基于plc的花式喷泉控制系统文献综述

 2021-12-31 10:12

全文总字数:6251字


关键词:花式喷泉;plc控制系统;设计及plc选型摘要:一个高速发展的社会,各式各样的需求也正在充斥着整个社会。有些人追求物质,有些人追求精神上的享受,不过总而言之,人类这种群体对美的渴望都是一样的。 所以想尽办法让美丽在我们生活的周围,尽管在城市这种钢筋混凝土、压力、人口、污染的区域里。人们还是在利用技术支持,去制造美的东西。例如公园、大片的绿地、广场、好看的建筑物。有了这些大的框架,其中的细节随着时代的变迁,也是一步步升级,细致。虽然让人有视觉美感的东西越来越多,可是近代以来在这些地方总有一种建筑是不能少的一喷泉。
喷泉原是一种自然景观,是承压水的地面露头。文艺复兴时期,便有类似喷泉的建筑物出现,尤其是在意大利罗马城。当时的喷泉的技术并不是现在这样复杂,它们只是在利用压力将水压出。但是这种方式水喷出来都不会很高。随着时代的进步,技术的发展,喷泉的形态也经过了多年的发展,现在已经逐步发展为几大类:音乐喷泉;程控喷泉;音乐 程控喷泉;激光水幕电影;趣味喷泉等。加上特定的灯光、控制系统,起到净化空气,美化环境的作用。现代的喷泉所具备的条件是相当优越的,其中最为关键的便是控制系统PLC.它的主要作用是控制水下电磁阀来让喷泉在高水压下喷出各式各样的形态,随后在加上动听的音乐,便产生了具有震撼力的视觉冲击。本设计主要介绍了PLC的特点和基本情况,着重说明基于PLC的花式喷泉监控系统的设计思路和各模块实现考虑等,并总结了选择用PLC来实现该功能的优点。

1引言

很早以前人工喷泉——“铜龙吐水”就出现在我国汉代的上林苑中。现代城市喷泉的设置已经更加先进了。近些年来出现的花式观赏与园林建筑相结合的新型产物花样喷泉便是它的产物之一,被广泛应用于城市广场、园林建筑、学校校园等众多的地方。这样一来花样喷泉的控制要求便一味的变高,许多控制部分的实现可以用 PLC 来完成。对于花 样喷泉好坏的评价中的关键便是运行的可靠性 以及灵活性,而花样喷泉的控制系统便是此技术的标准,它们的要求可谓息息相关。花样喷泉控制系统的控制器利用三菱FX系PLC ,完成整个控制系统的主程序设计,以期实现整个控制系统的控制要求。另外,提出软件编 程方面的编写和关于组态仿真画面的监控效果。最终达到花样喷泉任务的设计实现。

在许多休闲广场、景区或游乐场所里,人们经常看到喷泉按一定的规律喷水,景色迷人;若在夜晚配上各种颜色的灯光显示 ,则更加绚丽多彩。传统的喷泉控制一旦设计好控制电路 ,就不能随意改变喷水花样及喷水时间。若采用 PLC 控制 ,利用 PLC 体积小、高,,且具有较大的灵活性和可扩展性的特点,通过改变喷泉的控制程序或改变方式选择开关,就可以改变花式喷泉的喷水规律 ,从而变换出各式花样 ,以适应不同季节、不同场合的喷水要功能强 、可靠性求。

2研究现状

本部分将会从花式喷泉的现状,花式喷泉的实现,最终效果阐述

2.1花式喷泉的国内外现状

随着时代的发展,科技水平的提高,城市的喷泉设备已经十分先进,各种音乐喷泉、程控喷泉、激光喷泉已经层出不穷,变化多端。规模可大可小,射程可高可低,喷出的水,大者如珠,细者如雾,变化万千,引人入胜。喷泉,使静水变为动水,使水也有了灵魂,又辅之以各种灯光效果,使水体具有丰富多彩的形态,可以缓冲、软化城市中“凝固的建筑物”和硬质的地面,以增加城市环境的生机,有益与身心健康并能满足视觉艺术的需要。大型城市广场中的人工动态喷泉,也多来自自然的种种水态,如瀑布、水帘、溢流、溪流、壁泉等,随着科学技术的发展进步,各种喷泉真是花样翻新、层出不穷,几乎达到了人们随心所欲创造各种晶莹剔透、绚丽多姿动态水景的程度[9]。喷泉在当今时代,已经形成了一道独特的人文景观。下面是一些我们日常生活中常见的喷泉:音乐喷泉是音乐和喷泉的结合,音乐是喷泉的主题,喷泉是音乐内涵的表达,程控喷泉是按照预先编辑的程序定时变换喷水造型,跑动喷泉是按照时序控制喷水,构成各种跑动、跳动、波动等形态,变化多端等等。

在许多休闲广场,景区或游乐场所里,常看到喷泉按着一定的规律或变化花样,其中喷水管的布置对喷水花样的形成很重要。喷泉又时常与美景相联系,由此人们对环境美的要求由喷泉的自身带给人的美感也不能忽视。而且喷泉可以湿润周围空气,减少尘埃,降低气温。喷泉的细小水珠同空气分子撞击,能产生大量的负氧离子”[10]。因此,喷泉有益于改善城市面貌和增进居民身心健康。如今科技日新月异,喷泉也更是包含了许多的科学技术,集科学与艺术于一身,在城市建设中扮演着越来越重要的角色,其自身的发展与大量新技术的出现及发展是分不开的,完成本设计控制系统的核心控制部件PLC更是有着丰富的发展历史。

喷泉的控制系统可采用单片机,可编程控制器,甚至可采用工控机作控制核心。其电气设备包括水泵、灯光、音响、变频器、配电屏等,总装机容量约在数10Kw。一个音乐喷泉艺术[11]效果的表现力不仅与喷泉的整体造型、喷头的空间布局、水泵的功率等硬件因素有关,还与喷泉的程序控制水平有关。因此一个音乐喷泉从设计到完成需要土木、机械、给排水、自动控制等各种专业人才的通力合作才能完成[12]。其中硬件是音乐喷泉的基础,程序控制是音乐喷泉变化的灵魂,是音乐喷泉千变万化,随着音乐翩翩起舞的决定因素。如果没有音乐喷泉的程序控制部分,喷泉将只是静态的、缺乏生气与活力的造型[13]。音乐喷泉从德国人发明到世界各地兴起已走过了几十年的时间,音乐喷泉的控制水平越来越高,控制方法越来越多。到目前为止其控制形式逐渐形成了以下几种主要方式。

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