趙新 魏穎

沈陽(yáng)工學(xué)院

基于PLC的音樂(lè)噴泉控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

趙新 魏穎

沈陽(yáng)工學(xué)院

本系統(tǒng)由歐姆龍CP1H型PLC作為控制核心，構(gòu)建一個(gè)音樂(lè)噴泉控制系統(tǒng)。在CX-Programmer軟件中對(duì)程序進(jìn)行編譯，并通過(guò)組態(tài)王軟件將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)回傳，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的監(jiān)控。提出了一種新的方法來(lái)控制噴泉的變化，本設(shè)計(jì)將通過(guò)對(duì)音樂(lè)音頻信號(hào)的實(shí)時(shí)采樣，再通過(guò)變頻器對(duì)潛水泵進(jìn)行變頻調(diào)速，利用各式噴頭的噴射、搖擺、旋轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)噴泉水柱高低、搖擺幅度、旋轉(zhuǎn)速度來(lái)實(shí)時(shí)地展現(xiàn)音樂(lè)的頻譜。

歐姆龍PLC 組態(tài)王軟件 CX-Programmer

1 硬件系統(tǒng)方案

在硬件設(shè)計(jì)方面，我們通過(guò)采用歐姆龍CP1H系列可編程控制器來(lái)對(duì)系統(tǒng)中的繼電器、撥盤(pán)開(kāi)關(guān)、電機(jī)、傳感器以及其他的一系列電氣元件進(jìn)行控制，從而保證整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

PLC是用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的電控制器。它通過(guò)運(yùn)行存儲(chǔ)在其內(nèi)存中的程序，把經(jīng)輸入電路的物理過(guò)程得到的輸入信息，變換為所要求的輸出信息，進(jìn)而再通過(guò)輸出電路的物理過(guò)程去實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載的控制。

2 軟件系統(tǒng)方案

本次設(shè)計(jì)中我們將采用的是歐姆龍公司的CP1H系列的可編程控制器，與之相對(duì)應(yīng)的我們將采用歐姆龍公司的編程套件中可編程控制器編程軟件CX-Programmer進(jìn)行一個(gè)系統(tǒng)的編程。

在系統(tǒng)運(yùn)行的自動(dòng)方式下，我們將使用高速計(jì)數(shù)器0，用CX-P軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，在本次設(shè)計(jì)中，我們還應(yīng)分別設(shè)計(jì)出系統(tǒng)的循環(huán)任務(wù)和中斷任務(wù)。

循環(huán)任務(wù)的程序由公共程序、自動(dòng)程序和手動(dòng)程序三部分組成。

3 音樂(lè)噴泉控制系統(tǒng)原理圖

基于PLC的音樂(lè)噴泉控制系統(tǒng)的工作原理如下：

控制系統(tǒng)主電路圖主要包括變頻器、潛水泵兩個(gè)主要部分。變頻器的電源線直接從三相交流電獲得，分別接至R、S、T三個(gè)端子上，對(duì)應(yīng)的輸出到潛水泵，潛水泵則接至U、V、W三個(gè)端子上，該控制系統(tǒng)電路中有熔斷、熱繼電器兩大保護(hù)裝置。而STF、RL、RM、RH則是控制調(diào)節(jié)輸出，通過(guò)改變其端子組合去改變潛水泵的轉(zhuǎn)速。具體控制系統(tǒng)主電路圖如圖1所示。

圖1 控制系統(tǒng)主電路圖

CP1H控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部分是設(shè)計(jì)CP1H的外部電路，根據(jù)以上所選的CPU模塊型號(hào)、各擴(kuò)展模塊的型號(hào)以及本機(jī)的I/O地址，給出I/O資源配置表如表1所示。

表1 輸入輸出地址分配表

4 音樂(lè)噴泉系統(tǒng)控制程序設(shè)計(jì)

在噴泉中，通過(guò)按鈕開(kāi)關(guān)信號(hào)來(lái)控制CP1H:因?yàn)橛?層噴水，因此用了1個(gè)變額器來(lái)控制4個(gè)水泵。

花式噴泉控制系統(tǒng)的原理圖，如圖2所示。

圖2 花式噴泉控制系統(tǒng)的原理圖

5 音樂(lè)噴泉控制系統(tǒng)組態(tài)通信

在通訊標(biāo)準(zhǔn)HostLink中，該標(biāo)準(zhǔn)支持PLC與組態(tài)王通過(guò)數(shù)據(jù)連接線進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊。在本次的設(shè)計(jì)中我們選擇的PLC的型號(hào)是CP1H-E40DR-A，想要實(shí)現(xiàn)二者之間通訊，則我們必須要先調(diào)試好CX-Programmer軟件和組態(tài)王軟件之間通訊協(xié)議，并且需要對(duì)一系列參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，還需要將地址準(zhǔn)確無(wú)誤映射到組態(tài)王軟件的字典中。然后將程序下載到PLC，我們可以通過(guò)合適的數(shù)據(jù)傳輸線纜把實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)傳到組態(tài)王軟件中，實(shí)現(xiàn)控制。

[1]郭艷萍.李曉波.CP1H在自動(dòng)噴泉控制中的應(yīng)用[J]漯河職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)（綜合版）.2013

[2]王紅.可編程控制器使用教程[M].北京：電子工業(yè)出版社.2003

[3]殷培峰.基于CP1H噴泉控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)．2016:6

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