基于plc与变频器控制的花样喷泉设计(编辑修改稿)

基于plc与变频器控制的花样喷泉设计(编辑修改稿)内容摘要：

C 渗透到了位置控制、温度控制、CNC 等各种工业控制中。 加上 PLC 通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用 PLC 组成各种控制系统变得非常容易。 ，深受工程技术人员欢迎 PLC 作为通用工业控制计算机，是面向工矿企 业的工控设备。 它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。 梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC 的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。 为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。 、建造工作量小，维护方便，容易改造 PLC 用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。 更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。 这很适合多品种、小批量 的生产场合。 ，重量轻，能耗低 以超小型 PLC 为例，新近出产的品种底部尺寸小于 100mm，重量小于 150g，功耗仅数瓦。 由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备 变频器的选型 变频器在现代工业控制中起着很大的作用，现在社会上很多公司出品多样的多功能的变频器本人设计是通过 PLC 与变频器构成的调速技术来控制每环喷水管的高度，我选用的是三菱 FRS520（ S） E 系列变频调速器 ，通过 PLC 与变频器和水泵的通信来控制花样喷泉水的高度。 本着调试方便，经济适用原则，运行没有太强噪音和 振动，环保，维护方便，抗干扰强，选择了 FRS520（ S） E 系列 变频器作为调速控制器件。 其实物图如图 31 示。 基于 PLC 与变频器控制的花样喷泉设计 第 9 页 共 33 页 图 31 FRS520（ S） E 系列变频调速器 的实物图 变频调速器的特点 1．功率范围： — (三相 200V FRS520E 系列 ) — (单相 220V FRS520E 系列 ) 5HZ 时 150%转矩输出 ，设定简单快捷 PWM,实现更低噪音运行 断速， PLD， 4— 20mA 输入和漏源型转换等多功能 RS485 通讯口 水泵的选型 由于喷泉的水泵必须满足大功率快速精确起停，而且其输出功率必须能够精 确的进行控制。 我选用品牌为 DESHB(德士比） 的 喷泉泵。 具有以下优点： 结构紧凑；无需引水、使用简便；双端密封、电器保护；设计合理、性能优良；经久耐用、安全可靠。 并且水 泵出口采用圆法兰结构 ,电机为 F 级绝缘 ,适用于音乐喷泉等场合对电机频繁启动的要求 .叶轮具有防松装置 ,不怕反转 .其实物图见其 32 所示： 图 32 QYP 喷泉泵 的实物图 基于 PLC 与变频器控制的花样喷泉设计 第 10 页 共 33 页 喷头的选 择 喷头的介绍 ： 喷泉喷头也称喷泉喷嘴全部采用铜或不锈钢制作，这样具有黄金的色彩或银光闪闪，喷头显得豪华气派。 其工艺精巧美观，结构合理，性能高效节能。 A 组位于中间位置，需要喷出雄壮并且喷射高度高得水柱，所以 A 组喷头选择直上喷头。 直上喷头是在同一个配水室上安装多角度直射喷嘴，这些喷嘴规格相同时，喷出的水姿雄壮笔直、粗狂美观；这些喷嘴规格不完全相同时，大小喷嘴布设得当，喷出的水姿粗壮有力、层次分明、主题突出、是大型喷泉中心必备的主要喷头。 该喷头也叫中心喷头。 可调节射流的方向。 喷头材质：铸铜、不锈钢。 B 组喷头的选择 B 组位于 第二层的位置，所喷出的水柱应该比 A 组所喷出的水柱稍细比 A组所喷的水柱要低。 所以我 B 组选择可调直流喷头。 可调节直流喷头在各种场合的喷水池中广泛应用，这种喷头装有球形接头，可沿垂直方向向 15 度进行调节。 可调直流喷头可组合各种不同形状 C 组喷头的选择 C 组喷头应该比 B 组喷头喷射高度略低比 D 组略高，所喷水柱比 B 组水柱略粗壮、挺拔所以 C 组喷头选择树冰形喷头。 树冰形喷头喷水时外观效果庞大丰满，粗壮挺拔，抗风力较强。 喷头安装在导流筒 上端与水面齐平，喷水时能将池水带出，形成粗大壮观的水柱。 D 组喷头的选择 D 组位于该喷泉的最 外侧，水柱所喷高度应该最低，水量应该较大，择所喷水柱比较灵动。 所以选择涌泉喷头。 涌泉喷头也是加气喷头的一种，又称鼓泡喷头、珍珠喷头。 喷水时能将气吸入，使水姿形成充满空气的白色水丘，水沫轻溅，古朴灵动。 加气喷头用射流泵的原理，喷水时将空气吸入，以少量的水产生丰满的射流，喷出的水柱呈白色不透明状，反光效果好。 电磁阀 的选型 电磁阀的选型电磁阀里有密闭的腔，在的不同位置开有通孔，每个孔都通向不同的水管，腔中间是阀，两面是两块电磁铁，哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边，通过控制阀体的移动来档住或漏出不同 的排水的孔，而进水孔是常开的，液压水就会进入不同的排水管，然后通过水的压力来推动水刚的活塞，活塞又带动活塞杆，活塞竿带动机械装置动。 这样通过控制电磁铁的电流就控制了机械运动现在常用的电磁阀的有：球阀、蝶阀、闸阀、止回阀、水下液压阀、水下电磁阀、水下数控阀等。 电磁阀在选型时的注意事项： 一、适用性。 根据持续工作时间长短来选择：常闭、常开、或可持续通电当电磁阀需要长时间开启，并且持续的时间多余关闭的时间应选用常开型。 要是开启的时间短或开和关的时间不多时，则优先选用常闭型。 但是有些用于安全保护的工况，炉窑火焰监 测、锅炉加温系统，则不能选常开时，应选用可持续长期通电型。 电磁阀在选择时要注意：管路中的流体必须和选用的电磁阀系列型号中标定的介质一致。 流体的温度必须小于选用电磁阀的标定温度。 电磁阀允许液体粘度一般在 20CST 以下，大于 20CST 应注明。 工作压差，管路最高压差在小于 时应选用如 ZS,2W,ZQDF,ZCM 系列等直动式和分步直动式；最低工作压差大于 时可选用先导式（压差式）电磁阀；最高工作压差应小于电磁阀的最大标定压力； 基于 PLC 与变频器控制的花样喷泉设计 第 11 页 共 33 页 一般电磁阀都是单向工作，因此要注意是否有反压差，如有安装止回阀。 流 体清洁度不高时应在电磁阀前安装过滤器，一般电磁阀对介质要求清洁度要好。 注意流量孔径和接管口径；电磁阀一般只有开关两位控制；条件允许请安装旁路管，便于维修；有水锤现象时要定制电磁阀的开闭时间调节。 注意环境温度对电磁阀的影响。 电源电流和消耗功率应根据输出容量选取，电源电压一般允许177。 10%左右，必须注意交流起动时 VA 值较高。 二、可靠性。 电磁阀分为常闭和常开二种；一般选用常闭型，通电打开，断电关闭；但在开启时间很长关闭时很短时要选用常开型了。 寿命试验，工厂一般属于型式试验项目，确切地说我国还没有电磁阀的专业标准， 因此选用电磁阀厂家时慎重。 动作时间很短频率较高时一般选取直动式，大口径选用快速系列。 三、安全性。 一般电磁阀不防水，在条件不允许时请选用防水型，工厂可以定做。 电磁阀高标定公称压力一定要超过管路内的最高压力，否则使用寿命会缩短或产生其它意外情况。 有腐蚀性液体的应选用全不锈钢型，强腐蚀性流体宜选用塑料王 SLF 电磁阀。 四、经济性。 有很多电磁阀可以通用，但在能满足以上三点的基础上应选用最经济的产品。 彩灯 选型 彩灯，又名花灯，是我国普遍流行的传统的民间的综合性的工艺品。 彩灯艺术也就是灯的综合性的装饰艺术。 彩灯的产生，是从人类运用火、发明灯、制造灯具等发展而来的。 随着人们审美观的变化，彩灯艺术得到了更大的发展，特别是随着我国科学技术的发展，彩灯艺术更是花样翻新，奇招频出，传统的制灯工艺和现代科学技术紧密结合，将电子、建筑、机械、遥控、声学、光导纤维等新技术、新工艺用于彩灯的设计制作把形、色、光、声、动相结合，思想性、知识性、趣味性、艺术性得到了完美的统一。 用于喷泉中的彩灯，无论它的性能还是它的各方面的参数，都有特别的要求。 首先性能要求它要耐用，因为喷泉彩灯一般都是安装埋在地下的，地下的周围环境和地上迥然不同 ，这对彩灯的稳定性要求很高，又因为它是埋在地下，安装拆卸时很麻烦，故不能故障频发，影响喷泉的整体观赏性；另外，对于彩灯颜色的要求也决定了喷泉的观赏性，它的发光强度要至少渗透到水柱的 2／ 3 高度该喷泉用四组彩灯分别为红，绿，黄，蓝。 从里到外分别对应A 处用红色的彩灯， B 处为绿色的彩灯， C 处为黄色彩灯， D 处为蓝色彩灯。 因为喷泉用彩灯都是安装在水下所以对光线的要求高，对安全性能的要求也要很高，同时对使用寿命要求要长。 LED 水下灯能够达到上述的要求，因此本设计选择 AC 220V LED 水下灯。 基于 PLC 与变频器控制的花样喷泉设计 第 12 页 共 33 页 硬件接线图 系统的硬。