基于PLC的音乐喷泉控制系统设计

2015届电气工程及其自动化专业毕业设计（论文）

(4) 固定运行梯形图程序的调试

如图4.10为固定运行梯形图的调试。当X1触点得电，则辅助继电器M510接通，控制主水柱水泵直接启动运行，延时10s后，外圈水柱水泵启动运行，固定程序一直循环运行。

图4.10 固定运行梯形图程序的调试

4.4 系统的整体调试

首先按照控制系统总电路原理图连接好电路，使PLC处于STOP模式状态，下载设计好的PLC控制程序，与此同时根据预先给定的变频器参数设定变频器。开启交流线路总电源和音乐信号控制部分电源，使PLC处于RUN模式状态下，按下SB1按钮，启动音乐控制程序，变频器延时30s启动后，

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同时开启音源播放音乐，PLC模拟量输入模块采集音频信号进行A/D转换后，输入到变频器模拟量输入端口，控制变频器的输出频率，从而控制喷泉水柱的高度随音乐节奏变化，同时音乐喷泉灯光系统也开始按预先设定好的程序闪烁。当按下SB3按钮后，喷泉停止运行。

当按下SB2按钮后，延时10s后主水柱电机启动，运行10s后外圈水柱电机启动运行。喷泉按事先设定好的程序循环运行。当按下SB3按钮后，喷泉停止运行。

4.5 本章小节

本章主要是音乐喷泉控制系统的软件设计。首先绘制出程序流程图，根据绘制出的流程图分配I/O端口。然后根据流程图和I/O端口分配表开始利用GX Works编程软件编写梯形图程序，梯形图程序包括音乐控制的梯形图程序和固定运行梯形图程序两部分。并且对编写好的梯形图程序进行仿真调试。最后对音乐喷泉控制系统进行整体调试。

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第五章 总结与展望

5.1 总结

音乐喷泉的设计涵盖的专业非常广泛，包括音乐分析、喷水、电气、通讯和自动控制等技术。所以说音乐喷泉是人们将科技与精神集于一体的产物。

本文是关于音乐喷泉控制系统的设计，该控制系统采用可编程控制器（PLC）对整个系统进行控制，用变频器实现喷泉的变频控制。PLC是一种高可靠性的控制装置，影响PLC控制系统可靠性的主要因素是与PLC接口的输入信号元件和输出执行元件，在编程过程中主要是弄清楚输入输出元件的元件号以及它们在系统中的作用，变频器变频调速是一种非常高效的调速系统，变频调速应该注意变频器的参数设置等问题。

本论文属于设计开发型课题，结合所学知识，以可编程控制器为基础，对音乐喷泉基本流程做了详细的了解后，对喷泉控制系统进行设计。在设计过程中，基于老师指导、自我学习、向同学学习，通过学习使自身深入地了解电气控制系统各方面的知识，熟练掌握了PLC控制技术和变频调速技术等各方面的理论知识及应用。同时，通过实践，提高了自己的分析问题、解决问题及为人处事能力。

5.2 展望

本次设计为了节约成本，没有使用触摸屏。如果需要使用触摸屏控制，也可通过触摸屏与PLC、变频器之间的通信，实现对喷泉的控制，这样将会使控制界面更友好，控制更方便。

音乐喷泉控制系统的开发是多方面的，其中计算机智能控制将是主要之一，或者说，智能音乐喷泉将是未来产品的发展趋势。目前音乐喷泉系统在计算机智能控制方面仍然是欠缺的，多数的喷泉系统是程序控制类型的。该类系统需要通过人工离线的预编辑程序处理。这不仅工作量很大，

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而且程序员对音乐中许多内容的表现只能进行简化处理，并缺乏准确性。一些具有实时控制功能的音乐喷泉系统也是处于初级阶段。这当中主要是以音量这一要素进行实时控制，并存在许多问题。例如，音乐与喷泉和谐、同步的控制问题。对于某些曲子和某些乐器的旋律，该系统表现力平淡，给人以不畅快的感觉等。目前还没有看到综合音乐中音量、音色、节拍、及旋律而实现音乐表现力的智能控制系统。应该说这一研究是极具难度的。这里不仅是包含了音乐信号的处理，同时它还体现了艺术的再创造。由此看来，“智能音乐喷泉系统”的研究与开发是一项长期的工作。可以认为，智能化音乐喷泉系统的研究与开发具有较大的经济效益与社会效益。

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