PLC控制的自動花樣音樂噴泉系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計論文

1、畢業(yè)設(shè)計(論文)題 目：PLC 控制的自動把戲音樂噴泉系統(tǒng) 學生姓名： 學 號： 班 級： 指導教師： 完成日期： 2011-10-8 摘 要自動噴泉采用了可編程控制器 PLC 和變頻器，用軟件實現(xiàn)對自動噴泉運行的控制，可靠性大大提高?？刂葡到y(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，外部線路簡化，可方便的增加或改變控制功能，也可以進行故障自動檢測與報警顯示，提高運行平安性，并便于檢修。用西門子 S7200 方法編程，可以使設(shè)計思路清晰，編程簡便。而變頻器調(diào)速以其優(yōu)異的調(diào)速性能和起制動性能、高效率、高功率因素和節(jié)電效果，可以控制噴泉水位的高度，廣泛的適用范圍及其它許多優(yōu)點而獲國內(nèi)外公認為最有開展前途的調(diào)速方式。因此，可編程控

2、制器 PLC 技術(shù)加變頻器調(diào)速技術(shù)已成為現(xiàn)代噴泉行業(yè)的一個熱點。隨著人們生活水平的提高和建立綠色城市的向往，音樂噴泉以其獨特的魅力和特殊的功能，愈來愈成為休閑娛樂產(chǎn)業(yè)中的一項重要產(chǎn)品,音樂噴泉的興建也越來越多。 根據(jù)目前音樂噴泉的開展現(xiàn)狀，完成了小型音樂噴泉系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計和控制系統(tǒng)設(shè)計。控制系統(tǒng)的原理是利用 8051 單片機匯編音樂程序或者通過 A/D 對音頻信號進行采樣和處理，分級控制單相電動機，最終到達控制噴頭流量的方法，也可以采用程序控制或人工按鍵控制電磁閥來控制花型。音頻信號還影響燈光色彩和燈光光線明暗的變化,從而使燈光色彩、燈光的閃爍和噴泉水姿隨音樂節(jié)奏而變化?，F(xiàn)代都市人久居鬧市，

3、 對紫陌紅塵中的千層蛛網(wǎng)萬般世態(tài)頗多迷惑， 在繁雜的事務中不知濃縮兜裹著多少奔波而且疲管的思緒。如果你確定自己正在16 歲到 55 歲這個年齡段， 那我猜你的生活中或多或少都該有些壓力。在心中任它們堆積和增長可絕對不是個明智的選擇， 于是， 便希冀一種閑情逸致， 向往一種寧靜生活。而寧靜的心境，遠非旅游所能滿足， 唯有音樂， 才能讓現(xiàn)代人放松自我， 感覺寧靜。當然，壓力的來源也有很多種，但是忙碌的人群還是在身邊感受比較好，因此音樂噴泉是現(xiàn)代很有必要的熱點。關(guān)鍵詞：可編程控制器;變頻器;控制;自動噴泉；音樂控制；8051 單片機；A/D 轉(zhuǎn)換；音樂噴泉；目 錄目目 錄錄 .4 41 1 引言引言

4、 .6 61.11.1 論文研究的背景論文研究的背景 .6 6論文設(shè)計的內(nèi)容.7論文設(shè)計的目的和意義.82 2 系統(tǒng)控制方案確實定系統(tǒng)控制方案確實定 .9 92.1 花式噴泉的概述 .92.2 采用 PLC 控制花式噴泉的優(yōu)點 .102.3 系統(tǒng)設(shè)計的根本步驟 .102.5 花式噴泉控制系統(tǒng)的原理圖 .123 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計系統(tǒng)硬件設(shè)計 .12123.1 可編程控制器(PLC)的選型 .123.1.1 PLC 概述.123.1.2 PLC 的選型.133.2 變頻器的選型 .153.3 水泵的選型 .16硬件接線圖.163.5 I/O 分配表 .17音樂原理.183.6.1 音樂控制模塊 .

5、192 中央控制模塊.204 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計系統(tǒng)軟件設(shè)計 .23234.1 PLC 梯形圖概述 .234.2 STEP 7-MICROWIN 32 軟件的使用 .244.3 S7200_SIMULATION仿真軟件的使用 .28系統(tǒng)工作過程分析.314.5 控制系統(tǒng)程序設(shè)計.31花式噴泉的第一種把戲 .314.5.2 花式噴泉的第二種把戲 .344.5.3 花式噴泉的第三種把戲 .36音樂軟件管理.39整體音樂模塊.394.6.2 音樂控制設(shè)計 .404.6.3 定時時間的產(chǎn)生及工作方式的選擇 .42總結(jié)總結(jié) .4545致謝致謝 .4646第 1 章 引言1.1 論文研究的背景 隨著城市化進

6、程的加速，花式噴泉可以在人們周圍隨處可見。比方廣場，大廈，小區(qū)等?；ㄊ絿娙侨嗽煨夂?，在炎熱的夏日可以起到增濕和降溫的作用；也為水體充氧，有利于水體增加自凈能力，起到防止水體黑臭的作用。 花式噴泉運行的靈活性是評價花式噴泉優(yōu)劣的關(guān)鍵，而這與花式噴泉的控制系統(tǒng)息息相關(guān)?；ㄊ絿娙梢愿鶕?jù)自己的設(shè)計，設(shè)計出各種各樣的把戲，加上燈光，能給人有種不錯的視覺享受。 1969 年美國數(shù)字設(shè)備公司( DEC)研制出世界上第一臺可編程控制器，并成功地應用在美國( GM)的生產(chǎn)線上。但當時只能進行邏輯運算，故稱為可編程邏輯控制期，簡稱 PLC (programmable logic controller)。 7

7、0 年代后期，隨著微電子技術(shù)和計算機的迅猛開展使 PLC從開關(guān)量的邏輯控制擴展到數(shù)字控制及生產(chǎn)過程控制域，真正成為一種電子計算機工業(yè)控制裝置，故稱為可編程控制器，簡稱 PC (programmable contruller) .但由于 PC 容易與個人計算機(programmable computer)相混淆，故人們?nèi)粤晳T地用 PLC作為可編程器的縮寫。1985 年國際電工委員會(IEC)對 PLC 的定義如下。 可編程控制器是一種進行數(shù)字運算的電子系統(tǒng)，是專為在工業(yè)環(huán)境下的應用而設(shè)計的工業(yè)控制器，它采用了可以編程的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指

8、令，并通過數(shù)字或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型機械的生產(chǎn)過程。 PLC 是繼電器邏輯控制系統(tǒng)開展而來，所以它在數(shù)學處理、順序控制方面具有一定優(yōu)勢。繼電器在控制系統(tǒng)中主要起兩種作用：(l)邏輯運算(2)弱電控制強電。PLC 是集自動控制技術(shù)，計算機技術(shù)和通訊技術(shù)于一體的一種新型工業(yè)控制裝置，已躍居工業(yè)自動化三大支柱(PLC、ROBOT、CAD/CAM)的首位?？删幊炭刂破鳎喎Q PLC。它在集成電路、計算機技術(shù)的根底上開展起來的一種新型工業(yè)控制設(shè)備。 具有:可靠性高、抗干擾能力強。 1設(shè)計、安裝容易，維護工作量少。 2功能強、通用性好。 3開發(fā)周期短，成功率高。 4體積小，重量輕、功耗低等特點

9、。 5具有功能強、可靠性高、配置靈活、使用方便以及體積小、重量輕等優(yōu)點，已經(jīng)廣泛應用于自動化控制的各個領(lǐng)域，并已成為實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化的支柱產(chǎn)品。與繼電接觸器系統(tǒng)相比系統(tǒng)更加可靠；價格上能與繼電接觸器控制系統(tǒng)競爭：易于在現(xiàn)場變更程序；便于使用、維護、維修；能直接推動電磁閥、接觸器與于之相當?shù)膱?zhí)行機構(gòu)：能向中央執(zhí)行機構(gòu)：能向中央數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)直接傳輸數(shù)據(jù)等。因此，進行花式噴泉的 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計，可以推動噴泉行業(yè)的開展，擴大 PLC 在自動控制領(lǐng)域的應用，具有一定的經(jīng)濟和理論研究的價值。再者起初的音樂噴泉控制系統(tǒng)就是利用音樂的主要音素(頻率、振幅、音色和節(jié)拍)控制噴水的花型組合變化、水柱上下

10、、遠近變化和燈光色彩組合，其原理是將聲音信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，?jīng)過放大及其它一些處理推動繼電器或電子開關(guān)，再去控制設(shè)在水路上的電磁閥的啟閉，從而到達控制噴頭水路的通斷。音樂噴泉是現(xiàn)代科技與藝術(shù)的綜合，利用噴泉來表現(xiàn)音樂的美感，令人賞心悅目。目前，有許多采用各式各樣的控制系統(tǒng)來實現(xiàn)的音樂噴泉， 取得了良好的效果。但縱觀這些音控產(chǎn)品，有的利用音樂的時域變化來控制噴泉，有的將音樂分成幾個頻段來控制噴泉的花型， 且多采用低頻、中頻和高頻三個頻段來控制。缺點是都沒有在頻域上很好地展現(xiàn)音樂，因此不能很好地表達音樂的內(nèi)涵。本工程針對這些問題，提出了一種新的方法來控制噴泉的變化，本設(shè)計將通過對音樂音頻信號的實時采

11、樣，再通過變頻器對潛水泵進行變頻調(diào)速，利用各式噴頭的噴射、搖擺、旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)噴泉水柱上下、搖擺幅度、旋轉(zhuǎn)速度來實時地展現(xiàn)音樂的頻譜。本設(shè)計將在以下幾個方面對花式噴泉的控制系統(tǒng)進行研究和論證。 (1)花式噴泉類型的選擇。綜合花式噴泉的類別和各類的特點和要求，在本課題中主要研究能有三種噴水把戲可供選擇：能夠控制每環(huán)噴水管噴水的高度：噴水時要有燈光顯示；可以根據(jù)不同的季節(jié)、不同的場合可改變噴水的把戲。將各種水型及燈光，按照預先設(shè)定的排列組合進行控制程序的設(shè)計，通過計算機運行程序發(fā)出控制信號，使水型及燈光有各種各樣的變化。 (2)花式噴泉硬件系統(tǒng)的設(shè)計。本課題設(shè)計的花式噴泉要求運行迅速準確度高，在花式噴

12、泉的各層檢測系統(tǒng)中用用存工業(yè)自動控制上大量運用的具有檢測精度高、壽命長、穩(wěn)定性能好的接近傳感器，運用感應器的開關(guān)量信號輸入給 PLC 來實現(xiàn)控制。由于本課題的具體需求在硬件系統(tǒng)的設(shè)計過程中主要考慮了花式噴泉的經(jīng)濟實用、穩(wěn)定、靈活、美觀的需要。 (3)花式噴泉控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計。在本設(shè)計中選用了目前運用最多的 PLC 編程語言梯形圖，梯形圖的編程能直觀明了的設(shè)計花式噴泉控制的要求，梯形圖的編寫運用 SWOPC-FXGP/WIN-C 編程軟件，此軟件支持全部的西門子 S7200 系列的 PLC 編程，并且具有強大的診斷功能，能更快的查找出故障的原因，從而大大縮短了維修時間。 隨著我國經(jīng)濟的高速開展

13、，微電子技術(shù)、計算機技術(shù)和自動控制技術(shù)也得到了迅速開展，交流變頻調(diào)速技術(shù)已進入個嶄新的時代，其應用越來越廣。而隨著我國城市化進程的加快和人口大量集聚，環(huán)境越來越重要，好的環(huán)境能使心身愉快，做事效率提高。其中噴泉可以濕潤周圍空氣，減少塵埃，降低氣溫。噴泉的細小水珠同空氣分子撞擊,能產(chǎn)生大量的負氧離子，有益于改善社區(qū)面貌和增進居民身心健康?？删幊绦蚩刂破?PLC)因為穩(wěn)定可靠、結(jié)構(gòu)簡單、本錢低廉、簡單易學、功能強大和使用方便已經(jīng)成為應用面最為廣泛的通用工業(yè)控制裝置，成為當代工業(yè)自動化的主要支柱之一?；ㄊ絿娙刂埔蠼尤朐O(shè)備使用簡便，對應于系統(tǒng)組態(tài)的編程簡單，具有人性化的人機界面，配備應用程序庫，加

14、快編程和調(diào)試速度。通過 PLC 對程序設(shè)計，提高了噴泉的控制水平，并改善了噴泉的樣式。第 2 章 系統(tǒng)控制方案確實定2.1 花式噴泉的概述噴泉是一種將水或其他液體經(jīng)過一定壓力通過噴頭噴灑出來具有特定形狀的組合體，提供水壓的一般為水泵?，F(xiàn)代城市中的噴泉形式已十分豐富。隨著構(gòu)筑物的大小及水壓等的變化，噴泉或高或低、或珠或霧，精彩紛呈，可分為以下 7 種。(1)普通噴泉：只有簡單的幾種固定水型及燈光，隨著電源的開閉而控制噴泉的運行、水型和燈光變化。(2)程控噴泉：將各種水型及燈光，按照預先設(shè)定的排列組合進行控制程序的設(shè)計，通過計算機運行程序發(fā)出控制信號，使水型及燈光有各種各樣的變化。 (3)音樂噴泉

15、：程序控制噴泉根底上參加了音樂控制系統(tǒng)，計算機通過對音頻及 MIDI 信號的識別，進行譯碼和編碼，最終將信號輸出到控制系統(tǒng)，使噴泉的造型及燈光的變化與音樂保持同步。(4)水幕激光噴泉：將激光器發(fā)出的激光束射在水幕噴頭噴出的水膜上，激光束由激光控制系統(tǒng)編程控制，可發(fā)出多種多樣的圖案及色彩，照射在晶瑩透明的水膜上，形成斑斕奪目的奇異效果。(5)水珍珠噴泉：利用特殊音波將水變成球體的噴水裝置和全頻高速閃光燈的視覺圖像效果的產(chǎn)品組成。(6)游戲噴泉：又稱感應泉，噴泉水柱根據(jù)游人的動作產(chǎn)生反響，而且這種反響具有不確定性，是一種互動式噴泉，增強了娛樂氣氛。(7)跳跳噴泉：又名光亮泉。是一種高科技水景藝術(shù)，

16、水形似根根晶瑩透徹地冰柱，一串串飛向空中，輕舞飛揚。2.2 采用 PLC 控制花式噴泉的優(yōu)點(1)控制方式上看:PLC 軟接線，只需改變控制程序就可輕易改變邏輯或增加功能。(2)工作方式上看:PLC 串行工作，不受制約。(3)控制速度上看：PLC 通過半導體來控制，速度很快，無觸點，顧而無抖動一說。(4)定時、記數(shù)看：PLC 時鐘脈沖由晶振產(chǎn)生，精度高，定時范圍寬：有記數(shù)功能。(5)可靠、維護看：PLC 無觸點，壽命長，且有自我診斷功能，對程序執(zhí)行的監(jiān)控功能，現(xiàn)場調(diào)試和維護方便。2.3 系統(tǒng)設(shè)計的根本步驟在花式噴泉控制系統(tǒng)的設(shè)計過程中主要考慮以下幾點。(1)深入了解和分析花式噴泉的工藝條件和控

17、制要求。(2)確定 I/O 設(shè)備。根據(jù)花式噴泉控制系統(tǒng)的功能要求，確定系統(tǒng)所需的輸入、輸出設(shè)備。常用的輸入設(shè)備有按鈕、選擇開關(guān)等，常用的輸出設(shè)備有指示燈等。(3)根據(jù) I/O 點數(shù)選擇適宜的 PLC 類型。(4)分配 I/O 點，分配 PLC 的輸入輸出點，編制出輸入輸出分配表或者輸入輸出端子的接線圖。(5)設(shè)計花式噴泉系統(tǒng)的梯形圖程序，根據(jù)工作要求設(shè)計出周密完整的梯形圖程序，這是整個花式噴泉系統(tǒng)設(shè)計的核心工作。(6)將程序輸入 PLC 進行軟件測試，查找錯誤，使系統(tǒng)程序更加完善。2.4 系統(tǒng)控制方案花式噴泉系統(tǒng)的控制要求如下。(1)1、2 均為外環(huán)形狀的噴水管，3 為內(nèi)環(huán)形狀的噴水管，4 為

18、星形噴水管。燈光系統(tǒng)由三條支路組成，分別為綠色燈支路在 l，2 之間 、黃色燈支路在 2，3 之間 、紅色燈支路在 3，4 之間 。(2)該噴泉共有三種把戲可供選擇。按下啟動按鈕，噴泉即開始工作，按下停止按鈕，那么停止噴水。噴泉的工作方式即噴水把戲由選擇開關(guān)來實現(xiàn)。(3)該花式噴泉有三種噴水把戲可供選擇。 第一種把戲，4、3、2、1 隔 2 秒依次噴水，一起噴水 1 5秒后停下，在按 1、2、3、4 的次序隔 2 秒依次噴水，再一起噴15 秒后停下，以此規(guī)律循環(huán)。 第二種把戲，l、3 同時噴水，延時 3 秒后 1、3 停噴，同時 2、4 噴水，交替運行 5 次后 1、2、3、4 一起噴水，30

19、 秒后停止，以此規(guī)律循環(huán)。 第三種把戲，1、2、3、4 按順序延時 2 秒噴水，然后一起噴 30 秒后 1、2、3、4 再分別延時 2 秒停噴，以此規(guī)律循環(huán)。(4)通過變頻器可以控制每環(huán)噴水管的高度。在第一種把戲中，1、3 管為慢速正轉(zhuǎn)噴水，2、4 管為中速正轉(zhuǎn)噴水。(5)燈光系統(tǒng)的控制：由 PLC 的 X5 輸入端為燈光系統(tǒng)控制的選擇按鈕，當需要燈光配合時，接通 X5 輸入端。此時可實現(xiàn)三路燈光的控制，即 3，4 任意一層噴水時，紅色燈亮；2 噴水時，黃色燈亮；所有的噴頭噴水時，綠色燈亮?；ㄊ絿娙厥疽鈭D如圖 2-1 所示。1234圖圖 2-12-1 花式噴泉池示意圖花式噴泉池示意圖2.5

20、花式噴泉控制系統(tǒng)的原理圖 在噴泉中，通過按鈕開關(guān)信號來控制 PLC:因為有 4 層噴水，因此用了 1 個變額器來控制 4 個水泵?；ㄊ絿娙刂葡到y(tǒng)的原理圖如圖 2-2 所示。按鈕開關(guān)信號PLC電源變頻器水泵圖圖 2-22-2 花式噴泉控制系統(tǒng)原理圖花式噴泉控制系統(tǒng)原理圖樂曲播放音樂噴泉所播放的樂曲可以從電腦播放器播放，通過功率放大器，將所選歌曲分為兩路輸出，一路輸出到音箱設(shè)備，另一路輸出到 A/D 轉(zhuǎn)換模塊對音頻信號進行采樣。當操作員在樂曲數(shù)據(jù)庫中確定了演示樂曲后，隨后啟動該驅(qū)動器，正確地播放選定的樂曲。水型與樂曲同步控制當樂曲開始播放，水型會同步演示。在上一首樂曲結(jié)束和下一首樂曲開始的間歇期

21、間，水型也會保持同步停止和繼續(xù)演示。此音樂噴泉控制系統(tǒng)能提供可調(diào)整的噴泉延時，使水型與樂曲到達同步的效果。水型的程序演示噴泉潛水泵電動機是受控制器內(nèi)部的程序控制，每一首樂曲可從控制器中相應的找到對應的固定程序數(shù)據(jù)，并可以將其對應輸出。彩色燈光的程序演示與水型的演示程序類似，彩色燈光也由控制器系統(tǒng)程序控制。通過利用噴泉水泵的控制程序，將燈光控制也采用其同樣的方法，隨噴泉的變化相應的水下彩色燈光也會變化、動作。水型的節(jié)奏隨動控制對于不同的音樂，其水型的跳躍和搖擺是與樂曲的節(jié)奏同步的，表演出音樂噴泉的激情和活力。這種水型的跳躍和搖擺變化也是由 A/D 對其音頻信號采集轉(zhuǎn)換后通過對應的程序所表現(xiàn)出的。

22、通過變頻器對潛水泵實現(xiàn)加速、減速等控制，以到達對不同音樂信號的不同欣賞感。第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計3.1 可編程控制器(PLC)的選型3.1.1 PLC 概述 可編程控制器，英文稱 Programmablc Controllcr，簡稱PLC，木課題中用 PLC 作為它的簡稱。PLC 是用于工業(yè)現(xiàn)場的電控制器。它源于繼電器控制技術(shù)，但基于電子計算機。它通過運行存儲在其內(nèi)存中的程序，把經(jīng)輸入電路的物理過程得到的輸入信息，變換為所要求的輸出信息，進而再通過輸出電路的物理過程去實現(xiàn)對負載的控制。 PLC 基于電子計算機，但并不等同于普通計算機。普通計算機進行入出信息變換時，大多只考慮信息本身，信息入出

23、的物理過程一般不考慮的。而 PLC 那么要考慮信息入出的可靠性、實時性，以及信息的實際使用。特別要考慮怎么適應于工業(yè)環(huán)境，如便于安裝，便于維修及抗干擾等問題，入出信息變換及可靠的物理實現(xiàn)，可以說是 PLC 實現(xiàn)控制的兩個根本要點。PLC可以通過它的外設(shè)或通信接口與外界交換信息。其功能要比繼電控制裝置多的多、強的多。 PLC 有豐富的指令系統(tǒng)，有各種各樣的 I/O 接口、通信接口，有大容量的內(nèi)存，有可靠的自身監(jiān)控系統(tǒng)，因而具有以下根本的功能。 邏輯處理功能； 1 數(shù)據(jù)運算功能； 2 準確定時功能： 3 高速計數(shù)功能； 4 中斷處理可以實現(xiàn)各種內(nèi)外中斷功能； 5 程序與數(shù)據(jù)存儲功能； 6 聯(lián)網(wǎng)通信

24、功能； 7 自檢測、白診斷功能； 8 可以說，凡普通小型計算機能實現(xiàn)的功能，PLC 幾乎也都可以做到。 像 PLC 這樣。有很豐富的功能，是別的電控器所沒有的，更是傳統(tǒng)的繼電控制電路所無法比較的。豐富的功能為 PLC 的廣泛應用提供了可能，同時，也為自動門行業(yè)的遠程化、信息化及智能化創(chuàng)造了條件。3.1.2 PLC 的選型 在 PLC 系統(tǒng)設(shè)計時，首先應確定控制方案，下一步工作就是 PLC 工程設(shè)計選型。工藝流程的特點和應用要求是設(shè)計選型的主要依據(jù)。因此，工程設(shè)計選型和估算時，應詳細分析。工藝過程的特點、控制要求，控制任務和范圍確定所需的操作和動作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點數(shù)、所需存儲器

25、容量、確定 PLC 的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價格比的 PLC 和設(shè)計相應的控制系統(tǒng)。 (1)輸入輸出(I/O)點數(shù)的估算。 I/O 點數(shù)估算時應考慮適當?shù)挠嗔浚ǔ８鶕?jù)統(tǒng)計的輸入輸出點數(shù)，再增加 1O%20%的可擴展。余量后，作為輸入輸出點數(shù)估算數(shù)據(jù)。 (2)存儲器容量的估算。 存儲器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲單元大小，程序容量是存儲器中用戶應用工程使用的存儲單元的大小，因此程序容量小于存儲器容量。設(shè)計階段，由于用戶應用程序還未編制，因此，程序容量在設(shè)計階段是未知的，需在程序調(diào)試之后才知道。為了設(shè)計選型時能對程序容量有一定估算，通常采用存儲器容量的估算來替代。

26、存儲器內(nèi)存容量的估算沒有固定的公式，許多文獻資料中給出了不司公式，大體上都是按數(shù)字量 I/O 點數(shù)的 1015 倍，加上模擬 I/O 點數(shù)的 100 倍，以此數(shù)為內(nèi)存的總字數(shù)16 位為一個字 ，另外再按此數(shù)的 25%考慮余量。因此本課題的 PLC 內(nèi)存容量選擇應能存儲 2000 條梯形圖，這樣才能在以后的改造過程中有足夠的空間。 (3)控制功能的選擇。 該選擇包括運算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇。 根據(jù)本課題所設(shè)計控制的需要，主要介紹以下幾種功能的選擇。 控制功能 1 PLC 主要用于順序邏輯控制，因此，大多數(shù)場合常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制

27、，有時也采用專用的智能輸入輸出單元完成所需的控制功能，提高 PLC 的處理速度和節(jié)省存儲器容量。 編程功能 2 離線編程方式：PLC 和編程器公用一個 CPU，編程器在編程模式時，CPU 只為編程器提供效勞，不對現(xiàn)場設(shè)備進行控制。完成編程后，編程器切換到運行模式，CPU 對現(xiàn)場設(shè)備進行控制，不能進行編程。離線編程方式可降低系統(tǒng)本錢，但使用和調(diào)試不方便。在線編程方式：CPU 和編程器有各自的 CPU，主機CPU 負責現(xiàn)場控制，并在一個掃描周期內(nèi)與編程器進行數(shù)據(jù)交換，編程器把在線編制的程序或數(shù)據(jù)發(fā)送到主機，下一掃描周期，主機就根據(jù)新收到的程序運行。這種方式本錢較高，但系統(tǒng)調(diào)試和操作方便，在大中型

28、PLC 中常采用。 五種標準化編程語言：順序功能圖(SFC)、梯形圖(LD)、功能模塊圖(FBD)三種圖形化語言和語句表(IL)、結(jié)構(gòu)文本(ST)兩種文本語言；選用的編程語言應遵守其標準(IEC6113123)，同時，還應支持多種語言編程形式，如 C，Basic 等，以滿足特殊控制場合的控制要求。 診斷功能 3 PLC 的診斷功能包括硬件和軟件的診斷。硬件診斷通過硬件的邏輯判斷確定硬件的故障位置，軟件診斷分內(nèi)診斷和外診斷。通過軟件對 PLC 內(nèi)部的性能和功能進行診斷是內(nèi)診斷，通過軟件對 PLC 的 CPU 與外部輸入輸出等部件信息交換功能進行診斷是外診斷。 PLC 的診斷功能的強弱，直接影響對

29、操作和維護人員技術(shù)能力的要求，并影響平均維修時間。 (4)機型的選擇。通過對輸入輸出點的選擇、對存儲容量的選擇、對 I/O 響應時間的選擇以及輸出負載的特點選型的分許。西門子 S7 系列 PLC 體積小、速度快、標準化，具有網(wǎng)絡(luò)通信能力、功能更強、可靠性更高等特點。該控制系統(tǒng)選用西門子 S7200 系列 PLC，它是超小型化的 PLC，它適用于各行個業(yè)，各種場合中的自動檢測、監(jiān)測及控制等。S7200 PLC 的強大功能使其無論單擊運行，或連成網(wǎng)絡(luò)都能實現(xiàn)復雜的控制功能。S7200 PLC 可提供 4 種不同根本型號的 8 種 CPU。 3.2 變頻器的選型我設(shè)計的是通過變頻器調(diào)速技術(shù)來控制每環(huán)

30、噴水管的高度。我選用的是 FR-S520 (S)E 系列變頻調(diào)速器。3.3 水泵的選型由于噴泉的水泵必須滿足大功率快速精確起停，而且其輸出功率必須能夠精確的進行控制。我選用品牌為 DESHB(德士比)的 QYPI00-4.5-2.2 噴泉泵。具有以下優(yōu)點：結(jié)構(gòu)緊湊：無需引水、使用簡便：雙端密封、電器保護；設(shè)計合理、性能優(yōu)良：經(jīng)久耐用、平安可靠。并且水泵出口采用圓法蘭結(jié)構(gòu)，電機為F 級絕緣，適用于音樂噴泉等場合對電機頻繁啟動的要求，葉輪具有防松裝置，不怕反轉(zhuǎn)。其實物圖見其 3-1 所示。圖圖 3-13-1 QYPQYP 噴泉泵的實物圖噴泉泵的實物圖PLC 的輸入與輸出最好分開走線，開關(guān)量與模擬量

31、也要分開敷設(shè)。模擬量信號的傳送應采用屏蔽線，屏蔽層應一端或兩端接地。電源局部包括 PLC 工作電源 AC220V，其他輸入/輸出電源電壓均為 DC24V。 PLC 的外部硬件連接圖見附錄 A。在整個 PLC 外部硬件連接圖中，包括數(shù)字量、模擬量的輸入接線和數(shù)字量輸出接線三個局部：1、數(shù)字量輸入數(shù)字量輸入點有兩個分別為 I0.0 和 I0.1，其中 I0.0 為啟動按鈕，當按下 I0.0 時，PLC 進入程序運行狀態(tài)，并對程序進行循環(huán)掃描；I0.1 為停止按鈕，當按下 I0.1 時，系統(tǒng)會停止所有程序的掃描，并能控制到此時無輸出，而且同時將所有置位信號復位。另外，當外部水泵電源線路中過載熱繼電器

32、保護裝置 FR 出現(xiàn)動作時，也同樣可以將 PLC 系統(tǒng)所有工作立即停止。2、模擬量輸入模擬量輸入通過 PLC 的擴展插口直接利用數(shù)據(jù)線連接，不需要另外占用端子排上的端口。因為音頻信號的直接來源于CD、VCD、DVD 等設(shè)備，而不是通過功放將音頻信號功率大后再輸入轉(zhuǎn)換模塊的，所以，當音頻信號以電流 020mA 的形式時，可直接接入模擬量轉(zhuǎn)換模塊 EM231，通過編制程序可直接從模擬量轉(zhuǎn)換 EM231 中的變量存放器中讀取數(shù)據(jù)。3、數(shù)字量輸出數(shù)字量輸出包括：變頻器和潛水燈兩局部。由于采用的是西門子 S7-200 系列 CPU226 型的 PLC，根據(jù)輸出點數(shù)可知，需加數(shù)字量擴展模塊 EM222。圖

33、中所示輸出 Q0.0Q1.7 分別分成 8個一組接至相應的 4 組變頻器控制端子，其中 STF 為啟動變頻器正轉(zhuǎn)端，高速 RH 端、中速 RM 端以及低速 RL 端為組合調(diào)速端，通過三個端子可組合成為 7 速調(diào)節(jié)，從而使得潛水泵的速度變化也會相應的跟著有所改變。另外，數(shù)字量輸出擴展模塊 EM222 的 Q2.0Q2.7 所接為固態(tài)繼電器，通過控制固態(tài)繼電器的通斷，將改變 7 組燈光的變化組合，其中 Q2.7 輸出控制主電路電源通斷。系統(tǒng)的硬件連接圖即 PLC 和系統(tǒng)中各個硬件的連線。具體的如圖 3-2，3-3 所示。QSQSQSL2L3L1上保護開關(guān)下保護開關(guān)KM停止按鈕啟動按鈕選擇開關(guān)1的位

34、置選擇開關(guān)2的位置選擇開關(guān)3的位置燈控按鈕DC12V電源指示控制1管噴水控制2管噴水控制3管噴水控制4管噴水紅色燈黃色燈綠色燈L1L2L3UVWRMRLSTFSDN L3 L2 L1COMCOM+DC24VCOM0Y0COM1Y1Y2Y3Y4COM2Y5Y6Y7COM3Y10Y11Y12COM4X0X1X2X3X4X5220V變頻器PLCFX2N-32MRM圖圖 3-23-2 硬件接線圖硬件接線圖 MFR1KM1KM2QS2MFR2KM3KM4QS3MFR3KM5KM6QS4MFR4KM7KM8QS5QS1L2 L3PH UVWL1變頻器QSL1L2L3圖圖 3-33-3 變頻器和水泵的接線圖

35、變頻器和水泵的接線圖3.5 I/O 分配表及估算序號輸出說明1Y0電源指示2Y1控制 1 管噴水3Y2控制 2 管噴水4Y3控制 3 管噴水5Y4控制 4 管噴水6Y5紅色燈7Y6黃色燈8Y7綠色燈9Y8中速10Y9慢速11Y10正轉(zhuǎn)表表 3-43-4 I/OI/O 分配點輸出說明分配點輸出說明序號輸入說明1X0停止按鈕2X1啟動按鈕3X2選擇開關(guān) 1 的位置4X3選擇開關(guān) 2 的位置5X4選擇開關(guān) 3 的位置6X5燈控按鈕表表 3-53-5 I/OI/O 分配點輸入說明分配點輸入說明控制系統(tǒng) I/O 口的估算本設(shè)計是音樂噴泉 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計,根據(jù) PLC 的 I/O 節(jié)點使用原那么,

36、應留出一定的 I/O 點以做擴展時使用。在對系統(tǒng)的控制要求進行分析后，可以大概確定系統(tǒng)的輸入輸出點數(shù)。系統(tǒng)數(shù)字量輸入所需點數(shù)估算本系統(tǒng)是根據(jù)音樂的旋律、音頻信號的大小來控制噴泉水柱上下的，所以其數(shù)字量輸入只需要滿足系統(tǒng)啟動、停止兩個功能。工程名稱輸入點數(shù)備 注總點數(shù)啟動按鈕1噴泉控制系統(tǒng)啟動停止按鈕1噴泉控制系統(tǒng)停止輸入點數(shù)：2表表 3-6.13-6.1 系統(tǒng)數(shù)字量輸入所需各元器件功能及所占系統(tǒng)數(shù)字量輸入所需各元器件功能及所占 PLCPLC 點點數(shù)數(shù)模擬量輸入所需點數(shù)估算為了將音頻信號轉(zhuǎn)化成 PLC 能識別的數(shù)字量信號，這里需采用一個模擬量/數(shù)字量轉(zhuǎn)換模塊，所以模擬量輸入點為 1 個。如表 3

37、.2 所示工程名稱模擬量輸入點數(shù)備 注總點數(shù)音頻信號變送模塊1音頻信號大小輸入點數(shù)：1表表 3-6.23-6.2 系統(tǒng)模擬量輸入所需各元器件功能及所占系統(tǒng)模擬量輸入所需各元器件功能及所占 PLCPLC 點點數(shù)數(shù)系統(tǒng)數(shù)字量輸出所需點數(shù)估算系統(tǒng)數(shù)字量輸出分為控制變頻器開關(guān)量、控制燈光開關(guān)量兩個局部，其中變頻器有啟動和調(diào)速兩種控制量。工程名稱輸入點數(shù)備 注總點數(shù)啟動變頻器開關(guān)量5控制變頻器運行變頻器速度開關(guān)量12選擇變頻器頻率水下等光控制輸出7水下燈光的控制輸出總點數(shù)：24表表 3 3 系統(tǒng)數(shù)字量輸出所需各元器件功能及所占系統(tǒng)數(shù)字量輸出所需各元器件功能及所占 PLCPLC 點數(shù)點數(shù)3.7 音樂原理音

38、樂噴泉控制系統(tǒng)以 AT89S52 單片機為核心，通過 I/O 口實現(xiàn)直流電機的轉(zhuǎn)動，彩燈的閃爍以及液晶屏的顯示和音樂的播放，其系統(tǒng)原理框圖如圖 3-1 所示：圖圖 3-73-7 音樂噴泉控制框圖音樂噴泉控制框圖主要用到的器件有：AT89S52 單片機、LCD1602 液晶顯示屏、直流電機、L298N 芯片、蜂鳴器、調(diào)微器、9012 三極管、12M晶振、二極管、各類阻值的電阻和電容等。3.7.1 音樂控制模塊音樂聽起來有的高，有的低，這就叫高音。高音是有發(fā)音物體振動頻率的上下決定的，頻率高的就高，頻率低的就低。51 單片機彩燈L298N 芯片直流電機電源LCD1602蜂鳴器不同高音的音樂是用 C

39、、D、E、F、A、G 來表示的，這 7 個字母就是音樂的音名，他們一般一次唱成DO、RE、MI、FA、SO、LA、SI,即唱成簡譜的1、2、3、4、5、6、7，相當于漢字“多來米發(fā)梭拉稀的讀音，這個就是唱曲時音樂的發(fā)音，所以叫唱名。把C、D、E、F、G、A、B 這一組音的距離分成 12 等分，每一個等分的距離分成 12 等分，每一個等份叫做一個“半音。兩個音之間的距離有兩個“半音的，就叫做“全音。音持續(xù)時間的長短即時值，一般用拍數(shù)表示。休止符表示暫停發(fā)音。一首音樂是由許多不同的音符組成的，而每個音符對應著不同的頻率，這樣就可以利用不同頻率的組合，加以與拍數(shù)對應的延時，構(gòu)成音樂。了解音樂的一些根

40、本知識后可知道，產(chǎn)生不同頻率的音頻脈沖即能產(chǎn)生音樂。對于單片機而言，產(chǎn)生不同頻率的脈沖非常方便，可以利用它的定時/計數(shù)器來產(chǎn)生這樣的方波頻率信號。因此，需要弄清楚音樂中的音符和對應的頻率，以及單片機定時計數(shù)的關(guān)系。簡易的音樂發(fā)生器看可以由單片機、三極管以及蜂鳴器構(gòu)成，三極管起到驅(qū)動的作用,電路原理圖如圖 3-2 所示:51 單片機電阻三極管蜂鳴器圖圖 簡易的音樂發(fā)生器簡易的音樂發(fā)生器3.72 中央控制模塊中央監(jiān)控局部的核心是單片機AT89S52系統(tǒng)，該系統(tǒng)也是音樂噴泉控制器的核心。AT89S52 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器FPEROMFlash Programmable a

41、nd Erasable Read Only Memory的低電壓，高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱單片機。該器件與工業(yè)標準的 MCS-51 指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL 的 AT89S52 是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性好且廉價的方案。AT89S52 具有以下標準功能：8k 字節(jié) Flash,256 字節(jié) RAM，32 位 I/O 口線，看門狗定時器，2 個數(shù)據(jù)指針，3 個 16 位定時器/計數(shù)器，1 個6 向量 2 級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。另外 AT98S52 可降至 0Hz

42、 靜態(tài)邏輯操作，支持兩種軟件可選擇節(jié)電模式。在空閑模式下，CPU 停止工作，允許 RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下，RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機一切工作被停止，直到下一個中斷或者硬件復位為止。主要特性： 與 MCS-51 兼容； 4K 字節(jié)可編程閃爍存儲器； 壽命：1000 寫/擦循環(huán)； 數(shù)據(jù)保存時間：10 年； 全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz； 三級程序存儲器鎖定； 128*8 位內(nèi)部 RAM； 32 可編程 I/O 線； 兩個 16 位定時器/計數(shù)器； 5 個中斷源； 可編程串行通道； 低功耗的閑置和掉電模式；AT89S52 片內(nèi)振蕩器和時鐘電路。表表

43、3-7.23-7.2 單片機單片機AT89S52AT89S52說明說明管腳說明：VCC：供電電壓。GND：接地。P0 口：P0 口為一個 8 位漏極開路雙向 I/O 口，每腳可吸收8TTL 門電流。當 P1 口的管腳第一次寫 1 時，被定義為高阻輸入。P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在 FIASH 編程時，P0 口作為原碼輸入口，當FIASH 進行校驗時，P0 輸出原碼，此時 P0 外部必須被拉高。P1 口：P1 口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸

44、入，P1 口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FLASH 編程和校驗時，P1 口作為第八位地址接收。P2 口：P2 口為一個內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，P2口緩沖器可接收，輸出 4 個 TTL 門電流，當 P2 口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2 口當用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2 口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2 口輸出其特殊功能存放器的內(nèi)容。P2

45、 口在 FLASH 編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。P3 口：P3 口管腳是 8 個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個 TTL 門電流。當 P3 口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3 口將輸出電流ILL這是由于上拉的緣故。P3 口也可作為 AT89S52 的一些特殊功能口，如下所示：P3.0 RXD串行輸入口P3.1 TXD串行輸出口P3.2 /INT0外部中斷 0P3.3 /INT1外部中斷 1P3.4 T0記時器 0 外部輸入P3.5 T1記時器 1 外部輸入P3.6 /WR外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通P3.7 /RD

46、外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通P3 口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。RST：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持 RST 腳兩個機器周期的高電平時間。圖圖 3-7.33-7.3 復位電路復位電路ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖。如想禁止 ALE 的輸出可在SFR8EH 地址上置 0。此時， ALE 只有在

47、執(zhí)行 MOVX，MOVC 指令是 ALE 才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取址期間，每個機器周期兩次/PSEN 有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN 信號將不出現(xiàn)。EA/VPP：當/EA 保持低電平時，那么在此期間外部程序存儲器0000H-FFFFH ，不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式 1 時，/EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當/EA 端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加12V 編程電源VPP：XTAL1：反向振蕩放大器

48、的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。圖圖 3-7.43-7.4 晶振電路晶振電路振蕩器特性：XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件，XTAL2 應不接。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的上下電平要求的寬度。芯片擦除：整個 PEROM 陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持 ALE 管腳處于低電平 10ms 來完成。在芯片擦操做中，代碼陣列全被寫“1且在任何非空存儲字節(jié)被重復編程以

49、前，該操作必須被執(zhí)行。此外，AT89S52 設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下，CPU 停止工作。但 RAM，定時器，計數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存 RAM 的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復位為止。第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計4.1 PLC 梯形圖概述 梯形圖是使用得最多的圖形編程語言，被稱為 PLC 的第一編程語言。梯形圖與電器控制系統(tǒng)的電路圖很相似，具有直觀易懂的優(yōu)點，很容易被工廠電氣人員掌握，特別適用于開關(guān)量邏輯控制。梯形圖常被稱為電路或程序，梯形圖的設(shè)計稱為編程。 PLC 梯形圖中的某些編

50、程元件沿用了繼電器這一名稱，如輸入繼電器、輸出繼電器、內(nèi)部輔助繼電器等，但是它們不是真實的物理繼電器，而是一些存儲單元軟繼電器 ，每一軟繼電器與 PLC 存儲器中映像存放器的一個存儲單元相對應。該存儲單元如果為“1”狀態(tài)，那么表示梯形圖中對應軟繼電器的線圈“通電，其常開觸點接通，常閉觸點短開，稱這種狀態(tài)是該軟繼電器的“l(fā)或“ON狀態(tài)。如果該存儲單元為“O狀態(tài)，對應軟繼電器的線圈和觸點的狀態(tài)與上述的相反，稱該軟繼電器為“O或“OFF狀態(tài)。使用中也常將這些“軟繼電器稱為編程元件。 梯形圖兩側(cè)的垂直公共線稱為母線(Bus bar)， 。在分析梯形圖的邏輯關(guān)系時，為了借用繼電器電路圖的分析方法，可以想

51、象左右兩側(cè)母線左母線和右母線之間有一個左是正而右是負的直流電源電壓，母線之問有“能流從左向右流動。右母線可以不畫出。 根據(jù)梯形圖中各觸點的狀態(tài)和邏輯關(guān)系，求出與圖中各線圈對應的編程元件的狀態(tài)，稱為梯形圖的邏輯解算。梯形圖中邏輯解算是按從左至右、從上到下的順序進行的。解算的結(jié)果，馬上可以被后面的邏輯解算所利用。邏輯解算是根據(jù)輸入映像存放器中的值，而不是根據(jù)解算瞬時外部輸入觸點的狀態(tài)來進行的。4.2 STEP 7-MicroWIN 32 軟件的使用(1)雙擊“STEP 7-MicroWIN 32”進入其界面。(2)PLC 梯形圖快速繪制入門。畫觸點：點開左邊工具欄的“Bit Logic，雙擊觸點圖

52、 1標，如圖 4-1 所示。 圖圖 4-14-1 畫觸點示意圖畫觸點示意圖畫線圈：在“Bit Logic欄中，雙擊線圈圖標，如圖 24-2 所示。 圖圖 4-24-2 畫線圈示意圖畫線圈示意圖改標號：點擊觸點、線圈上的“?.?分別改成“I” 3、 “Q” 。最簡單的 PLC 梯形圖就畫好了，如圖 4-3 所示。圖圖 4-34-3 改標號示意圖改標號示意圖保存 PLC 梯形圖文件：依次選擇工具欄“FileSave 4在彈出的保存對話框中選擇保存的路徑及輸入要保存成的文件名，如“abc，圖 4-4 所示，再點保存。圖圖 4-44-4 保存保存 PLCPLC 梯形圖文件示意圖梯形圖文件示意圖導出畫好

53、的 PLC 梯形圖：依次選擇工具欄 5“FileExport在彈出的導出對話框中選擇保存的路徑及輸入要保存成的文件名，如“123” ，圖 4-5 所示，再點保存。圖圖 4-54-5 導出畫好的導出畫好的 PLCPLC 梯形圖示意圖梯形圖示意圖(3)其他：觸點、線圈也可以從上面的工具欄里選擇。 1計數(shù)器在“Counters里。 2定時器在“Timers里。 3在“ViewSTL為 PLC 的指令表格式。 4在“ViewLadder為 PLC 的梯形圖格式。 54.3 S7200_Simulation 仿真軟件的使用(1)雙擊 S7200_Simulation 文件夾下的“，進入其界面，在其界面中

54、央點一下鼠標，那么彈出如圖 4-6 對話框，輸入密碼“6596” ，點擊“ok，那么進入圖 4-7 示界面。圖圖 4-64-6 仿真軟件進入示意圖仿真軟件進入示意圖圖圖 4-74-7 S7-200S7-200 仿真軟件界面示意圖仿真軟件界面示意圖(2)導入文件，依次選擇工具欄“ProgramaCargar Programa，在彈出的對話框中按如圖 4-8 進行設(shè)置。再點擊“Aceptar，在彈出的對話框選擇剛剛在“STEP 7-MicroWIN 32”下導出的文件123.awl ，如圖 4-9，點擊“翻開。圖圖 4-84-8 導入文件示意圖導入文件示意圖 圖圖 4-94-9 文件查找示意圖文件

55、查找示意圖(3)仿真運行：依次點擊“PLCRUN，在彈出確實認對話框點擊“是，此時即進入仿真狀態(tài)，如圖 4-10 所示。圖圖 4-104-10 仿真運行示意圖仿真運行示意圖分析 (1)按下啟動按鈕和燈控按鈕，開始運行。 (2)按下位置開關(guān) 2，那么是第一種把戲噴泉。 (3)按下位置開關(guān) 3，那么是第二種把戲噴泉。 (4)按下位置開關(guān) 4，那么是第三種把戲噴泉。 (5)無論哪種把戲噴泉，只要當?shù)谌蛘叩谒娜我庖粚訃娝臅r候，黃燈亮：當?shù)诙訃娝臅r候，紅燈亮：當所有噴水時，綠燈亮。(6)按下停止按鈕，那么運行結(jié)束。4.5 控制系統(tǒng)程序設(shè)計花式噴泉的第一種把戲中選擇開關(guān) 2 的位置時，噴泉運行第一

56、種把戲：4、3、2、l 隔 2 秒依次噴水，一起噴水 l 5 秒后停下，再按l、2、3、4 的次序隔 2 秒依次噴水，再一起噴 l5 秒后停下，以此規(guī)律循環(huán)。l、3 管以慢速正轉(zhuǎn)噴水，2、4 管以中速正轉(zhuǎn)噴水。當?shù)谌蛘叩谒娜我庖粚訃娝臅r候，黃燈亮：當?shù)诙訃娝臅r候，紅燈亮：當所有噴水時，綠燈亮。圖圖 4-114-11 第一種把戲的梯形圖第一種把戲的梯形圖注釋：I0.2 為選擇開關(guān) 2; I0.0 為停止開關(guān)； Q0.0,Q0.7 為四號噴水管; Q0.1,Q0.6 為三號噴水管； Q0.2，Q0.5 為二號噴水管； Q0.3，Q0.4 為一號噴水管； T37 到 T44 為 100ms

57、的的定時器； M3.4 為顯示的黃燈， M0.2 為顯示的紅燈， M0.0為顯示的綠燈。 花式噴泉的第二種把戲中選擇開關(guān) 3 的位置時，噴泉第二種把戲：l、3 同時噴水，延時 3 秒后 l、3 停噴，同時 2、4 噴水，交替運行 5 次后l、2、3、4 一起噴水，30 秒后停止，以此規(guī)律循環(huán)。1、3 管以慢速正轉(zhuǎn)噴水2、4 管以中速正轉(zhuǎn)噴水。當?shù)谌蛘叩谒娜我庖粚訃娝臅r候，黃燈亮：當?shù)诙訃娝臅r候，紅燈亮：當所有噴水時，綠燈亮。見圖 4-12 所示。圖圖 4-124-12 第二種把戲的梯形圖第二種把戲的梯形圖注釋：I0.3 為選擇開關(guān) 3; I0.0 為停止開關(guān)； Q0.0,Q0.4 為一

58、號噴水管; Q0.2,Q0.6 為三號噴水管； Q0.1，Q0.5 為二號噴水管； Q0.3，Q0.7 為四號噴水管； T37 到 T39 為 100ms 的的定時器；C1 為計數(shù)器； M3.4 為顯示的黃燈， M0.2 為顯示的紅燈， M0.0 為顯示的綠燈。 花式噴泉的第三種把戲中選擇開關(guān) 4 的位置時，第三種把戲：I、2、3、4 按順序延時 2 秒噴水，然后一起噴 30 秒后 l、2、3、4 再分別延時 2秒停噴，以此規(guī)律循環(huán)。1、3 管以慢速正轉(zhuǎn)噴水2、4 管以中速正轉(zhuǎn)噴水，第三或者第四任意一層噴水的時候，黃燈亮；當?shù)诙訃娝臅r候，紅燈亮；當所有噴水時，綠燈亮。見圖 4-13 所示。

59、圖圖 4-134-13 第三種把戲的梯形圖第三種把戲的梯形圖注釋：I0.4 為選擇開關(guān) 4; I0.0 為停止開關(guān)； Q0.3 為四號噴水管; Q0.2 為三號噴水管； Q0.15 為二號噴水管； Q0.0 為一號噴水管； Q0.4 到 Q0.7 為輔助線圈； T37 到 T44 為100ms 的的定時器； M3.4 為顯示的黃燈， M0.2 為顯示的紅燈， M0.0 為顯示的綠燈。音樂軟件管理整體音樂模塊為了使控制系統(tǒng)各種硬件設(shè)備能夠正常運行，有效地實現(xiàn)實時控制和管理，除了要設(shè)計合理的硬件電路，還要有高質(zhì)量的軟件支持。充分的考慮到軟件和硬件的結(jié)合，使系統(tǒng)到達更好的效果。系統(tǒng)軟件設(shè)計采用單片機

60、應用軟件。單片機軟件采用 C 語言編寫。單片機主要實現(xiàn)了過程控制、信號處理、數(shù)據(jù)讀取等功能；在系統(tǒng)的軟件設(shè)計中采用了模塊化設(shè)計，將系統(tǒng)的各局部功能編寫成子模塊的形式，這樣增強了系統(tǒng)軟件的可讀性和可移植性。主程序流程圖如圖 4-1 所示： 初始化判斷休止符關(guān)閉 TR0，返回YN取出音符大小取出節(jié)拍大小LED 閃爍圖圖 4-6.14-6.1 主程序流程圖主程序流程圖4. 音樂控制設(shè)計 音調(diào)是由不同的頻率產(chǎn)生的，而每一個音調(diào)都是由一個音符和一個節(jié)拍組成，音符決定該音調(diào)的上下，節(jié)拍那么決定了該音調(diào)是多少拍。因此，一個音調(diào)是由兩個字節(jié)組成的。根據(jù)音符字節(jié) 產(chǎn)生該大小次數(shù)的延時，聲音輸出口取反，就可以得L