基于西门子plc实现的音乐喷泉——喷泉软件系统的设计毕业论文设计word格式可编辑

基于西门子plc实现的音乐喷泉——喷泉软件系统的设计毕业论文设计word格式可编辑内容摘要：

河南机电高等专科学校 毕业设计说明书 9 第二章 音乐喷泉设计方案 音乐喷泉示意图 如图 2— 1 喷泉布局图 2— 1 本 课题 布局图 2— 1所示。 图中 A 组喷水管，有一个喷水管该喷水管所喷出的水柱为 4 组喷水管最大，喷射高度 为 4 组喷水管最高为 8（ m）。 图中 B组喷水管所处的圆上由 8个喷水管组成，该组喷水管所喷出的水柱为比 A组的水柱略小，所喷高度比 A组的高度略底，所喷高度为 6（ m）。 图中 C组喷水管所处的圆上由 20 个喷水管组成，该组所喷出的水柱比 B组的水柱小，所喷高度比 B组水柱低，所喷高度为 4（ m）。 图中 D组喷水管所处的圆上组由 30 个喷水管组成，该组所喷水柱为 4组中水柱最小，所喷高度最低的一组。 所喷高度为 2（ m）。 为了在每组喷水管工作时能够更好的欣赏，能区别 4组所喷出的水柱，所以 B组所处的圆的半径为 R=2(m)， C组所处的圆的半径为 R=4（ m）， D组所处的圆的半径为 R=6（ m）。 本 课题 中 A 组喷头所喷的水柱最高，本 课题 中 4 组喷头所喷的水柱高度为 28（ m）。 本 课题 的最多时有 A、 B、 C 三组喷头同时喷出水柱，最少时有两组喷头喷出水柱，所以流量为 150230（ m3/h）。 水质为自来水。 河南机电高等专科学校 毕业设计说明书 10 音乐喷泉控制要求 本控制器能充分发挥变频调速器的特点，为喷泉增光添彩。 它可将来自光盘 CD、 VCD、DVD 的音乐信号自动转换成变频调速器所要求的控制信号。 输出信号与输入的音乐信号大小成线性关系，使喷泉的喷高随音乐信号大小变化，音乐、水花、 彩灯融为一体，演出一场交响水诗。 该控制器除以上把音频信号转化为模拟量信号 ，还可以在某点音频信号实行开关量输出，另外还带有音频启动信号。 所以该控制器不仅能控制变频器，而且还能控制固态继电器。 音乐喷泉控制设备说明 接线 面板说明 如图 2— 2 河南机电高等专科学校 毕业设计说明书 11 图 2— 2 表 2— 1 编号 名称 说明 （ 1） 音频放大倍数调节旋钮 调节单位音频对应输出电压的大小 （ 2） 起始电压调节旋钮 调节没有音频输入时的输出电压 , （ 3） 固态驱动设定电压调节旋钮 固态驱动设定电压和输出电压比较 ,当输出电压大时 ,固态输出点就有输出，当输出电压小时，固态输出点截止 （ 4） 音频输入选择开关 OFF 时把音频输入信号切断 ,ON 时开着音频输入信号 （ 5） 起始电压输入选择开关 OFF 时关掉起始电压 (起始电压为 0V),ON 时为开启起始电压 （ 6） 频谱显示 切换开关 用于切换显示固态设定驱动频谱和实际输出频谱。 左边固态设定输出频谱，右边为实际输出频谱 （ 7） 频谱显示 显示输出频谱强度和固态设定频谱强度 （ 8） 电源指示灯 有电源就亮 （ 9） 音频启动指示灯 有音频信号输入就亮，确认音乐信号开始播放 （ 10） 固态输出指示灯 固态输出点有输出就亮 功能及动作原理 如表 2— 1 ：调节单位音频的对应输出电压。 如果输出电压随音频输入信号变化不大，输出电压只在很小范围内变化，则可调大放大倍数；如果在有很小的音频信号输入时输出信号就超过 10V，并且启动电压不太高，那么就调小音频放大倍数。 ：起始电压是没有音频输入时，对外的输出电压。 调节起始电压可以确定变频器在没有音频信号时变频器的输出频率，当有音频信号输入时变频器输出频率是此基础上的叠加。 如果没有起始电压的情况下，当刚有音频信号输入时，变频器频率上升，而水泵是来不及出水的，这样音控效果就很不明显。 如果加了起始电压，水泵在没有音频信号的输入情况下就有出水，当有音频信号输入时，出水量增加，音控效果就比较明显。 ：把开关（ 6）选择到固态显示，（ 7）上显示的频谱 的大小对应固态驱动设定电压大小。 当输出电压大于固态驱动设定电压时，固态输出点对外输出，输出电压小于固态驱动设定电压时，固态输出点截止。 用固态来实现音控时，在输入的音频信号是比较柔和的情况下，那么固态驱动设定电压就要调小一点，如果在输入的音频信号比较强烈，那么固态驱动设定电压就要调大一点。 （起始电压＜固态驱动设定电压＜该音乐最大输出电压） ： OFF 时断开音频输入信号， ON时接通音频输入信号。 河南机电高等专科学校 毕业设计说明书 12 5. 起始电压开关：当为 OFF 的时，起始电压就为 0V， ON 时起始电压为起始电压旋钮选择 的电压。 在（ 4）为 OFF，（ 6）选择到输出显示 情况下，（ 7）显示的频谱大小对应起始电压大小。 ：选择显示固态设定输出频谱和实时输出频谱。 ：实时显示当前音乐节奏及音乐强度 +起始电压，当切换固态显示时显示当前固态驱动设定电压。 ：显示控制器是否通电进入待机工作状态。 ：显示是否有音频信号输入。 ：显示是否有固态输出点有输出。 图 2— 3 端子 功能说明 图 2— 3： CD、 VCD、 MP3 的音乐信号自动转换成变频器 所要求的 010V 直流电压信号与输入的音乐信号大小成线性关系。 （有 3 路输出） 本控制器可设定起始电压，使用人员可调节起始电压来选择没有音频输入时的输出电压，而当有音频信号输入的时候输出电压是起始电压和音频对应电压的叠加。 ，其中当有音频信号输入 Y0 和 CM0 端子就接通（为无源触点）。 ，用户可调节比较电压来控制输出。 这样在没变频器的的情况下，用固态继电器也可以达到音控的效果。 （有继电器输出和晶体管输出，其中晶体管输出电源已提供） 河南机电高等专科学校 毕业设计说明书 13 如图 2— 4： 音控喷泉固态驱动接线图 2— 4 音控喷泉变频驱动接线图 2— 5 说明： 1. CD VCD DVD 和 MP3 的左右声道信号直接到控制器的 VL 和 VR，在输出信号不是圆孔的情况下可接端子 VL， VR ， COM。 河南机电高等专科学校 毕业设计说明书 14 2. VF0， VF1， VF2， GND 接到变频器模拟量电压输入端（如图 2— 5） 3. Y2， Y3， Y4，分别接固态继电器的（ ）， V+接（ +） 4. Y0， CM0，可以启动可编程顺序控制器等控制器来完成音乐启动的效果。 技术参数 表 表 2— 2 可编程序控制器 使用说明书 ： 1. 数字化输入输出、 LED 数码显示 2. 可同时控制 40路各种负载 3. 一百步程序可任意设定循环步数 、最小时间 秒 5. 手动 — 自动双功能，自由选择 7. 输入与输出信号光电隔离，可靠性高 8 .五位密码锁保护，输入正确的密码才能编制或修改程序 9. 音乐启动程序（输出）功能，增加音乐喷泉功能 电源输入 额定电压 AC220V 电压允许范围 AC220V177。 10％ 额定频率 50Hz/60Hz 允许瞬间断电时间 20ms 以内的瞬间断电，机器继续运行 电源保险丝 250V 3A 信号输入 音频信号 河南机电高等专科学校 毕业设计说明书 15 第三章 控制系统方案设计 音乐喷泉控制系统整体设计 一般音乐 喷泉 系统 主要由音频 控制 系统 、喷泉 控制 系统 和灯光 控制 系统 构成。 音频 控制 系统 主要由音乐播放器、前置放大器、功率放大器、监听音箱及音柱组成，大多 系统 采用多媒体 PC通过上位机程序播放音乐，如图 3— 1所示。 音频 控制 系统 示意图 3— 1 喷泉 系统 主要由喷泉 控制 器、 变频器 、水泵、多功能阀、万向喷头及供水管网组成，其中喷泉水泵目前已采用变频调速技术，实现 水泵无级调速，能根据音频信号的强弱随时调节水泵速度，多功能阀及万向喷头由喷泉专用 控制 器 控制 ，可根据设定程序实现各种图案和形状。 音乐喷泉 控制 系统 集音频 控制 技术、程序 控制 技术和智能 控制 技术于一体的 控制 系统 ，属于一种工业现场 控制 系统 ，其上位机大多采用多媒体工业 PC 机组成，可实现全程实时音控，能根据乐曲旋律、节奏和音频的强弱程度 控制 喷泉 系统 ，其电气 控制 系统 主要有以下三种形式 : (1) 集中式 控制 集中式 控制 系统 采用放射型结构，能满足 控制 室离水池较近，规模较小，花型变化较少的音乐喷泉。 (2) 现场总线式 控制 现场总线是一种串行数据通信链路，实现喷泉现场基本 控制 设 备与上级 控制 设备之间的联系，例如 RS485 总线和 CAN 总线，现场总线式优点有 :一条传输线可 控制 多台设备， 控制 系统简单，安装和维护容 易。 采用数字通信技术，抗干扰性强，精度高。 控制 功能分散到喷泉现场，提高了电控 系统 的可靠性和灵活性。 (3) 网络现场总线式 控制 河南机电高等专科学校 毕业设计说明书 16 网络现场总线结构与现场总线相似，性能更优越于后者，网络现场总线属于分布式 控制 系统 ，电控 系统 运行速度更快，达到音乐喷泉实时 控制 的要求，稳定性也更好。 网络连接结构种类很多，能同时支持总线型和放射型，可采用混合结构。 网络。