型[2]。其特点是：通用性和灵活性较强。对于一些时常根据用户需求更改控制要求的大型，复杂系统非常好用。但是本质上，只是对硬件进行更改或者设置。

1969年，出现了真正意义上的PLC。全名是可编程逻辑控制器。传统上是利用继电器和接触器来控制的，而PLC是在其基础上添加了计算机控制，具备了定时器，计数器等功能。在电脑上可以随时修改程序，相对于SC来说，有了本质的改变，不是修改硬件而是在软件上进行修改。代表产品有：美国DEC公司的PDP-14/L；日本立石电机公司的SCY-022；日本北辰电机公司的HOSC-20 等[3]。

到了20世纪70年代，出现了以一位微处理机为核心的PLC，全称工业控制单元，简称ICU。以60年代的逻辑型和步进型为基础而开发的，适用于大型工业控制装置。代表产品有：美国GE公司的LOGISTROT；德国SIEMENS公司的SIMATIC S3、S4系列；日本富士电机公司的SC系列。

发展到了1980年前后，出现了近现代的PLC。在可编程逻辑控制器的基础上，组合了微型电子计算机，使其功能更加强大。特点是：指令丰富，编程简单，耗能小。代表品有：美国GOULD公司的A5900；德国西门子公司的S7系列。

PLC的分类：按结构分可分为整体型和组合型。按I/O点数分类，可分为超小型：小于64点；小型：65~128点；中 型：129~512点；大型：513~896点；超大型：大于896点。按内存容量大小可分为：超小型：256Byet~1KB；小型：1~3.6KB；中 型：3.6~13KB；大型：大于13KB。

常用的PLC有欧姆龙、台达、松下电工、三菱等，总体来说，PLC的特性、系统组成、指令系统、编程器及使用方法类似[4]。

目前PLC发展趋势：

（1）产品规模向两级发展：一方面发展速度快的小型PLC，另一方面发展高速度，大容量的大型PLC。

（2）向通信网络化发展：增强PLC的联网功能。

（3）向模块化，智能化发展:提供各种模块的PLC，增强了PLC的功能。

（4）编程语言和编程工具的多样化和标准化：实现能够多种编程语言共用，编程工具也越来越多样化标准化[5]。

1.2  课题研究的内容

本课题是基于PLC的花式音乐喷泉设计，设计要求先上电，然后选择花式，播放歌曲。PLC控制花式的改变和水下灯的点亮和熄灭。当按下停止按钮，电源停止向设备供电，喷泉，水下灯，音乐同时关闭。提供三种花式，多首歌供用户选择。其中，花式改变为主，音阶喷泉为辅。其一：水柱高低变化时通过A/D转换器和变频水泵实现的。A/D转换器是将音乐播放器输出的音频转化为电压信号输出给变频水泵，变频水泵本身自带变频器和电机，得到输入信号后，变频器即可改变内部电机转速，而电机是带动水泵转动，自然，水泵喷出水柱高低也就随之变化。即水泵喷出水柱的高低随着音乐音频的高低而变化。其二：花式的改变，按下花式选择按钮，喷泉设备会按照既定的PLC程序运行通过控制水泵阀门的开启，关闭和对应水下灯的点亮，熄灭来变化出不同的花式[6]。