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基于PLC的音乐喷泉系统设计--毕业论文.doc
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基于PLC的音乐喷泉系统设计--毕业论文.doc
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毕业论文(设计)
题目:基于 PLC 的音乐喷泉系统设计
学 生 姓 名:
指 导 教 师:
专 业 名 称: 自动化
所 在 学 院:
信息工程学院
2015 年 6 月
目录
摘要 ....................................................................................................................................................I
Abstract .............................................................................................................................................II
第一章 前言......................................................................................................................................3
1.1 课题研究目的..............................................................................................................................3
1.2 音乐喷泉的研究现状及发展趋势..............................................................................................3
1.3 本课题要解决的问题..................................................................................................................3
第二章 控制系统的论证及设计......................................................................................................4
2.1 控制系统的论证..........................................................................................................................4
2.2 控制系统的整体设计..................................................................................................................5
第三章 系统信号采集及硬件的应用..............................................................................................5
3.1 音乐信号的采集..........................................................................................................................5
3.2 喷头的选择..................................................................................................................................5
3.3 水泵的应用..................................................................................................................................5
3.4 变频器的应用..............................................................................................................................5
第四章 PLC 程序设计方法 ..............................................................................................................5
4.1 PLC 控制系统的设计原则 .........................................................................................................5
4.2 PLC 控制系统的设计步骤 .........................................................................................................5
4.3 PLC 控制系统的设计方法 .........................................................................................................5
第五章 喷泉控制系统的设计..........................................................................................................5
5.1 变频器的选用..............................................................................................................................5
5.2 PLC 的选用 .................................................................................................................................5
5.3 MM430 变频器外部电路的设计 ...............................................................................................5
5.4 PLC 外部电路的设计 .................................................................................................................5
5.5 PLC 程序设计 .............................................................................................................................5
5.6 喷泉控制系统总电路设计..........................................................................................................5
第六章 结论与展望..........................................................................................................................5
致谢....................................................................................................................................................5
参考文献............................................................................................................................................5
附录....................................................................................................................................................5
大连海洋大学本科毕业论文 摘要
I
摘要
音乐喷泉在国内现在越来越流行,音乐喷泉的控制系统也有很多,有用单片机控制的,
有用继电器控制的,有的用计算机控制的,但是大部分的音乐喷泉的控制系统是利用可编程
逻辑控制器来控制,它不仅有处理数据的功能,还有存储功能输入输出功能,是一种非常有
前景的控制装置。它能控制很多东西,比如说位置、逻辑、时间等等。
本设计主要依靠 PLC 的控制功能,通过对变频器、水泵、灯的控制,来满足人们对艺术
的追求,PLC 能时刻控制喷泉与音乐同步,PLC 的扩展非常容易、而且编程直观接线也很容
易。PLC 能适应复杂的环境、而且接线简单、系统稳定等优点。通过本设计,我锻炼了很多,
尤其在耐性上得到了很大的提升。
关键词:音乐喷泉,PLC,变频器
大连海洋大学本科毕业论文 Abstract
II
Abstract
Music fountain now more and more popular in China, music fountain control system also has
a lot of useful single-chip microcomputer control, useful relay control, some with computer
control, but most of the music fountain control system is the use of programmable logic controller
to control, it not only has the function of processing data, and store input/output functions, is a
very promising control device. It can control a lot of things, such as location, logic, time and so
on.
This design mainly rely on PLC control functions, through the control of the inverter, pump,
lights, to meet the people in the pursuit of art, PLC can moment control synchronization with
music fountain, the expansion of the PLC is very easy and intuitive programming is also easy to
wiring. PLC can adapt to the complex environment, and wiring is simple, stable system, etc.
Through this design, I exercise a lot, especially in a got a lot of patience.
Keyword: Music fountain, PLC, The inverter
3
第一章 前言
1.1 课题研究目的
以前的音乐喷泉控制系统所用的控制方法是,把音频信号一分为二,一份给人们播放听,
一份给控制单元,进行对水泵的控制,用这种方法来控制音乐喷泉。该方法对于音乐喷泉来
说控制容易,安装简单,但是有个很大的缺点,那就是音乐播放快,喷泉跟不上。这个问题
很大的消弱了音乐喷泉的艺术效果。在中国现在有很多的音乐喷泉都是这样的,音乐与喷泉
不协调,这严重阻碍了我国喷泉园林景观的发展,所以应该尽快找出解决这个问题的方法。
1.2 音乐喷泉的研究现状及发展趋势
音乐喷泉越来越普及,现在的城市几乎每个都有音乐喷泉,因为它是一种非常有观赏
价值的人造景观。这么多的喷泉,造就了喷泉成为了一种产业,它能为人们带来非常高的收
益。在喷泉成为产业的同时,国内有很多人看到了商机,所以国内像雨后春笋般的涌现出喷
泉设备公司和喷泉一条龙服务的公司。天津的爱德华喷泉设计公司、北京的光大安装工程公
司、深圳的红发设计、沈阳的腾飞园林景观功能公司、大连的福瑞喷泉有限公司等等都是国
内非常顶尖级别的喷泉安装设计的公司
[1]
。就在这些公司迅速发展的同时,985、211 等高
校和一些专门搞园林设计的大专院校也发现了它的商机,清华大学和东北大学研究的音乐喷
泉是非常好的。其实喷泉的设计好坏涉及到很多方面。例如喷头、布局、灯光的设计、水型
的设计、系统的设计等等。庞大的一个音乐喷泉需要土木工程、水利工程、机械、自动化、
计算机等专业的人士,共同合力完成这一个音乐喷泉。未来的音乐喷泉,应该是音乐与喷泉
结合相当紧密,实时性非常高的,并且要求水型设计多样,喷泉的喷头也可以变化。因此,
本课题着重对音乐喷泉的控制这块进行了仔细的研究。
1.3 本课题要解决的问题
设计一个系统响应迅速而且工作可靠的音乐喷泉系统,并且尽可能的保证音乐与喷泉
的同步性,通过对整个系统的控制,就可以使喷泉随着音乐节奏变化,就好像给音乐伴舞,
音乐喷泉喷出的水量一定要有乐感。让人们更好的体会到音乐的内涵。
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