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）

将电机的参数输入变频器，同时根据控制要求，将变频器相关参数也输入变频器[14]。FR-F740变频器的参数设置如表3.2所示：

表3.2 FR-F740变频器的参数设置

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参数 Pr.160 Pr.13 Pr.14 Pr.19 Pr.9 Pr.3 Pr.80 Pr.59 Pr.73 Pr.1 Pr.2 Pr.571 Pr.11 Pr.79 Pr.78 设定值 1 0 1 380 15 50 7.5 2 1 50 20 5 5 3 1 说明 显示用户参数组中登记的参数 设定频率为50HZ 设定为变转矩负载 设定电动机的额定电压为380V 设定电动机的额定电流为15A 设定电动机的额定频率为50HZ 设定电动机的额定功率为7.5kw 设定由端子控制变频器的运行 频率由模拟量输入设定 电机运行的上限频率 电机运行的下限频率 电机启动时间 电机制动时间 设置端子4与端子5接通时电机正转，断开停止 不允许反转 在基本操作板上设置好上述参数后，可以运行变频器。当端子4和端子5接通时，电机按设置的下限频率20HZ开始运行，达到20HZ的启动时间为5s；断开端子4和端子5，电机从20HZ到停止的时间为5s。

3.3 音乐喷泉控制系统总电路设计及工作原理分析

（1）控制系统总电路设计：该控制系统的核心设备为可编程控制器（PLC）、

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模拟量输入输出模块、FR-F740变频器，其控制系统总电路原理图如图3.4所示。

4FR-F7405M1外圈水柱电机KM5UVWL1L2L3KM54FR-F7405CH2A+F1N-4ADM2KM4KM4A-COMY4KM5KM2主水柱电机CH1UVWL1L2L3转换电路音频信号+12VCOMF1N-40MR PLC-12VKM3Y3KM4KM1Y2外圈灯光KM2KM3Y1KM2KM5KM1KM1KM4三相电源Y0SB3X2SB2X1SB1X0220V图3.4 控制系统总电路原理图

（2）工作原理分析：从电路原理图可知，控制分为两部分。一部分是固定程序运行；另一部分是音乐控制部分。

1）音乐控制部分。当需要使用音乐喷泉时，此时可按下SB1按钮，PLC的模拟量输入输出模块将采集播放音乐的音频强度，将其进行A/D转换，

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比较运算，然后将结果输出到变频器的模拟量输入端口的4、5端，控制变频器的输出频率，从而控制水泵的转速，达到控制喷泉水柱高度的目的。

2）固定程序部分。当喷泉不使用音乐进行控制时，可按下SB2按钮，PLC运行固定程序，喷泉按事先设计好的程序运行。此时变频器不启动。变频器只在音乐控制时启动。原理图中水泵变频运行和固定程序运行是不能同时进行的，否则会给变频器反送电，烧毁变频器，所以，在水泵变频运行的接触器KM4、KM5和水泵固定程序运行的接触器KM1、KM2之间，加接了电气互锁。

3）灯光控制部分。无论喷泉运行音乐喷泉控制还是固定程序控制，喷泉的灯光都按事先设定好的程序运行。

3.4 本章小结

本章主要是音乐喷泉控制系统的硬件设计。首先对主要器件进行选型（PLC选用FX1N?40MR型，变频器选用FR-F740型）。然后对PLC的特点、变频调速原理以及FR-F740型变频器的端子分配、变频器基本操作面板进行了介绍，对FR-F740型变频器参数进行设置。最后设计出音乐喷泉控制系统总电路图，并对电路原理进行简单的分析。

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