基于PLC的音乐喷泉控制系统的设计 毕业设计

毕业设计（论文）任务书

专业班级电科12-2班学生姓名李想

一、题目基于plc的音乐喷泉控制系统的设计

二、起止日期年月日至年月日

三、主要任务与要求

指导教师职称

学院领导签字（盖章）

年月日

毕业设计（论文）评阅人评语

题目

评阅人职称

工作单位

年月日

毕业设计（论文）评定书

题目

指导教师职称

年月日

河南理工大学

毕业设计（论文）答辩许可证

答辩前向毕业设计答辩委员会（小组）提交了如下资料：

1、设计（论文）说明共页

2、图纸共张

3、指导教师意见共页

4、评阅人意见共页

经审查，专业班同学所提交的毕业设计（论文），符合学校本科生毕业设计（论文）的相关规定，达到毕业设计（论文）任务书的要求，根据学校教学管理的有关规定，同意参加毕业设计（论文）答辩。

指导教师签字（盖章）

年月日

根据审查，准予参加答辩。

答辩委员会主席（组长）签字（盖章）

年月日

河南理工大学

毕业设计（论文）答辩委员会（小组）决议

学院专业班

同学的毕业设计（论文）于年月日进行了答辩。

根据学生所提供的毕业设计（论文）材料、指导教师和评阅人意见以及在答辩过程中学生回答问题的情况，毕业设计（论文）答辩委员会（小组）做出如下决议。

一、毕业设计（论文）的总评语

二、毕业设计（论文）的总评成绩：

三、答辩组组长签名：

答辩组成员签名：

答辩委员会主席：签字（盖章）

年月日

基于plc的音乐喷泉控制系统的设计

摘要

本文设计的核心为三菱FX2N系列PLC，使用这种PLC能够容易的完成对喷泉系统的控制，并且能够准确的完成控制动作，达到设计的目的。本文首先根据设计的需要完成喷泉控制的流程设计，然后完成输入和输出的分配，根据这个分配选择合适的PLC完成编程控制，程序编辑完成后对程序进行检查，检查没有问题后开始使用仿真软件进行仿真，证明程序的正确性，确定本次设计的喷泉控制系统能够完成对喷泉的控制。

关键词：喷泉;PLC;变频器;PLC仿真;

Abstract

In this paper, the core of design for the Mitsubishi FX2N series PLC, using the PLC can easily complete the fountain system control, and be able to complete the control action accurate, to achieve the purpose of design. This paper according to the need of the design of the complete fountain control process design, and then complete the distribution of the input and output, according to the distribution of choosing the appropriate PLC programming control, program editing the program after the completion of inspection, check no problem after start using simulation software simulation, prove the correctness of the program, the fountain of the design of the control system can complete control of the fountain.

Key words: fountain PLC Frequency converter PLC simulation

1引言 (1)

1.1控制背景和意义 (2)

1.2发展现状 (2)

1.3 喷泉介绍 (3)

2 音乐喷泉控制介绍 (4)

2.1音乐喷泉的原理 (4)

2.2 音乐喷泉控制要求 (4)

2.3 PLC控制设计 (4)

2.4设计的主要特点 (5)

3 硬件介绍 (7)

3.1 PLC选型 (7)

3.2 信号源 (9)

3.3 水泵的选择 (11)

3.4喷泉灯和按钮的选择 (12)

3.5变频器的选择 (13)

4 软件设计 (16)

4.1 流程设计 (16)

4.2 输入输出分配 (19)

4.3电路图 (20)

5 程序分析 (23)

5.1 PLC梯形图编程语言的介绍 (23)

5.2 程序分析 (23)

5.3 PLC程序仿真 (27)

总结 (32)

致谢 (33)

参考文献 (34)

附录 (35)

随着时代的进步,自动化技术进一步的发展，自动化控制设备走进了千家万户，给人们的工作带来了很多的方便，喷泉控制设备作为自动化控制设备的一种，已经广泛的被人么使用，人们也越来越认可自动化喷泉控制设备的发展和应用。喷泉控制设备控制系统的组成是传感器输入，PLC控制核心和输出模块共同组成，通过传感器的信号给PLC，PLC 经过分析后，完成对喷泉的输出控制，这种控制的核心是PLC，使用PLC能够很好的完成这样的控制。本文使用的这种控制方式控制十分稳定，有一定的实用价值，制作成本也很低，能够满足现代生活的需要。自动化水平的高低能够衡量一个企业的生产效率的先进性，高效的自动化控制设备能够提高企业的市场竞争能力，一个好的生产企业必须有配套的生产设备，如果生产设备技术水平不够，这样企业的发展就有一定的局限性。随着我国喷泉控制设备的发展，现代的生产技术能够完成很多的现场控制，这样就促使国内的设备制造企业开始研发新的喷泉控制设备，从而提高企业的竞争。自动化水平的提高，能够促进生产设备的改进，提高生产效率，保证产品的质量的同时，能够准确的完成控制。

音乐喷泉是根据音乐的输入完成对输出的控制，根据输入的变化完成对花样的控制，喷水高度控制和灯光颜色控制。音乐喷泉常常采用时序控制，根据动作的需要完成对喷泉动作方式的控制，这样就可以根据人们的需要完成需要的动作方式。PLC主要采集音乐信号，根据音乐信号的变化完成对变频器的控制，这样就可以完成对水泵高度的控制。这样现场就可以根据现场的需要实时的完成对音乐喷泉的控制，不需要提供固定的控制方式和音乐信号，各种形式的音乐信号都能完成对喷泉的控制。

图1-1 喷泉实物图

1.1控制背景和意义

近几十年来，PLC控制系统已被广泛使用，PLC控制系统的功能越来越完善。PLC在喷泉控制系统的应用也越来越多，近年来PLC控制系统取得了很大的进步，根据对喷泉控制的需要可以选择不同的PLC功能。

国内PLC控制器仍以常规PLC控制为主，虽然PLC控制系统在国内生产生活的应用十分广泛，但国内的PLC控制器的发展水平仍然不高，同先进国家的差距仍然很大。我国相关控制器大量依靠国外的成熟技术。所以，发展先进的PLC控制技术是我们必须重视的趋势。随着科学技术的不断发展，人们对喷泉控制系统的要求越来越高，特别是高精度、人性化的PLC控制系统是国内外PLC控制系统发展的必然趋势。

喷泉控制设备是机械的一种，他的技术含量比较高，需要很高的控制要求和环境要求，根据这个需要，我国推出了一种强制的认证CE认证，有了这个认证之后，就需要各地的生产厂家淘汰过去的老的生产线，引进新的智能的自动化生产线来完成生产，这样就能够完成国家要求的强制认证。例如原来的老的生产线使用继电器控制整个程序的动作，配电盘占很大面积，并且布线是否繁琐，这样就产生了很多危害。经过设备改进后，使用PLC 为控制的核心，能够很好的完成需要的控制。目前来看，我们的喷泉控制设备行业的年产值大约在20亿人民币，年均增长的速度超过了9%，只能够满足国内生产企业的一部分需求，很大一部分生产设备需要进口，跟发达国家的设备相比，我们的生产的产品功能性和可靠性能够差一些，主要的问题是PLC控制核心不行。

为了挽回这个不好的局面，我国的喷泉控制设备就要完成高精尖的控制，并且跟国际积极接轨，学习国外的先进技术，运用在我国的喷泉控制设备中。对于喷泉控制设备的差距，主要是机械差距和电气的差距，对于机械的差距主要是引进高精度的加工设备。电气控制需要使用PLC完成控制，这样就能够减少和国外的差距，赶上国外的脚步。

1.2发展现状

目前，国内在喷泉控制设备研究方面以及技术方面没有达到最完善的效果，从经费、质量、控制方面都还相对落后，技术也不过硬，与发达国家的技术相比相差甚远。由于国内的喷泉控制设备相对落后，导致很多喷泉控制设备都是从国外进口，增加了成本。进口设备最大的问题就是以后的维护维修问题，一直都要受他人牵制。据有效数据研究分析，国内对喷泉控制设备的利用落后于有一些发达国家的水平，但近些年，在技术上有所突破，发展速度明显提高，水平也得到提升，技术程度更上一层。

国外的喷泉控制设备系统主要使用自动化设备完成整体的喷泉控制，这样能过实现

高度的自动化。在中国，由于喷泉控制设备发展的时间比较晚，现在主要使用传统的继电器控制完成散热动作，这样的控制方法比较落后。

国外喷泉控制设备主要是用在发达国家的控制系统中，自动化程度越来越高。喷泉控制设备为现代工厂控制必不可少的一个环节。日本以及欧洲大中型生产企业都开始完成对喷泉控制设备的使用。

在欧洲和日韩等地区，喷泉控制设备已经开始变得十分常见。随着国内的经济发展，喷泉控制设备得到越来越多的应用，这样就促使工厂越来越重视。国内生产的喷泉控制设备控制比较简单，国内生产的喷泉控制设备的优势是价格比较便宜，但是质量不如国外进口的设备，这样就需要工厂能够实现价格低的基础上，实现更高的质量，质量差的最主要原因就是生产的设备的自动化器件容易出现故障，这样就使得喷泉控制设备不能正常工作，出现问题。这样就需要一个完善成熟的控制产品，完成对喷泉控制设备的控制，发展一个成熟的产品。

1.3 喷泉介绍

喷泉主要可以分为2个种类，第一种是因地制宜，根据现场的环境的不同，现场地形的不同选择合适的喷泉方式；另一种是完全人工制作的喷泉控制系统，这种喷泉系统只需要场地和水源就能够完成喷泉设计，喷泉的种类有很多，喷泉的种类有很多，主要可以分为音乐喷泉、程控喷泉、旱地喷泉、跑动喷泉、光亮喷泉、趣味喷泉、激光水幕电影、超高喷泉等。

根据使用条件的不同可以分为很多种喷泉种类，漂浮式喷泉主要是整个系统完全漂浮在浮箱上，这种控制方式比较简单，能够应用在大型的自然湖泊或者大型人工湖泊中。

跑泉是由多个喷头组成的，按照一定的时序控制完成对喷泉的控制，可以根据需要完成不同形态的喷泉控制，并且可以根据需要使用音乐结合控制和灯光的控制。

2 音乐喷泉控制介绍

音乐喷泉的控制主要由PLC和变频器完成，通过音乐的频率信号控制PLC。通过改变水泵电机的控制频率可以实现水泵转速变化，进而通过水泵的转速变化来控制音乐喷泉的水柱高度变化，实现音乐变化对喷泉的控制。变频器接受来自经PLC处理的音乐控制信号，输出频率不同的交流电，从而水泵的喷水状态不断变化，实现了喷泉喷水随音乐高低呈现不同的形态。同时通过PLC控制彩灯，实现彩灯组与音乐节奏的同步变换。

2.1音乐喷泉的原理

本设计的音乐喷泉系统主要是根据输入的音量变化转换为模拟量信号控制程序的动作，根据输入的模拟量变化，PLC完成对输出的控制。本设计使用FX0N-3A检测音乐信号，音乐信号转换成4-20MA信号输出到PLC模拟量，PLC模拟量根据采集到的信号完成对变频器的控制，完成对喷泉动作高度的控制。当音乐的声音变大的时候，喷泉的高度就变高，当输入的声音变低的时候，喷泉的高度就变低。彩灯根据需要完成闪烁速度控制，并且按照红黄绿和青蓝紫2种方式工作，

2.2 音乐喷泉控制要求

音乐喷泉控制系统采用三菱PLCFX2N设计控制程序。要求喷泉的喷水高度能随着音乐频率的变化而变化。为此，音乐喷泉采用以下方案进行控制设计。每个喷头安装电磁阀，由PLC控制其开闭以达到喷射花样繁多的目的；不安装电磁阀的喷头直接由变频器控制水泵电机的运转来实现水柱的高低随音乐的变化而变化，亦可实现喷水时水型由无水逐渐升高并保持一段时间后逐渐降至无喷水出现。本次课题设计主要是完成喷泉控制系统的设计，因为最早的喷泉管理主要靠继电器控制，管理方法比较落后。随着自动化技术的进步，喷泉管理系统有了进一步的发展，但是刚开始出现的控制系统自动化程度十分低，运行的时候不稳定，并且发生问题的时候很难查找，影响继续使用，根据这些不足，设计出一款依赖PLC控制的自动喷泉控制系统，该设计系统可塑性高，自动化程度高，并且运行安全可靠，达到对喷泉控制的智能化和自动化管理。

2.3 PLC控制设计

PLC控制的设备是一种现代设备常见的控制手段，根据PLC的种类不同可以完成不同的控制要求，PLC控制的设备能够实现各种控制的功能，人们根据需要可以选择PLC的控制方式，达到对设备的控制目的。PLC的编程使用计算机编程，根据不同的需要完成不同

的控制要求，计算机编程语言完成对PLC的程序编写十分容易，这样就可以减少编程时候需要的时间，比较容易完成这个控制。

本设计使用三菱PLC完成对喷泉的设计，本设计根据实际的需要完成对程序的控制，使用仿真软件对程序进行仿真，最好验证程序的可行性。本次设计的使用的PLC可靠性是否高，能够根据需要完成稳定的控制工作，根据这个需要，可以完成本次设计。

对比PLC和单片机的控制方案，使用单片机控制设计的时候，控制的程序不能够非常复杂，如果控制的程序过于复杂，使用单片机控制的稳定性和速度都不能达到PLC设计的标准，这样就需要使用PLC控制。使用单片机的控制程序控制的灵活性比较小，不能够根据现场的需要，灵活的完成对程序的控制，这样就促使单片机的使用有一定的局限性。单片机主要适用在小型的控制设备中，比如电视机，遥控机，风扇，空调等小型设备，对于大型设备，比如说机床等都需要使用PLC完成控制。单片机的特点是加工比较便宜，适合批量生产，有固定的控制程序。对于PLC来说，PLC是一种常用的控制设备，能够根据使用的需要完成程序的编程动作，这样就使得PLC使用的场合更加的广泛。PLC的可塑性更好，PLC可以和各种检查模块和通讯模块进行连接，这样就可以根据现场的变化完成各种控制。

2.4设计的主要特点

本设计的控制要求有以下三点，首先是设计的程序需要有一定的创新，其次是设计的可靠性，最后是设计的性价比要高。

本设计的使用的设计方法比较新颖，程序设计完成后，使用电脑完成了对程序的仿真工作。本设计的主要组成是由多个控制按钮连接到PLC，按钮的输入信号输输入到PLC后，根据这个信号完成信号的处理，控制输出路灯的动作。

本设计的可靠性比较高，可靠性是在系统设计中一个重要的元素，首先要确定设计的可靠性，才能完成系统的设计，使用PLC为控制的核心，能够实现准确有效的控制，达到设计的要求，PLC的控制能够保证控制的准确性和可靠性。

本设计的性价比比较高，当我们需要完成一个设计的时候，首先要考虑设计的硬件价格和稳定性，还要考虑设计的硬件尽量减少，这样就可以压缩成本，产生更高的价值。的稳定性没有问题，硬件的价格也比较低，这样就可以使用完成控制。对比其他的控制产品，三菱PLC的准确性，使用的价值更高，并且使用PLC的控制系统，三菱PLC对比其他PLC 的控制点，三菱PLC的控制点的价格更低。这样就可以减少建造的成本，降低资金的消耗。

关于喷泉控制系统的发展，还有很大的空间。喷泉控制系统想要走的更远，首先要保证系统的绝对优越性，我们在设计控制系统的时候要考虑到其稳定性和灵活便捷性，除了

这些还要考虑到成本节约方面问题，毕竟一切生产都是在利益基础上。由于自喷泉控制系统需要成熟的技术和适合的场地，所以目前很多公园等场合还没有用上这种先进设备。希望以后喷泉控制系统技术可以上升一层，让这种设备可以被广泛应用。

3 硬件介绍

3.1 PLC选型

PLC是一种自动化控制产品，他的主要功能是可以使用计算机完成编程，然后根据输入的需要，完成对输出的控制。PLC还可以使用远程联网控制，实现对现场设备的自动化操作控制，达到远程控制的功能，这样就能够实现把计算机信号转换为工厂需要的继电器信号或者模拟量信号完成控制。

PLC分很多种，根据需要的不同可以分为模拟量控制和继电器控制，根据控制的要求不同，可以分为小型PLC和中大型PLC，根据产品的产地不同可以分为德国三菱和日本三菱等国家的产品，PLC的主要结构有控制核心FX2N、输入和输出端口、扩展模块接口。PLC 电源系统和外部接口等组成。

PLC的工作方式很简单，主要是根据输入的需要完成对输出的控制，首先要使用编程软件完成对应的编程动作，编程可以分为很多种编程软件，但是主要的编程手段是一样的，都是使用继电器，定时器和计数器等完成对输出的控制。虽然各个厂家的产品不同，但是实现的目的是一样的。编程完成后，PLC开始控制，首先PLC对输入信号进行采集，根据需要完成输入的读取动作，读取完成后，开始使用PLC控制程序的输出。同样对于PLC 的输出也是根据输入的情况完成输出的控制，当输入开始有变化的时候，输出也开始变化。这样就完成了对PLC的输出控制。PLC的输出控制开始后，使用FX2N把控制的输出信号，转换为继电器信号，继电器就可以控制现场设备的工作。

图3-1 PLC结构图

PLC的特点有很多，主要的特点是PLC的性能十分稳定，使用PLC的控制系统控制功

能十分强大，可以根据现场环境的需要，完成不同的控制功能，并且PLC的操作十分简单，十分适合初用者使用。PLC还有一个特点是控制的功能十分完善，能够实现各种控制，达到控制的要求完成对设备的控制。最后PLC的价格也不是很高，能够被工厂接受，这样PLC控制就变得越来越多人使用，应用的范围也越来越广。

①性能高，抗外扰能力强

性能是否可靠是我们选择PLC的根本保证，PLC以自身的生产技术来说绝对过硬，因为其拥有集成电路，内部设计具有很强的抗干扰力，基于这些可看出性能稳不稳定。对于外部电路而言，PLC和继电器比较，后者电气接线部分多，不能与前者相提并论，所以使用后者差错率就能控制住。除此之外，PLC本身还具有报警功能，根据需要可以完成报警动作。对于PLC的使用来说，使用者可以进行自检，也就是编完程序可以通过软件监测，诊断程序，方便查找差错。

②PLC的控制功能十分完善

随着时代的进步，自动化技术的发展越来越快，数字量、模拟量和通讯手段已经变成很常见的手段，这样就需要PLC能够完成这些控制，达到控制的目的。这样PLC的生产厂家使用外接控制模块完成对这些情况的链接动作，达到联合控制的目的，可以应用到各个领域的自动化行业。

③操作简单方便，容易使用

PLC作为一种语言，很容易被大家学习，PLC的编程语言主要是根据电路图来完成制作，操作是否简单。对于不同的PLC，编程的方法也不同，但是控制的手段是一样的，只是控制的符号不同而已，容易被初学者掌握。

④系统设计方便

PLC控制程序的变化十分容易，使用电脑或者手编器能够容易的完成程序的变化，这样工厂就可以根据生产工艺的变化，完成对PLC控制的改变，这样就方便了广大的使用者，能够容易的完成程序的编程，达到控制的目的。

⑤小巧轻便的身型，低能耗

PLC属于小型电器件，目前市面上的产品底部尺寸小，重量轻，耗能也低。由于其身型小巧，可以轻易的放置在设备的预留位置上，这种有点决定了其理想的实用性。

PLC的控制功能非常多，根据不同的控制要求可以完成对PLC的选型动作。首先对于PLC的选型，需要知道需要那种PLC，国外生产的PLC比如三菱、OMRON、AB、ABB、施耐德和西门子等，国内生产的PLC比如信捷、伟伦和通泰等PLC，本文设计选择的PLC为三菱FX2N系列。这种PLC是日本三菱公司生产的一种高性能PLC，主要使用在小型设备生产线控制。这一种小型PLC的性能十分突出，能够达到一般品牌大型PLC的控制速度，并

且有很高的稳定性，一般都不容易出现问题。三菱PLC的扩展模块有很多种，能够完成很多控制的功能，比如说模拟量控制、数字量控制、通讯控制和定位控制，这些控制都可以使用PLC的扩展模块完成对应的控制动作。三菱PLC的内部有很多继电器和计数器等内部元件，这些内部元件的使用十分方便，并且能够准备的完成控制。本次设计使用的PLC 需要13个数字量输入点和11个数字量输出点，这样就需要使用PLC的本体型号为FX2N-32MR-001型，能够完成控制的目的。

对比其他产品的PLC，三菱PLC的优点有很多，首先三菱PLC的抗干扰能力十分好，主要是三菱的PLC的输入为低电平有效，这样就可以排除很多干扰，同西门子PLC进行比较，三菱PLC的稳定性什么好，并且三菱PLC的输入需要低电平有效，十分容易造成干扰，这样就容易产生很多问题。其次三菱PLC的价格比较便宜，能够被广大用户接受，经过市场调查，三菱FX2N系列PLC，主体模块为FX2N-48MR型的价格为1200元左右，扩展模块16入16出的价格为600元左右，这个价格比较便宜，能够被用户接受。最后三菱PLC的输入信号为NPN信号，这样的产品在国内十分常见，比同样的低电压输出型的价格更有优势，方便了外部输入的使用，减少了设备制造的整个成本。

图3-2 PLC实物图

3.2 信号源

传感器的种类非常多，传感器是自动控制的必须条件，根据输入传感器的变化，可以完成不同的控制功能。传感器主要是根据检测到的温度、湿度、浓度等物理量，使用这个检测值进行放大处理，得到的变化值就能够完成对信号的采集工作。传感器可以根据需要

完成不同的输出动作，主要可以分为继电器输出、晶体管输出和模拟量输出。根据使用情况的不同，可以完成不同的功能。

传感器的控制参数有很多种，主要的参数是控制的灵敏度和稳定性。传感器根据选型的型号不同，控制的功能不同，这样就可以影响传感器的灵敏度。对于不同的数据处理中（单片机），传感器的灵敏度也不尽相同。这样就要求选择的传感器的性能要好，能够具有较高的抗干扰能力，具有一定的响应速度，这样才能够完成稳定快速的响应。这样就可以避免在动态监测的时候带来的误差，当信号发生变化的时候，动态监测就跟着变化，这样就需要很高的灵敏度才能完成检测。

传感器的稳定性主要跟传感器本身的结构有关系，外界环境也能影响传感器的稳定性，这样就需要使用者在使用传感器的时候，按照说明书的需要完成安装和检测工作，这样才能够提供一个稳定的检测手段。

本次设计使用信号从声卡中直接提取，声卡把话筒等声音信号转换为模拟量信号，声卡使用数据装换模块根据需要将声波振幅信号进行采集，然后经过处理放大后完成输出动作。这种方法采集到的信号变化不稳定，这样对变频器的控制有影响，就需要使用滤波信号完成对信号的处理，这样才能够完成对变频器的控制。

图3-3 音乐信号转换器

3.3 水泵的选择

水泵的种类有很多种，主要根据需要分为卧式水泵和潜水泵。根据设计的需要选择合适的水泵，这样就可以降低水泵的成本。本设计选择潜水泵完成控制，潜水泵的优点是能耗低、体积小、重量轻，不需灌引水，使用、维护及管理方便，能够达到节约水资源的目的，适合喷泉的喷水要求。本设计中央水泵选用QSP10-13-0.75型号，外围水泵选用QSP10-10-0.55,具体参数如表所示：

表3-2 水泵参数

图3-4 水泵实物图

3.4喷泉灯和按钮的选择

本设计的指示灯选择的型号为SD-07，工作电压为交流220V，功率为9*1KW，颜色分为红黄蓝绿青蓝，能够达到完全防水，外部材质为不锈钢制作。

本设计按钮选择GQ12B高强度彩色按钮开关，安装孔尺寸Φ12mm，开关额定值2A/36VDC，开关组合1NO，操作类型自复式，外壳材料锌铝合金，钮头材料PBT，头部颜色有红绿黄

蓝白黑等，防护等级IP65/IK08。

基于单片机的音乐喷泉设计

基于单片机的音乐喷泉设计 第一章音乐喷泉控制系统硬件设计 1.1控制系统硬件总设计方案 1.2音乐信号的采集 1.2.1 音频放大电路的设计 1.2.2 采样定理 1.3 单片机电路 1.3.1 单片机的概述 1.3.2 时钟电路的设计 1.4 AD转换电路 1.4.1 ADC0809与单片机AT89C51的连接 1.4.2输入电路 1.5潜水泵调速硬件方案设计 1.6灯光硬件方案设计 1.7解决系统时间滞后硬件电路设计. 第二章喷泉控制系统软件设计 2.1喷池数据 2.2主程序框图. 2.3 控制潜水泵软件设计模块 2.3.1 潜水泵开关调速的原理 2.3.2潜水泵开关调速的软件设计 2.4控制电磁阀软件设计模块 2.5 歌曲存储模块 2.5.1音频脉冲的产生 2.5.2音乐程序 2.6灯光控制模块 2.7看门狗子程序 2.7实验仿真

第一章音乐喷泉控制系统硬件设计 1.1 控制系统硬件总体设计方案 该音乐喷泉控制系统的总体结构如图2.1所示，由音乐输入系统、数模转换系统、单片机控制系统和输出控制系统等组成。 图1.1 系统总体结构框图 1.2音乐信号的采集 前面已经介绍过，本文的研究针对的是采用外部音源的喷泉系统，因此在对音乐信号进行特征识别前首先要完成对模拟音乐信号的采集。音乐信号的采集主 要包括音频放大和 A/D 转换两个过程，下面分别进行分析。 1.2.1 音频放大电路的设计 外部音源信号的幅度一般较弱，因此必须要对原信号进行放大处理后才能送入 A/D 转换器。本文选择了 LM386 芯片设计音频放大电路。LM386 是美国国家半导体公司（NS）推出的系列功率放大集成电路的一种，LM386 具有功耗低、工 作电压范围宽、所需外围元件少等特点，在电子设备的音频放大电路设计中应 用非常广泛，它使用了 10 只晶体管构成了输入级、电压增益和电流驱动级。 其中 T1~T6 组成 PNP 型复合差分放大器，T5、T6 为镜像恒流源，作为 T3、 T4 的有 6/32 源负载，使输入级有稳定的增益。电压增益级由接成共发射极状态的 T7 承担，其负载也使用了恒流源，整个集成功放的开环增益主要由该级决定。T8、T9 复合为一个 PNP 管，和 T10 共同组成互补对称射极输出电路，以供给负载以足 够的电流。D1、D2 提供了 T8、T9、T10 所需的偏置，使末级偏置在甲乙类状态。R5~R7 构成内部反馈环路。从图 3.2.1 可以看出，LM386 采用双列 8 脚 封装结构，它的工作电压范围为 4~12V，静态电流 4mA，最大输出功率 660mW，最大电压增益 46dB，增益带宽 300kHz，谐波失真 0.2%。 图1.2.1 LM386 封装形式及引脚定义 在 LM386 的 DataSheet 上，提供了两种典型放大电路的设计方案。一种是在LM386 的 1 脚和 8 脚之间不接其他元件，此时放大电路的增益仅由内部电 阻 R5~R7决定，为 20 倍数（26dB），这种方式外部电路元件最少，也最为经济。另一种通 过在 1 脚和 8 脚之间串接不同的阻容元件，改变放大电路的交流反馈量，从 而改变放大电路的闭环增益。音乐信号的放大采集如图 2.2.2 所示。外部音源（声卡、CD 机等）的模拟音乐信号分左、右声道分别进入放大电路，经过信号放大后，得到幅值放大后的音频信号。从图 3.2.2 可以看出放大电路的具体设计。在 LM386 的 1 脚和 8 脚之间串接一个 10 微法的电容 C4，使内部电 阻 R6 被交流旁路，放大电路的增益能达到最大值，200 倍数（46dB）。再对 音频放大电路的外围电路进行设计，电路中电容 C1、C6 作为隔直电容，电位 器 P1 用于调节音量的大小，元件 R2、C5 有助于旁路高频噪音和改善输出的 音质。电容 C3 作为去耦电容，一方面是本集成电路的蓄能电容，另一方面旁 路掉该器件的高频噪声。电容 C2 则是作为旁路电容，将信号的中高频噪音旁 路到地。经过放大电路的音频信号就送入 A/D 转换器进行采样，这里 A/D转

音乐喷泉毕业设计

目录 第一章、绪论 (1) 1.1、本课题研究的意义 (1) 1.2、单片机的特点及应用 (1) 1.3、本课题研究的现状 (3) 1.4、音乐喷泉在诸多领域的应用 (3) 1.5、本课题的基本容 (3) 第二章、总体设计方案 (4) 2.1、音乐喷泉控制系统整体设计 (4) 2.2、方案比较 (4) 2.3、系统框图 (4) 第三章、硬件电路的设计 (7) 3.1、电源电路 (7) 3.2、单片机控制电路设计 (7) 3.3、输入、出电路的设计 (9) 第四章、软件程序流程图 (11) 4.1、系统整体流程图 (12) 4.2、喷池数据 (12) 第五章、调试过程和调试方法 (14) 5.1、硬件调试 (14) 5.2、软件调试 (14) 结论 (15) 致 (16) 参考文献 (17)

第一章绪论 1.1本课题的研究意义 音乐喷泉系统设计采用单片机为控制核心有较好的经济效益。因为单片机的特点是体积小、集成度高、重量轻、抗干扰能力强，对环境要求不高，价格低廉，可靠性高，灵活性好，开发较为容易等。 1.2单片机的特点及应用 单片机的特点是控制性能和可靠性高，体积小、价格低、易于产品化。由于单片机具有良好的控制性能和灵活的嵌入品质，近年来在智能仪表、机电一体化产品、实时工业控制家用电器等各个领域都获得了极其广泛的应用 1.2.1 什么是单片机 单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管它的大部分功能集成在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件：CPU、存、部和外部总线系统。单片机是将中央处理器，随机存储器。只读存储器，定时器芯片和I/O接口电路集成于一个芯片上的微控制器。 单片机也被称为微控制器（Microcontroler），是因为它最早被用在工业控制领域。单片机由芯片仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对提及要求严格的控

(完整版)毕设-简易音乐喷泉设计

电子系统设计 大 作 业 课题：简易音乐喷泉的制作 组员： 任课老师：

目录 一、设计任务和分析 -------------------------------------------------------- 1 二、硬件电路设计 ---------------------------------------------------------- 1 2.1总体设计------------------------------------------------------------ 1 2.2各模块设计---------------------------------------------------------- 2 2.2.1单片机最小系统------------------------------------------------ 2 2.2.2 A/D转换模块------------------------------------------------- 3 2.2.3 音频放大模块-------------------------------------------------- 3 2.2.4 LED灯及电机------------------------------------------------- 4 三、程序设计-------------------------------------------------------------- 5 3.1主程序设计---------------------------------------------------------- 5 3.1.1设计框图------------------------------------------------------ 5 3.1.2程序代码------------------------------------------------------ 5 3.2 A/D转换程序设计--------------------------------------------------- 6 3.2.1 A/D转换程序原理--------------------------------------------- 6 3.2.2 A/D转换程序框图--------------------------------------------- 7 3.2.3 A/D转换子程序代码------------------------------------------- 8 3.3 PWM调压设计------------------------------------------------------- 9 3.3.1 程序框图 ---------------------------------------------------- 9 3.3.2 PWM调压子程序----------------------------------------------- 9 四、调试和测试结果分析 --------------------------------------------------- 11 4.1调试--------------------------------------------------------------- 11 4.2 结果分析 ---------------------------------------------------------- 12

音乐喷泉设计说明

音乐喷泉 第一章概述 水是有生命的，任何地方只要有了动态的水，它将变得活力四射，充满生机。广州（新）白云国际机场旅客过夜用房灯光音乐喷泉工程及各种水景，它将其它绿化景观，灯光等景观结合起来，充分利用喷泉水、光、声、色的综合效果使得整个景观在动态水的作用下活了起来，使其成为一个休憩、观景、交流的理想场所。 第二章总体规划设计 一、指导思想 广州（新）白云国际机场旅客过夜用房灯光音乐喷泉工程及其他水景的方案总体规划设计，遵循“技术上可行，经济上合理”的基本原则，采用国内先进的喷泉技术，依据喷泉工程的重要性，在水形设计上既场面壮观，突出主题，又辅以烘托，水形线条明朗，组合水形一般控制在1-3种单水形，高潮时才组合多种水形。 二、音乐喷泉主题思想 音乐喷泉能使声、光、水、色做同步协调的变化，经电脑编程，喷泉水形升腾变幻，摇摆旋转，如天仙起舞，阿娜多姿，加上绚丽多彩、五颜六色的灯光照明变化。艺术层次高，观赏效果好，层次分明，具有一定的智能表演功能的动态水景。通过电脑进行编程，把不同水形的组合、不同灯光的形色变化和水形高低或色调不同、节奏快慢变化的程序，其同步性和协调性是其它方式 设计说明 控制喷泉无法相比的。 三、总体设计 音乐喷泉水池设计地点位于广州（新）白云国际机场内，水池平面形状为圆形，直径为30米。 音乐喷泉水形管线系统的布置按照不同水形的寓意内容及各种水型的特点进行设计，喷泉管线为中心高喷、擎天玉柱、万向外抛、海市蜃楼、海鸥飞翔、三层礼花、八角玉柱、孔雀开屏、旋扭、喇叭晶莹、凤尾、万向同心等十二种水形组合，管线为圆、横、竖向排列，根据水池的特点把喷泉组合的分布成为有层次的各种单种水形，组合水形依次向内、向外形成组合。 上述管线系统主题水形有：中心高喷、擎天玉柱、万向外抛、海市蜃楼、海鸥飞翔、三层礼花、八角玉柱、孔雀开屏、旋扭、喇叭晶莹、凤尾、万向同心。 各管线系统配设不同颜色的水下彩色灯光，对于主题水形配设适合的数量彩灯，彩灯颜色有红、绿、黄、蓝等。

2013：基于单片机的音乐喷泉设计开题报告

湖南工业大学本科毕业设计（论文）过程管理资料 本科毕业设计（论文）开题报告 31

题目：基于单片机的音乐喷泉设计 1.1单片机应用于控制系统的研究背景 早期时候，人们通过继电器来实现对系统的控制，成而形成了对系统的控制。在单片机出现后，单片机应用于小型或者是中小型控制系统已经成为了主流，随着科学技术和科学理论的不断创新和发展，单片机的控制理论不断成熟。单片机的发展能也逐渐朝着高集成、高速度、低功耗、低价格、大存储容量和强I/O 功能等方向发展。随着计算机档次的不断提高，功能的不断完善，单片机已越来越广泛地应用在各种领域的控制、自动化、智能化等方面。其中单片机也应用到了美化环境系统中，比如说彩灯显示，喷泉。 本次毕业设计我将以8位单片机AT89C51为主机，以及各先关的元器件，来完成对音乐喷泉控制系统设计。 1.2研究意义： 音乐喷泉是近几年来出现的喷泉水景与音乐欣赏相结合的产物，它的出现改变了喷泉艺术单调不变的局面。在音乐的伴随下喷泉的高度、灯光的色彩以及喷泉造型等随着音乐变化而变化，忽而气势磅礴，犹如万马齐奔，忽而悠然舒缓，犹如春风抚过杨柳，使观众陶醉于音乐与水型的完美结合中。目前，音乐喷泉出现了各种表现形式，比如大型广场喷泉、激光喷泉、水幕电影、超高喷泉、人工瀑布等。由于音乐喷泉作为一种独特的人工景观，具有很大的观赏价值，国内各大城市或在广场或在公园都有它的身影。可以说，音乐喷泉己经成为一种娱乐产业，具有很高的经济效益和社会效益。为了适应喷泉工程建设的需要，国内出现了众多的喷泉设备厂和喷泉设计专业公司。音乐喷泉作为一种独特的人工景观，获得了广大人民的喜爱，不仅使得人们在视觉上得到了享受，而且在音乐背景下，能够激励我们的心智。目前音乐喷泉已经成为一种娱乐产业，具有很高的经济效益和社会效益，研究和设计高水平的音乐喷泉控制技术是非常重要的 1.3音乐喷泉国内外发展形势 音乐喷泉是现代科技与艺术的综合，音乐喷泉将喷水图形、彩色灯光及音乐旋律构成一个有机的整体，随着乐曲旋律和节奏的变化，各种不同的喷水花形相应的配合变换，在五彩绚丽的变幻灯光照耀下，构成一幅幅奇妙无比的景观、令人赏心悦目，叹为观止，在视听上获得极大的享受。音乐喷泉的起源于1930年，

基于PLC的音乐喷泉控制系统的设计毕业设计

河南理工大学 毕业设计（论文）任务书 专业班级电科12-2班学生姓名李想 一、题目基于plc的音乐喷泉控制系统的设计 二、起止日期年月日至年月日 三、主要任务与要求 指导教师职称 学院领导签字（盖章） 年月日 河南理工大学 毕业设计（论文）评阅人评语 题目 评阅人职称 工作单位 年月日 河南理工大学 毕业设计（论文）评定书 题目 指导教师职称 年月

日 河南理工大学 毕业设计（论文）答辩许可证 答辩前向毕业设计答辩委员会（小组）提交了如下资料： 1、设计（论文）说明共页 2、图纸共张 3、指导教师意见共页 4、评阅人意见共页 经审查，专业班同学所提交的毕业设计（论文），符合学校本科生毕业设计（论文）的相关规定，达到毕业设计（论文）任务书的要求，根据学校教学管理的有关规定，同意参加毕业设计（论文）答辩。 指导教师签字（盖章） 年月日根据审查，准予参加答辩。 答辩委员会主席（组长）签字（盖章） 年月日 河南理工大学 毕业设计（论文）答辩委员会（小组）决议 学院专业班 同学的毕业设计（论文）于年月日进行了答辩。 根据学生所提供的毕业设计（论文）材料、指导教师和评阅人意见以

及在答辩过程中学生回答问题的情况，毕业设计（论文）答辩委员会（小组）做出如下决议。 一、毕业设计（论文）的总评语 二、毕业设计（论文）的总评成绩： 三、答辩组组长签名： 答辩组成员签名： 答辩委员会主席：签字（盖章） 年月日基于plc的音乐喷泉控制系统的设计 摘要 本文设计的核心为三菱FX2N系列PLC，使用这种PLC能够容易的完成对喷泉系统的控制，并且能够准确的完成控制动作，达到设计的目的。本文首先根据设计的需要完成喷泉控制的流程设计，然后完成输入和输出的分配，根据这个分配选择合适的PLC 完成编程控制，程序编辑完成后对程序进行检查，检查没有问题后开始使用仿真软件进行仿真，证明程序的正确性，确定本次设计的喷泉控制系统能够完成对喷泉的控制。关键词：喷泉;PLC;变频器;PLC仿真; Abstract In this paper, the core of design for the Mitsubishi FX2N series PLC, using the PLC can easily complete the fountain system control, and be able to complete the control action accurate, to achieve the purpose of design. This paper according to the need of the design of the complete fountain control process design, and then complete the distribution of the input and output, according to the distribution of choosing the appropriate PLC programming control, program editing the program after the completion of inspection, check no problem after start using simulation software simulation, prove the correctness of the program, the fountain of the design of the control system can complete control of the fountain. Key words: fountain PLC Frequency converter PLC simulation

基于PLC的音乐喷泉控制系统的设计 毕业设计

毕业设计（论文）任务书 专业班级电科12-2班学生姓名李想 一、题目基于plc的音乐喷泉控制系统的设计 二、起止日期年月日至年月日 三、主要任务与要求 指导教师职称 学院领导签字（盖章） 年月日

毕业设计（论文）评阅人评语 题目 评阅人职称 工作单位 年月日

毕业设计（论文）评定书 题目 指导教师职称

年月日 河南理工大学 毕业设计（论文）答辩许可证 答辩前向毕业设计答辩委员会（小组）提交了如下资料： 1、设计（论文）说明共页 2、图纸共张 3、指导教师意见共页 4、评阅人意见共页 经审查，专业班同学所提交的毕业设计（论文），符合学校本科生毕业设计（论文）的相关规定，达到毕业设计（论文）任务书的要求，根据学校教学管理的有关规定，同意参加毕业设计（论文）答辩。 指导教师签字（盖章） 年月日 根据审查，准予参加答辩。 答辩委员会主席（组长）签字（盖章） 年月日

河南理工大学 毕业设计（论文）答辩委员会（小组）决议 学院专业班 同学的毕业设计（论文）于年月日进行了答辩。 根据学生所提供的毕业设计（论文）材料、指导教师和评阅人意见以及在答辩过程中学生回答问题的情况，毕业设计（论文）答辩委员会（小组）做出如下决议。 一、毕业设计（论文）的总评语 二、毕业设计（论文）的总评成绩： 三、答辩组组长签名： 答辩组成员签名： 答辩委员会主席：签字（盖章） 年月日

基于plc的音乐喷泉控制系统的设计 摘要 本文设计的核心为三菱FX2N系列PLC，使用这种PLC能够容易的完成对喷泉系统的控制，并且能够准确的完成控制动作，达到设计的目的。本文首先根据设计的需要完成喷泉控制的流程设计，然后完成输入和输出的分配，根据这个分配选择合适的PLC完成编程控制，程序编辑完成后对程序进行检查，检查没有问题后开始使用仿真软件进行仿真，证明程序的正确性，确定本次设计的喷泉控制系统能够完成对喷泉的控制。 关键词：喷泉;PLC;变频器;PLC仿真;

音乐喷泉毕业设计论文

摘要 音乐喷泉是近年来出现的一种园林建筑与花式观赏相结合的一种产物。随着可编程控制器在我国的迅速发展，对音乐喷泉的控制要求也越来越高，使得越来越多的控制部分需要可编程控制器来实现。 本课题结合任务设计书的要求，以音乐喷泉为研究对象，采用了西门子S7-300系列PLC作为喷泉的控制器。对音乐喷泉的控制系统的总体功能进行了分析，阐述了可编程控制器的组成和工作原理。提出了喷泉硬件的各组成模块及详细的硬件模块设计方案，并对控制方式进行了设计和程序的编写。本设计改善了喷泉系统的控制品质，并真正地达到了实时控制的要求。 关键词：PLC；喷泉；控制系统

目录 引言 (4) 第一章喷泉概述 (3) 1.1喷泉的意义 (5) 1.2喷泉的发展 (6) 1.3喷泉的种类 (7) 1.4喷泉涉及领域 (8) 第二章音乐喷泉设计方案 (9) 2.1 音乐喷泉设计示意图 (9) 2.2 音乐喷泉控制要求 (10) 2.3 喷泉设备使用简介 (10) 第三章控制系统方案设计 (15) 3.1 音乐喷泉控制系统整体设计 (15) 3.2 控制方案选择 (16) 3.3 变频器选择 (17) 3.4 计算机硬件系统组成 (19) 第四章硬件电路设计 (20) 4.1 控制系统硬件组成 (20) 4.2 PLC控制电路设计 (21) 4.3 电路原理图 (22) 4.4 PLC外部接线图 (24) 第五章软件程序流程图 (27) 5.1 系统整体流程图 (27) 5.2 梯形图 (27) 第六章调试过程 (28) 6.1 硬件调试 (28) 6.2 软件调试 (28) 第七章总结与展望 (29) 参考文献 (30) 附录 (31)

基于单片机的音乐喷泉控制毕业设计论文

毕业设计（论文）课题名称基于单片机控制的喷泉系统的设计

毕业论文（设计）原创性声明 本人所呈交的毕业论文（设计）是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。 作者签名：日期： 毕业论文（设计）授权使用说明 本论文（设计）作者完全了解**学院有关保留、使用毕业论文（设计）的规定，学校有权保留论文（设计）并向相关部门送交论文（设计）的电子版和纸质版。有权将论文（设计）用于非赢利目的的少量复制并允许论文（设计）进入学校图书馆被查阅。学校可以公布论文（设计）的全部或部分内容。保密的论文（设计）在解密后适用本规定。 作者签名：指导教师签名： 日期：日期：

注意事项 1.设计（论文）的内容包括： 1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作） 2）原创性声明 3）中文摘要（300字左右）、关键词 4）外文摘要、关键词 5）目次页（附件不统一编入） 6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论 7）参考文献 8）致谢 9）附录（对论文支持必要时） 2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。 3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。 4.文字、图表要求： 1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写 2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印 4）图表应绘制于无格子的页面上 5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档 5.装订顺序 1）设计（论文） 2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订 3）其它

音乐喷泉毕业设计论文

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摘要 音乐喷泉是近年来出现的一种园林建筑与花式观赏相结合的一种产物。随着可编程控制器在我国的迅速发展，对音乐喷泉的控制要求也越来越高，使得越来越多的控制部分需要可编程控制器来实现。 本课题结合任务设计书的要求，以音乐喷泉为研究对象，采用了西门子S7-300系列PLC作为喷泉的控制器。对音乐喷泉的控制系统的总体功能进行了分析，阐述了可编程控制器的组成和工作原理。提出了喷泉硬件的各组成模块及详细的硬件模块设计方案，并对控制方式进行了设计和程序的编写。本设计改善了喷泉系统的控制品质，并真正地达到了实时控制的要求。 关键词：PLC；喷泉；控制系统 2

目录 引言 (4) 第一章喷泉概述 (3) 1.1喷泉的意义 (5) 1.2喷泉的发展 (6) 1.3喷泉的种类 (7) 1.4喷泉涉及领域 (8) 第二章音乐喷泉设计方案 (9) 2.1 音乐喷泉设计示意图 (9) 2.2 音乐喷泉控制要求 (10) 2.3 喷泉设备使用简介 (10) 第三章控制系统方案设计 (15) 3.1 音乐喷泉控制系统整体设计 (15) 3.2 控制方案选择 (16) 3.3 变频器选择 (17) 3.4 计算机硬件系统组成 (19) 第四章硬件电路设计 (20) 4.1 控制系统硬件组成 (20) 4.2 PLC控制电路设计 (21) 4.3 电路原理图 (22) 4.4 PLC外部接线图 (24) 第五章软件程序流程图 (27) 5.1 系统整体流程图 (27) 5.2 梯形图 (27) 第六章调试过程 (28) 6.1 硬件调试 (28) 6.2 软件调试 (28) 第七章总结与展望 (29) 参考文献 (30) 附录 (31)

基于单片机的音乐喷泉控制器设计

毕业项目 2011 届 项目类别：毕业设计 项目名称：基于单片机的音乐喷泉控制器设计专业名称：应用电子技术 姓名： 学号：200800784 班级：电子08301 指导教师： 2011年5月5日

毕业项目任务书（个人表）

诚信声明 本人郑重声明： 所呈交的毕业项目报告/论文《基于单片机的音乐喷泉控制器设计》是本人在指导老师的指导下，独立研究、写作的成果。论文中所引用是他人的无论以何种方式发布的文字、研究成果，均在论文中以明确方式标明。 本声明的法律结果由本人独自承担。 作者签名： 年月日

目录 摘要 (1) 1 音乐喷泉的概述 (2) 1.1音乐喷泉简介 (2) 1.2音乐喷泉的发展方向 (2) 1.3音乐喷泉的设计意义 (3) 2 校园音乐喷泉的方案分析与论证 (4) 2.1校园音乐喷泉控制器的要求 (4) 2.2校园音乐喷泉控制器的方案分析 (4) 2.3方案论证 (6) 3 控制系统硬件设计......................... 错误！未定义书签。 3.1校园音乐喷泉控制系统结构框图 ......... 错误！未定义书签。 3.2校园音乐喷泉控制器硬件原理图 ......... 错误！未定义书签。 3.3单片机主控模块....................... 错误！未定义书签。 3.4控制器电源模块....................... 错误！未定义书签。 3.5控制器红外遥控模块 ................... 错误！未定义书签。 3.6SD卡模块............................ 错误！未定义书签。 3.7F/V转换模块......................... 错误！未定义书签。 3.8A/D模块............................. 错误！未定义书签。 3.9D/A模块............................. 错误！未定义书签。 3.10功率放大模块........................ 错误！未定义书签。 3.11液晶12864显示模块 .................. 错误！未定义书签。

音乐喷泉设计说明

音乐喷泉设计说明 本喷泉由一个围绕着飞天舞雕塑的旱池喷泉和一组河中的涌泉水型组成。本工程设计了总共8种水型、在水型设计上力求优美、变化丰富、水型多样化，整体效果力求丰满、有层次求，其中旱喷水型最高喷高在设置上在突出与雕塑协调优美的同时，水型之间也层次分明。 灯光说明 本方面彩用LED低压彩色水下变色灯，使整个喷泉广场在音乐声中配合各种优美的水型随机地切换出各种梦幻般的色彩，使整体效果美伦美换。 水型说明 梦幻圆遥：是由一组喷头在圆遥机构的带动下开合变化、喷高9米，就象正在开放着的鲜花，极富动感； 凤尾争艳：由12组凤尾造型的水形成圆形布置，喷高3米，在音乐变频控制下，高低起伏变化，配上各种七彩彩光，有如色彩鲜艳的孔雀争相开屏，美丽动人，效果极富吸引力。象征着南康的各项事业欣欣向荣，蒸蒸日上。 四面来聚：由12组向心喷射的水型组成，喷高2.54米、远5.5米，在音乐变频控制下，可形成缓慢喷高喷远的各种效果，在彩色灯光的照射下，优美的抛物线如一条亮丽的彩虹。 群山连绵：由直流喷头成圆形布置，喷高4米，每个喷头都配上了电磁阀而成为一个控制点，在程序控制下，可以形成山峰流动以及你追我赶的独特效果，象征着政府各种部门在市政府的领导下为了地方的经济建设齐头并进，你追我赶我的激动场面。 凤尾摇摆：由一排直流喷头组成，调试成凤尾水型，喷高1-4.5米，在摇摆机构的带动下开合变化，使凤尾变幻出各种奇妙的优美效果。 蒸蒸日上：由一排直流喷头组成，调试水帘装，喷高12米，在音乐变频控制及彩色灯光的控制下显得大气开放，流光溢彩，光彩照人。 涌泉：这是在水池中布置的一圈涌泉，水型粗壮丰满，有如地下涌动的泉水喷涌而出，在彩色灯光照耀下显得晶莹剔透。

基于PLC的音乐喷泉系统设计说明

北方民族大学学士学位论文论文题目:基于PLC的音乐喷泉控制系统设计 ——软件设计 院(部)名称:电气信息工程学院 学生姓名:邱留永 专业:测控技术与仪器学号:20060234指导教师姓名:祝玲 论文提交时间:10.05.24 论文答辩时间:10.05.29 学位授予时间:10.06.20 北方民族大学教务处制

摘要 本次设计的目的是制作一个以小型PLC为控制核心，变频器控制水柱高度，以音频采集为基础的小型音乐喷泉控制系统。系统控制核心选用SIEMENS公司的S7-200 Micro PLC，水泵的控制选用MICROMASTER 420变频器。 本文主要介绍音乐喷泉控制系统的软件设计，着重介绍可编程控制器的程序设计和变频器的参数设置。本文主要分为六个部分，第一部分对PLC的原理进行了简单介绍；第二部分主要介绍变频器原理；第三部分对控制系统进行了总体介绍；第四部分主要介绍了设计变频器的参数设计，包括系统参数设置方法、参数设置以及参数设计说明；第五部分主要介绍了控制系统控制流程以及控制核心PLC的编程；最后介绍了系统调试的相关情况。 关键词：音乐喷泉，软件设计,控制系统，可编程控制器，变频器

ABSTRACT The purpose of this design is to design a small musical fountain based on the control system use a small PLC as the control of the core, inverter control water column height and the audio collection is the foundation of the system .We choose S7-200 Micro PLC as the core of the system and use MICROMASTER 420 to control pumps. This paper mainly introduces the control system software design of musical fountain，focusing on PLC programming and the transducer parameter settings. This paper is divided into six parts, the first part introduces the working principle of PLC briefly; the second part mainly introduces the working principle of transducer; the third part introduces the overall control system; the fourth part stresses the transducer parameter settings, including transducer parameter

音乐喷泉毕业设计

四川工商职业技术学院毕业设计（论文） 设计(论文)题目音乐喷泉 系别机电工程系 专业电子信息工程技术 班级电子14311 姓名彭禹 指导教师张娜 2017年 6 月 教务处制

音乐喷泉设计 目录 摘要 (1) 关键词 (1) 第一章：喷泉概述 (1) 1.1喷泉的意义 (1) 1.2喷泉的发展 (2) 1.3喷泉的种类 (2) 1.4喷泉的设计 (3) 1.5喷泉设计涉及的知识领域 (4) 第二章：控制方案及要求 (5) 2.1 音乐喷泉设计示意图 (5) 2.2 音乐喷泉控制要求 (5) 2.3 喷泉设备使用简介 (5) 第三章：PLC、电磁阀、水泵等简介 (6) 3.1 PLC简介 (6) 3.1.1 PLC的特点及发展趋势 (6) 3.1.2 PLC 的分类和基本结构 (7) 3.1.3 PLC的应用范围 (8) 3.1.4 PLC的技术性能 (8) 3.1.5 PLC的内存分配及I/O点数 (8) 3.1.6 PLC的功能及应用 (11) 3.2电磁阀简介 (11) 3.2.1工作原理 (11) 3.2.2电磁阀的分类 (12) 3.2.3电磁阀在选型时的注意事项 (13)

3.2.4 电磁阀的安装注意事项 (14) 3.3 水泵简介 (14) 3.4变频器简介 (14) 3.4.1变频器的工作原理 (15) 3.4.2变频器的组成 (15) 3.5 彩灯简介 (16) 第四章花样喷泉设计 (18) 4.1 PLC 型号的选择 (18) 4.2 PLC的编程注意事项 (18) 4.3 花样喷泉的I/O分配 (19) 4.4 PLC外部接线图 (19) 第五章软件设计 (20) 5.1 系统程序设计 (20) 致谢 (22) 参考文献 (22)

音乐喷泉自动控制系统设计

小型音乐喷泉自动控制系统 摘要：鉴于目前中、大型音乐喷泉投入大，许多小型企事业单位一是没有这么大场地，二是没有这么多资金投入，使音乐喷泉的应用得到了限制，而我见许多单位为了美化环境都设置了喷泉，但其控制十分单调，缺乏观赏性。为了改变这个现状，我就利用我从事的技术工作的经验，将现代新技术应用到这一块来。这就是我研究这个题目的初衷。它适用于中小型企事业单位甚至家庭，具有可观的实用价值。 关键词：音乐喷泉变频调速PLC 自动控制触摸屏 前言： 自2008年到邯郸大学后，系统学习电气自动化知识对音乐喷泉操作进行了理论学习和考察。学习电工专业课程《数字逻辑电路》、《PLC》、《电力拖动》之外，还自己学习电子方面的课程，如《音响》等，通过对市民乐园音乐喷泉系统的熟悉，发现该系统虽然效果好，功能多，宏伟壮观，但一次性投入实在太大，该系统单设计费用就花了200万人民币，更不用说总投入了，它不是一般单位和个人可以承受得了的。而许多中小型企业大部分都为了美化环境而建了喷泉系统，但其控制单一，缺乏变化，令观赏性大打折扣。所以，我就一直想设计一套一次性投入不大，但观赏性相对较强、可靠性又高的价廉物美的、适用于中小型企事业单位的小型音乐喷泉自动控制系统。通过几年的理论学习，我认为自己具备了这个实力，于是决定开发这个项目。 正文 1、方案设想 对于小型企事业单位或家庭而言，要建立一个音乐喷泉系统，我认为一次性投入不

能太大，与大型音乐喷泉系统相比，规模应大大缩小，功能也没有必要那么完备。除具备随音乐变化外，再加上几种变化就可以满足需求。就比原来仅仅单一手动调节水柱变化要强许多。尤其对已有喷泉的单位，则投入将更小。只需投入变频器一台或两台、PLC一台、触摸屏一个、DVD一台即可。总投入应在2万元以内（如果原喷泉功率不是十分大的话），是任何一个单位或富裕家庭都能承受的水平。 我的设想是利用音乐的高低通过PLC控制变频器的输出频率，从而改变电动机转速，从而去改变水泵水柱的高低，利用变频器的多段速控制，不需要另外增加通讯模块，可降低成本，同时也具备15种转速变化之多，基本可以反映出音乐强弱变化的全貌。另外，配备一话筒，可以测量人们喊话音量的大小（用水柱高低变化来衡量）。具备一定的趣味性。如果仅有水柱随音量变化而变化这一种功能，则功能太过单一。所以，我设想当不播放音乐时，应该具备按一定的规律进行水柱高度和喷洒时间的自动控制功能，并且水柱的喷洒高度和时间可以由用户来调节（或者通过触摸屏修改）。从而增加系统的实用性，提高系统的附加值。而该功能可以通过PLC编程实现，且较容易实现和扩展。 2、方案可行性论证 从技术性角度来看，设系统所用技术均为现代新技术，具有很高的技术含量。 从系统的可靠性来看，所增加的设备、PLC、触摸屏、变频器，它们的使用寿命都相当长，尤其是PLC，故该系统可靠性高，后期维护维修费用十分小。 从经济性来看，对于企事业单位，2万元投入更是小菜一碟。 综上所述，该系统具有良好的开发价值，具有广阔的应用前景。 3、方案设计 ①音乐喷泉自动控制设计 A、控制原理图

音乐喷泉控制系统设计报告

音乐喷泉控制系统设计报告 姓名：张彦波 学号：201258502248 班级：计122-2 指导教师：孙红霞

一、设计任务 1、设计内容：设计随音乐节拍变化的喷泉控制系统，并编程实现其相应功能 2、设计要求：按音乐节拍快慢等变化控制喷泉的各喷头水柱高低变化，以构成各种造型。 二、设计思路和原理 通过8255和8254接口芯片来完成音乐喷泉的模拟, 该设计主要是由三部分组成:第一部分为键盘扫描,用来确定按键位置,并给8254计数器赋初值；第二部分为发声部分,是由8254计数器0的输出端产生一定频率的方波信号从而使扬声器发声；第三部分为LED彩灯部分，通过8255端口C控制彩灯亮的个数。 第一部分键盘扫描由8255芯片的PA0—PA4，PB0—PB4分别与键盘单元的Y1—Y4，X1—X4相连,其中B口低4位为输出端,A口低4位为输入端，由它们对键盘单元进行扫描,其确定键值的过程为:先给所有列线输入低电平,然后读取行线,检测行线是否为低电平,如果有某条行线输出低电平,则说明该键盘有按键被按下,否则,说明无按键被按下。采用这种方法就可以快速判断键盘是否有键被按下。在检查到有键按下后,再通过行扫描法判断按下的位置,从而确定按下的是什么键，后经过计算得出计数器0的初值。 第二部分主要用到了8254芯片中的计数器0，其CLK0端在微机内部已接好频率为1MHZ的方波信号（由系统自动提供），计数控制端GATE1接至+5V，计数器输出端OUT0接至发声单元，可以经过键盘的控制来发出声音。 第三部分主要由8255端口C控制，端口C与发光二极管相连，当键盘判断出所按位置的时候，根据所发音的不同亮不同盏数的灯，例：哆—一盏，唻—两盏，咪—三盏以此类推，以上三部分即可完成音乐喷泉的模拟。

音乐喷泉的PLC设计—毕业论文

摘要 一些园林建筑、大型公共建筑以及旅游建筑设计中，设计者经常将喷泉以一种艺术形式融合在建筑物中，给人以自然之美与艺术感。当音乐播放时（包括音乐的曲调和音乐的声音大小），喷头有规律的喷水，彩灯有规律的亮灭（达到白天时灯不亮，夜晚时灯有规律的亮与灭）。 本系统是一个小型音乐喷泉控制系统,它以PLC为控制核心，变频器控制水柱高度，以音频采集为基础，同时PLC程序控制灯光的亮灭和颜色的变化。本系统选用SIEMENS公司的S7-200 PLC为控制核心，选用MicroMaster 440（简称MM440）变频器控制水泵高度，达到喷泉的立体效果随音乐变换而变化。 本系统主要包括PLC的选型（CPU226）、PLC的扩展模块（EM222）、I/O地址的分配、输入输出接口的连接和梯形图的绘制，梯形图绘制是重点，同时着重介绍了MM440变频器的变频原理、参数设置和变频器与PLC和电动机的接口连接。 系统设计完成后，能够达到中心、内圈、外圈共三圈喷头喷水，变频器控制内圈喷头改变水柱高度，PLC控制余下喷头有序启动停止，同时夜晚有三层灯光变幻，能够实时展现音乐的动态美。 关键词：音乐喷泉,控制系统，可编程控制器，梯形图，变频器

ABSTRACT In a number of landscape architecture, the design of large public buildings and tourist buildings, designers often fountain in the form of an art integration in the building, giving to the beauty of nature. Along with regular music player nozzle spray and lights a regular light off (the law, including the size of the music tunes and music sound), to achieve the control effect of light (day light does not shine, night light a regular light off) . This system is a small musical fountain control system, which PLC as the control core, inverter control column height to audio capture-based PLC program control while the bright lights off and color changes. The system selected company SIEMENS S7-200 PLC as the control core, the choice MicroMaster 440 (referred MM440) inverter control pump height and reach fountains transform three-dimensional effect varies with the music. The system includes PLC Selection (CPU226), PLC expansion module (EM222), I / O address allocation, input-output interface connections and draw ladder, ladder drawing is the key, while highlighting MM440 inverter the inverter principle, parameter settings and the motor and inverter and PLC interface connection. System design is complete, it can reach the center, the inner and outer rings of nozzles spray three times, the inverter control inner nozzle change column height, PLC control start and stop the remaining nozzles, while at night there are three light changes, real-time display of music dynamic beauty. KEY WORDS: musical fountain,control system, PLC, LAD，Transducer