篇一：毕业论文：PLC控制花样喷泉-精品
毕 业 论 文
题 目 PLC控制花样喷泉
专 业 机电一体化
班 级 09级2班
学生姓名陈建东
指导教师叶远祥
答辩日期2011/5/30
佛山职业技术学院毕业论文任务书
（学生任务书-----由指导教师填写）
系 专业 班 同学：
目录
第1章 概述 ............................................................................................................................. 1
1.1 喷泉控制系统的应用 ....................................................................................................... 1
1.2 PLC花样喷泉控制系统 .................................................................................................... 1
第2章 系统整体方案设计 ............................................................................................. 2
2.1 实现方法分析与可行性讨论 ........................................................................................... 2
2.1.1 单片机喷泉控制系统 ........................................................................................... 2
2.1.2 工控机喷泉控制系统 ........................................................................................... 3
2.1.3 PLC喷泉控制系统 ................................................................................................ 4
2.2 总体实现方案................................................................................................................... 5
第3章 PLC简介 ................................................................................................................. 6
3.1 PLC常识 ........................................................................................................................... 6
3.2 PLC的特点与应用领域 .................................................................................................... 7
3.3 PLC的基本组成与分类 .................................................................................................... 8
3.4 PLC的工作原理................................................................................................................ 9
3.5 PLC的性能指标与发展趋势 .......................................................................................... 10
3.6 国内外PLC产品介绍 ..................................................................................................... 11
3.7 三菱PLC－FX2N系列介绍 ............................................................................................. 12
第4章花样喷泉设计方案 .............................................................................................. 16
4.1 花样喷泉的模型............................................................................................................. 16
4.2花样控制要求.................................................................................................................. 17
4.2.1花样控制的几种模式 .......................................................................................... 17
4.2.2 各种模式的动作状态 .......................................................................................... 17
第5章PLC花样喷泉控制系统的实现 ................................................................... 18
5.1 硬件设计 ........................................................................................................................ 18
5.1.1 PLC的选择 .......................................................................................................... 18
5.1.2 PLC的输入输出分配 .......................................................................................... 18
5.2 PLC应用程序设计 .......................................................................................................... 19
5.2.1 采用顺序功能流程图(SFC)设计方法 ............................................................... 19
5.2.2 设计方案............................................................................................................. 21
5.2.3 设计过程中的关键问题及实现 ......................................................................... 21
第6章 结束语 ...................................................................................................................... 22 参考文献： .............................................................................................................................. 22 致谢： ........................................................................................................................................ 22
论文修改意见：
1 增加所有表格。把任务书填写好。
2 第1章与第2章可以合作第1章，作为介绍。
3 第2章起 着重写PLC的控制方案包括硬件设计，软件设计、调试等等。
4 另外，你的喷泉花样过于简单。
暂时修改这些吧。
第1章 概述
1.1 喷泉控制系统的应用
随着人们生活水平的提高,城市环境建设日益为人们所重视。喷泉作为一种观赏性较高的艺术水景，不断地出现在城市广场、居民小区、公园等场所。它不仅可以增加周围空气的湿度，减少空气中的尘埃，降低空气温度，更为人们生活增添了不少情趣。自动控制喷泉能自动且连续的改变其形态，呈现丰富多彩的花型变化，从而给人以美好的视觉感受。由可编程控制器PLC组成的小型喷泉系统在软件及硬件上均可以较好的满足控制喷泉造型变化的要求。
图1.1 花样喷泉系统
1.2 PLC花样喷泉控制系统
花样喷泉控制的实现方法很多，本设计题目基于可编程逻辑控制器（PLC）的喷泉控制系统，可编程逻辑控制器（PLC），不仅能够进行多种水型切换，而且能够将各种水型、灯光，按照预先设定的排列组合进行控制程序的设计，使水型、灯光实现多姿
多彩的变化。通过PC与PLC之间的通信来监控喷泉的状态与效果，进而控制电动机，以达到顺利实现工业控制的要求及目的，同时还要达到低功耗、高性价比、运行安全可靠等基本要求。
第2章 系统整体方案设计
2.1 实现方法分析与可行性讨论
花样喷泉控制的实现方法很多，如利用单片机、工业机、PLC等都可以实现。下面简单介绍这几种方法。
2.1.1 单片机喷泉控制系统
单片机也称单片微型计算机，是把微型计算机的各部件——中央处理器、存储器、输入输出接口电路、定时器/计数器等制作在一块集成电路芯片上，构成一个完整的微型计算机，如图2.1所示。
由于单片机在一块小芯片上就集成了一台计算机有具备的功能，所以其在工业控制中占据很重要的地位。它具有超小型化、结构紧凑、抗干扰能力强等优势。特别适合用于实时工业测量控制、智能化仪器仪表何家用电器控制等应用系统。
目前，市场上流行的单片机种类繁多，如MCS-51系列，8位单片机仍占有单片机市场60%以上的份额，促进了8位单片机朝着高性能和功能化方向发展。其他单片机，如凌阳公司的SPCE061A 16位单片机，美国TEXAS INSTRUMENTS 公司的MSP430 系列单片机，ARM（advanced RISC Machine）嵌入式单片机等都是各有优点，在不同的领域中有着很好的应用。
图 2.1 单片机控制系统
篇二：基于西门子PLC的花样喷泉控制系统毕业设计
1 引言
1.1喷泉的发展
1.1.1我国喷泉的发展
自古以来,喷泉水景在我国园林建造中应用广泛,但是就其技术而言,只是利用地形之高差或自然的水压,而形成镜池、溪流、涌泉、壁流、瀑布等,景观形式较为单一。二十世纪八十年代以后，伴随着改革开放的春风，国民经济快速恢复并且持续发展，人民生活得到稳步提升。在一些大中型城市中，城市建设和园林设计部门对喷泉景观在环境的美化和文化氛围的营造上提出了新的要求。一些园林，水利的设计院，研究所及大专院校，根据土建结构、给水排水、机电控制等传统的专业技术，加上当时先进的单片机，通过电磁阀和直流电机调速实行变量控制，设计出许多优秀的喷泉、水景。令人耳目一新, 给人以视听上的高度享受，得到了良好的社会反映和社会效益。在这个时期，一些喷泉设备专业加工厂和公司开始组建、发展，为喷泉的专业化发展提供了力量，打下了基础。喷泉水景逐步成为美化城市改善环境的重要手段[1]。
二十世纪九十年代以后，社会主义市场经济快速发展，全国城市建设速度加快，人们也追求高质量的文化生活和环境美。喷泉开始进入到人们的各个社会活动场所中，从此走出公园、园林的围墙和广场的中心。市场经济的推动让喷泉设计和制造行业进入了快速发展的新天地。一些喷泉专业的生产厂商和制造公司，在这段时间内应运而生，快速发展起来。专业研究人员把微机技术、信息技术，以及声、光、电、雾、火、激光、音乐、水幕电影等技术应用到喷泉之中，把喷泉行业的技术水平推上了一个新的层面，开拓了广阔的应用空间，喷泉行业得到了飞速发展。2001年中国建筑金属结构协会、给水排水设备分会成立了水景喷泉专业委员会，行业组织为城镇、园林的主管部门、设计院、所及专业生产厂商、公司提供服务，促进喷泉行业健康有序地发展。一些大学和中专的建筑、园林专业也开设了水景、喷泉课程，为喷泉行业的今后发展提供了知识储备。喷泉行业的发展进入到一个新的阶段[2-3]。
1.1.2喷泉的应用状况
随着人们生活水平的提高，精神生活的不断丰富，人们对喷泉的景观功能，环保功能，娱乐功能提出了新的要求。
在喷泉方案的制作上，短短的几年时间就从手工制图发展到photo shop图片再发
展到三维动画制作的光盘描绘的动态喷水方案，计算机技术极大地丰富和开拓了人们的思维空间。快速、直观、便于保存、易于修改的优点很快地就被建设方接受，成为喷泉设计方案招投标的必备内容。喷泉的专用产品，设备也在不断地更新换代，新材料、新技术的采用，环保型的产品更加安全、可靠，售后服务周到、及时，这些都为喷泉的良性发展提供了技术支撑，使得大多数的喷泉在美化环境之外，还发挥了良好的生态效应社会效益和广告效应等间接的经济效益[4]。
一些大型城市的城市主题喷泉造型雄伟，壮观，给人团结向上，气势磅礴的感觉，像西安大雁塔的音乐喷泉已经成为城市的地标，城市精神面貌提升到很高的等级。在广场和公园的大型喷泉，结合了多种技术，形成了许多令人留恋往返的喷泉，像激光音乐喷泉，火焰音乐喷泉，结合水幕电影的主题喷泉，既动感十足，又富有诗意，配合声、光、电、雾、火，给人们以变幻无穷，绚丽多姿的视听效果。在购物中心，商业广场的景观喷泉，松弛、舒适的环境氛围给人们愉悦的感受，也加湿了空气，降低温度。随着住宅小区的越来越高档，喷泉景观也逐步走入了小区人民的生活，伴随假山，景观湖，既有中、老年人们喜爱的幽静、典雅的风格，也有适于儿童嬉水，趣味十足的形式。商场内、酒楼里的喷泉小巧、别致，既调节了室内小气候，又增添了画意。依托大型建筑物和自然地形建成的人工瀑布及溢水造景给人们以清新和另有韵味的感受。喷泉在电视和大型歌舞上频频出现，水形烘托着演出的效果给人眼前一亮的感觉。精巧优美的微型喷泉走进了办公室和居室，给室内增添了动态的装饰。
喷泉是艺术和技术的结合物，建筑艺术、园林艺术、美术以至引伸到人文学、文学艺术、音乐艺术等都能蕴含到喷泉的设计、创作中。不少成功的作品都注意喷泉的设计风格与周边的环境、建筑物风格的协调一致，注意当地人文、文化心理，所以好的方案设计是至关重要的，它是成功的起点[5-7]。
1.1.3现代喷泉出现的问题
随着喷泉的广泛应用，喷泉的一些问题也逐渐暴漏出来，有些认识上的误区和不良倾向应该引起人们的重视。否则会对喷泉行业的持续发展会造成严重打击。
（1）方案设计上的很盲目，导致作品成为败笔，使作品难于长久保存。
（2）细部设计的不合理，直接影响作品效果。
（3）质次价高的伪劣产品直接影响着有关厂商和公司的信誉。
（4）节能、节水、环保问题应引起足够的重视。
喷泉的水造型是通过细部设计来实现的，机、泵、管、阀门、喷头的合理选配，直接影响着喷水效果。有些喷泉的设计，只注意了流量、工作压力等技术指标，忽视了流态效果这个重要因素，水造型效果差。
例如：超高水柱密实段长，破裂段和雾化段短，水柱直径和喷水高度比例合适，抗风能力强，喷水效果挺拔、雄伟。而目前的一些超高水柱，水柱密实段短，破裂段和雾化段长，水柱直径与喷水高度相比显得细小单薄，抗风能力差，水柱很容易被吹散飘移，这就是有关参数选配不合理所致。在整体水造型的组合效果上也存在类似的问题。细部设计不合理，是技术经济指标差的表现，需要在设计阶段给予解决[8]。
喷泉是耗能的景观工程，在保障设计效果的前提下，尽可能地节约水能源，这在方案设计阶段时就应该进行量体裁衣的设计。我国是一个缺水的国家，节水是我国的基本国策，喷泉要提倡循环用水，设计时应考虑减少喷水的雾化，飘移损失。循环用水系统应该有过滤净化装置，现在有许多旱喷泉，喷水很容易把地面上的泥土、脏物冲入地下水池，水质极易污染，搞好池水净化，延长池水使用周期，用过的池水可以浇灌周边的草坪、绿地，既节约了用水，又有环保的功能。这就达到了喷泉应该体现的价值。
1.2喷泉的种类
喷泉经过长时间的发展大体分成两类，一种是利用自然现场的地形结构，因地适宜的仿照自然水景建造，如：壁泉、涌泉、雾泉、管流、溪流、瀑布、水帘、跌水、水涛、漩涡等。另一种是完全利用高科技的喷泉设施进行布景，这类水景近年来在建筑领域广泛应用，发展速度很快，种类繁多，如音乐喷泉、跑泉、干池旱泉、水幕电影、移动浮圈、喷火水泉、激光喷泉等等[9-10]。
1.3喷泉中的一些新技术
漂浮式：整座水景喷泉的管道系统全部安装在浮箱上，所以喷泉设备的运行不受季节性水位高低的影响。漂浮式喷泉制作、安装工艺技术性强，但维护方便，易于保养。在大型自然湖泊或各种人工湖中广泛应用。
跑泉：多个喷头，按时序控制，构成各种形态瞬时变化的水型。可以形成跑动、跳动、波动等形状，又可以成固定造型的喷水形态，气势雄伟，变化多端。
水幕激光：采用特殊的入映机播放，使用的影片也是专门为水幕电影特制的影带。由于电影的屏幕是透明的水膜，因此在电影播放时会有一种特殊的光学效果，屏幕的视觉穿透性可使画面具有一种立体感，影片的内容可与水面巧妙的结合，更有一种身临其
境般的奇幻感觉[11-12]。
1.4设计的主要研究内容及安排
本设计根据生活当中出现的一些情况，以花样喷泉为研究对象，结合了大量资料及文献，研究花样喷泉的控制问题，设计出一套可行性较高的喷泉控制系统。
自动喷泉控制的实现方法很多，本设计题目为基于可编程逻辑控制器（PLC）的喷泉控制系统，用可编程逻辑控制器(PLC)，不仅能够进行多种水型切换，而且能将各种水型、灯光，按照预先设定的排列组合进行控制程序的设计，通过计算机运行控制程序发出控制信号，使水型、灯光实现多姿多彩的变化。通过上位机（PC）与PLC之间的通讯来监控喷泉的状态与效果，进而控制电动机，以达到顺利实现工业控制的要求及目的，同时还要达到低功耗、高性价比、运行安全可靠等基本要求。
2 系统总体方案设计
2.1 实现方法分析与可行性讨论
2.1.1单片机喷泉控制系统
单片机也称为单片微型计算机，是把微型计算机的各部件——中央处理器、存储器、输入输出接口电路、定时器/计数器等制作在一块集成电路芯片上，构成一个完整的微型计算机，如图2.1所示。
由于单片机在一块小芯片上就集成了一台计算机有具备的功能，所以其在工业控制中占据很重要的地位。它具有超小型化、结构紧凑、抗干扰能力强等优势。特别适用于实时工业测量控制、智能化仪器仪表和家用电器控制等应用系统[13]。
目前，市场上流行的单片机种类繁多，如MCS-51系列，8位单片机仍占有单片机市场60%以上的份额，促进了8位单片机朝着高性能和多功能化方向发展。其他单片机，如凌阳公司的SPCE061A 16位单片机，美国TEXAS INSTRUMENTS公司的MSP430系列单片机，ARM（Advanced RISC Machine）嵌入式单片机等都是各有优点，在不同的领域中有着很好的应用。
图2.1 单片机控制系统
单片机控制系统用于喷泉控制是完全可行的，它可以通过定时器/计数器对喷泉喷射的时间进行控制，并且也可以利用串行接口与上位机进行通讯。由于单片机的价格比较便宜，所以大批量生产时的性能价格比很高。但由于单片机需要附属很多的外围电路，对电路的设计水平要求很高，否则便很可能降低系统的稳定性[14]。而且，由于喷泉控制系统很少会有批量生产的情况，对于小规模制作时，PCB印刷电路板的制作成本是很高的。
综上所述，此次设计采用单片机控制系统不是最佳方案。
篇三：PLC控制的花式喷泉毕业设计
常州信息职业技术学院
学生毕业设计（论文）报告
系 别：电子与电气工程学院
专 业：楼宇智能化工程技术
班 号：
学 生 姓 名：
学 生 学 号：
设计（论文）题目：花式喷泉控制系统设计
指 导 教 师：保密
设 计 地 点：常州信息职业技术学院
起 迄 日 期：00000000
毕业设计（论文）任务书
专业 楼宇智能化工程技术班级 00000 姓名保密
一、课题名称： 花式喷泉控制系统设计
二、 主要技术指标（或基本要求）：
1. 喷头喷出水柱的高度为10m
2. 喷泉时间长度为3min
3. 射灯的照射高度为15m
4. 使用各类设备的额定电压为220v
5. 使用六个喷水头围成圆形间距为5m
三、主要工作内容：
1. PLC控制花式喷泉运行要求设计
2. 花式喷泉的位置及运行流程图设计
3. 花式喷泉的运行过程设计
4. 花式喷泉的控制原理设计
5. 花式喷泉PLC接线图设计
6. PLC输入输出口配置设计
四、主要参考文献：
[1] 陈洪清. 基于PLC的喷泉控制系统设计[J]. 黑龙江生态工程职业学院学报. 2011(02)
[2］王坚. 可编程控制器原理与应用[M]. 清华大学出版社. 2002年
[3] 张延灿. 喷泉工程发展及其设计问题(上)[J]. 给水排水. 1998(07)
[4] 陈忠华. 可编程控制器与工业自动化[M]. 机械工业出版社2005年
[5] 崔元明. 可编程器件应用导[J]. 清华大学出版社2000年
[6] 袁任光. 可编程控制器选用手册[J]. 机械工业出版社2002年
学生（签名） 年月日
指 导 教师（签名） 年月日
教研室主任（签名）年月日
系 主 任（签名） 年月日
毕业设计（论文）开题报告
花式喷泉控制系统设计
目 录
摘要
Abstract
第1章 前言 .............................................................................................................. 1
第2章 花式喷泉的发展现状及趋势 ...................................................................... 2
2.1 花式喷泉的基本介绍................................................................................... 2
2.2 花式喷泉发展的现状及趋势....................................................................... 2
2.3 花式喷泉的种类........................................................................................... 4
2.3.1 景区类喷泉 ........................................................................................................ 4
2.3.2 人文类喷泉 ........................................................................................................ 4
2.4 PLC控制特点 .............................................................................................. 4
2.5 喷头的分类.................................................................................................... 5
2.5.1半球蒲公英喷头 ............................................................................................... 5
2.5.2直流喷头 ............................................................................................................. 5
2.5.3中心直上喷头 .................................................................................................... 5
2.5.4 雾状喷头 ............................................................................................................ 5
2.5.5 花柱喷头 ............................................................................................................ 5
2.6 PLC与单片机控制花式喷泉的优略点对比 ............................................... 5
2.6.1 单片机对花式喷泉控制 .................................................................................. 5
2.6.2 PLC对花式喷泉控制 ...................................................................................... 5
第3章 花式喷泉设计方案 ...................................................................................... 7
3.1 花式喷泉的控制要求................................................................................... 7
3.2 花式喷泉的设计方案................................................................................... 7
3.3 花式喷泉的继电器控制方案....................................................................... 8
第4章 花式喷泉硬件设计 ...................................................................................... 9
4.1 PLC选型 ...................................................................................................... 9
4.2 I/O接口分布设计 .................................
4.3 PLC电气接线图 ........................................................................................ 10
第5章 花式喷泉软件设计 .................................................................................... 11
5.1 花式喷泉的PLC控制系统流程图 ........................................................... 11
5.2 花式喷泉软件设计..................................................................................... 12
第6章 喷泉的模拟运行调试 ................................................................................ 20
6.1 喷泉的启动控制......................................................................................... 20
6.2 喷泉的模拟循环......................................................................................... 21
第7章 结束语 ........................................................................................................ 25 答谢辞
参考文献