《基于PLC的音乐喷泉的控制系统设计》10000字

基于PLC的音乐喷泉的控制系统设计摘要：十九世纪二十世纪以来，全球经济水平和科技水平高速发展。当物质生活逐渐被满足后，人们也开始追求精神需求，为此创造出了许多新产物，音乐喷泉便是其中之一。它结合了音乐的韵律和喷泉的动感，给人们带来一场视听盛宴，是视觉听觉的双重享受，让人们精神世界得到充分的满足。近年来，我国科技水平蒸蒸日上，可编程控制器也日新月异，对其控制和设计的需求也在不断提高。因而，可编程控制器占领了控制系统不可或缺的一部分。该篇文章中的系统主要针对音乐喷泉进行设计，介绍的是一种微型的音乐喷泉的控制系统。本系统采用西门子PLC进行控制。在这个设计中，PLC是这个设计的核心，最基础的是对音乐内容的采集，运用变频器控制水泵作为输出，喷泉中布置的几组灯光是由PLC控制变频器来变换的。播放音乐，与此同时，通过控制水流的变化，完成音乐喷泉的动态效果。本文关于控制系统的设计重点包含：选择PLC的型号、输入/输出的分布，选择变频器（型号为：西门子MM440）；PLC和变频器的连线图；也着重介绍了MM4440变频机原理。如果系统运行起来，音乐响起，多个水泵喷头会分别开始工作，上下灯光也会随之变化，视觉效果和听觉效果相联合，让人们的观感得到满足。关键词：音乐喷泉；PLC；控制系统目录一、绪论 1TOC\o"1-3"\h\u18593（一）课题发展背景与现状 130498（二）课题的研究内容 220097二、系统的总体设计 310803（一）喷泉平面示意图 34700（二）控制系统框图 3179411.运放模块 431992.PLC模块 4250743.变频器模块 4416178.其他硬件模块 418326三、硬件设计 525391（一）运放模块 529318（二）PLC模块 5237611.PLC介绍 5227662.PLC选型 6265683.PLC扩展模块的选 7217814.控制系统的I/O口地址分配 954565.PLC接线图 1131526（三）变频器模块 12228471.变频器的工作原理 12180682.变频器的选型 131126（四）其他硬件模块 1690681.水泵的选择 16161522.彩灯的选择 1615174四、控制系统设计 1727866（一）PLC控制流程图 1727321（二）变频器控制流程图 1827261五、系统调试 1811135六、结论和期望 1925146参考文献 21一、绪论音乐喷泉是近几十年才兴起的一种将娱乐性和观赏性相结合的景观。它将泉水，音乐和彩色灯光色彩相融合，将这样让人赏心悦目的景观呈现在大众面前。同时引进了先进的科技，让这个“音乐喷泉”变得更有魅力，“水上芭蕾”的美称也传遍了全国各地。该篇的设计中主要采用PLC作为它的控制核心。其中内置包含的微处理器，相比较于传统技术，如计算机，继电器控制，数字以及通信技术等，小小的它包含它的前辈们几乎所有的特点，编程较简易、功耗低等等。如今许多自动化系统的控制系统都是由PLC实现的。本文系统的核心PLC中的微处理器集有程序简洁，能耗少等多重优点。如今PLC几乎占领了自动控制设备的市场。本项目旨在通过一个微型广场音乐喷泉的plc控制器的开发，来强化理论与实际相结合的能力，并了解PLC的设计过程和方法，这一章简要地阐述了本文的研究背景和研究的基本问题。

（一）课题发展背景与现状音乐喷泉是一种很有吸引力的物品，它是具有娱乐和观赏性质且可以变化的喷泉。首个音乐喷水池是在一九三零年在德国开始的。再到一九五二年，它再次回到纽约展出。次年初，美国第一次举行了音乐喷泉的表演，随着音乐声，水柱上下起伏，非常地壮观。当时竟有一百五十万观众围观。现在，随着科技的发展，音乐喷泉也越来越精致了。该控制器最初的设计理念是：通过对某模块中语音信号的捕捉，并把信号转化为能够被直接辨识的数量化、模拟化信号，再通过某些其他的方法进行操作，然后通过一个继电器或电子开关，从而使得管路中的电磁阀门相应得变换。现如今，PLC和变频器并肩，逐步入侵整个控制的市场，垄断了整个控制体系。这一次的计划就是有关采用PLC和变频调速装置为主要控制单元，以声音采集单元为副，通过特殊的译码和译码方式把声音信号转化成可供PLC辨识的控制信号。接着

该控制系统的操作程式可对不同的喷泉及不同的光线进行调节，使得声音、光线、水流融为一体，从而实现立体的视觉效果。目前，对音乐信号进行实时监控，也就是对音频进行实时追踪与采集，将其转化成模拟或数码信号，并利用变频器的频率来对泵的状况进行控制，或者对电控阀门的工作方式进行检测，也可以对液力伺服阀门进行监控，对灯光进行操控。该控制方式无须预先对乐曲进行加工或修改，因而能够在任意情况下进行弹奏。从操控方法的角度来看，它可以分为无数种类型，比如：以MCU为中心，以PLC为中心；有的是“单电池”，有的是通过触点和阀门来直接进行操作，有的则是以先进的编程方式来完成各种奇妙的结果。一个可以自动调节的音乐喷水池的控制装置。形态和演奏的音乐可以在同一时间发生改变，并维持某种程度的相对稳定性，从而创造出一种精美绝伦的风景，体现了音乐的意蕴和主旋律。目前，音乐喷泉广泛应用于商场，景区，庭院，游泳池，公园等地。REF_Ref1668288902\r\h[2]。

（二）课题的研究内容本篇文章结合多种不同类型的仪器来设计音乐喷泉系统。首先，必须熟练地运用PLC，以达到设计控制器的需求。之后，声音信号作为一种控制信息，通过计算机将音频信号直接传送给数据获取模块，从而降低了外部因素造成的无谓的干扰，从而实现对频率转换的控制。这样，就可以让喷水池随著音乐的变换而改变。在此基础上，这个控制器的设计存在以下几个难点：第一点：选择PLC，需要有对应I/O端口数目的主机，因此还必须扩充我们的PLC。第二点：信号需要一个转换才能被接收。在该篇文章中，我们研制了一种将声音信号转化成电流信号的运放回路。第三点：频率转换的工作原则和设定的参数。一旦决定好了，就不要忘了要学习它的工作原理和工作方法。了解清楚变频调速的机理和工作模式，才能控制它正常地进行工作。另外还要设定变频调速系统的参数，设定正确的数值变频调速系统才能够精确地实现对水泵的精确控制，达到我们设计的目标。第四点：水泵的电机交替工作会在某段时间内产生一定的瞬态电压，从而影响到传输的稳定性；变频调速系统在运行过程中会产生很大的电流频率降低；费用问题，例如机器和装备费用；在此基础上，还应从系统的稳定与可扩充性两方面加以考量。为满足本项目的设计需求和以上问题，本文将各个章节的主要组成按以下顺序排列：第一章为导论，简要地阐述了该技术的历史发展和当下状况，并且对全文的主要研究目标做了简单的介绍。第二章是设计概述，大致得介绍了该PLC音乐喷头的控制系统以及其大致的总体设计以及其设计需求。第三章是对该项目所采用的PLC进行了详细的硬件设计介绍，并对该方案的性能进行了简要地阐述。和本系统所采用的PLC扩充模组、PLC与其他设备连接的线路、PLC输入/输出的分布等。第二节对变频调速系统的工作机理和实现方法进行了阐述。第四章主要阐述了控制软件的编程和流程顺序。重点介绍了PLC在该系统中的流程，并给出了它的工作流程图。请参阅附件一。第五章是对本论文的系统进行了测试。

二、系统的总体设计（一）喷泉平面示意图本次的方案是面向一个小的广场，一座不到25平方米的小型喷泉。在图2-1中显示了整体的音乐喷水池的布局方案（俯视图）。喷水池的总体形状为长方形，分为上层、中层和下层，在中层设置有八个泵头（MO~M7)，在上部和下部（包括中部的两侧）分别设置一套灯光（每套8个，总共16个）。通过一个变频调速的泵来对喷头M3和M4进行控制，并且各设置六个泵分别与喷头M0~2和M5~7相连。图2-1喷泉平面示意图（二）控制系统框图图2-2中显示了该控制体系的框图。本系统主要由西门子s7-200、变频器、喷头、灯等硬件构成。在接收到声音讯号后，转化成可被PLC监测到的讯号，然后由PLC进行数据处理和变换，按此来使变频器受控，并管理接触器，进而实现水压变化，实现了水流随着音乐律动变化的美景。图2-2控制系统框图

1.运放模块本板块将会描述一个运放程序的过程。并对系统中的数据传输、数据的获取等问题进行说明。这是一种由LM324组成的运放系统，通过将计算机产生的声音信号转换为直流电的形式，流通到plc。2.PLC模块该部分解释了选择plc型号的过程，并对PLC进行了简要的阐述。文中还给出了对于PLC的扩充模块的详尽的叙述。本文还介绍了在控制中如何实现输入/输出端口的配置，以达到对资源的有效使用、不产生浪费和降低生产成本的目的。并配有接线示意图。3.变频器模块本节重点介绍变频器机制和相关模型。变频器接收来自PLC的控制信息，并将其发送给泵电机，以控制泵电机的工作频率。4.其他硬件模块本模块的重点是系统的输出部分。它包括几组水泵和彩色的灯。水泵部分介绍了本项目中使用的水泵类型，并提供了相关的技术参数。彩灯部分介绍了适合这种设计的彩灯型号，并提供了相关的技术规格。三、硬件设计（一）运放模块计算机输出的音频信号是一个交流信号，二十毫安以内的直流信号是我们所需要的。因此，第一步是将计算机的声音输出转换为直流信号，然后进行转换，将其转换为二十毫安及以下的直流电。在下面的电路图3-1中可以看到，该系统采用LM324芯片进行数据变换，电流方向从左到右为进入至输出。通过VI对计算机的输出音频进行仿真，通过PR变换，可以调整输出的幅值。U1A将整流滤波进行放大从而转换为零至两伏特的直流信号，U1B作为缓存和隔离的功能，U1C和U1D将零到两伏特的直流电变换为零到二十毫安的交流电信号。系统所需的电源在R9的末尾可以获得。由于我们对所有的直流信号进行整流、滤波和转换，我们可以用一个电源完成电路。图3-1运放模块（音频信号转换为电流信号）该模块将语音信号的声音转换为模拟的电流或电压，而PLC会识别这一点。R9用于产生一个0-20mA的电压给PLC的模拟输出。

（二）PLC模块1.PLC介绍PLC属于数字操纵型机器，由于是微型计算机，所以它的尺寸较小，但性能很好。它是一种专门为实现自动化而设计的电子装置，具有存储功能，能在任何时候调用和使用。PLC包括CPU、供电、使用者命令及资料储存、I/O接口界面、数字模拟及其他功能元件。REF_Ref1672255354\r\h[3]该主机部件由CPU、内存组成。该系统能够对用户的软件进行实时监控，并对其进行实时监控。当数据被录入时，系统会立即进行分析（进行数据分析），并根据使用者的命令进行相应的运算，并将其输出。不仅如此，CPU还能对诸如使用者电脑、印刷机等的外部装置发出的要求作出不同的内部判定。REF_Ref37164097\r\h[5]

2.PLC型号的选择对PLC的选择必须从几个角度考虑：1）I/O值：这是衡量PLC尺寸规格的主要指标，在选择准备值时，通常应加15-20%。REF_Ref1673902440\r\h[6]2）内存容量：通常PLC的内存容量非常小，难以扩展。假设进一步升级和定制会有困难，应特别注意采购，以避免后期资金不足的现象。3）PLC的运行速度：当PLC运行时，普通工业设备允许输出的信号和其他设备的控制相比一般比输入信号慢，但有的时候这些要求不能被全部满足，这是因为其中有些设备需要立即对信号作出响应，如果存在延迟的情况的话，会影响系统的效果。所以在一般情况下，延迟通常都被控制在几毫秒之内。4）I/O扩展模块：在该控制系统中使用了哪些I/O方式，以及在系统运行时它们的参数设定和使用特定I/O模式的要求。此外，若该系统一些特定的控制，简单的比如温度设定以及位置设定；稍复杂的比如PID和波形控制等，适当运用智能化模组可以简化该系统的设计[7]。系统设计的输入-输出信号分析：输入：开始按钮和结束按钮。一个输入用于灯光控制，一个输入用于声音信号（模拟信号输入）。输出：1个变频器输出，0~7号LED灯的8个输出，6个分别连接到喷头M0~2和M5~7的泵。综上所述，总共有4个输入量，13个输出量。输入/输出端口是用PLC与外部装置（输入/输出装置）相联系的一部分。没有输入/输出端口就如同人类没有双手一样，这是PLC必须要用到的部件。一个输入端口接受诸如从按键、感应器、接触器、指示灯光等的讯号；输出接口的讯号（例如：变频器、触点、指示灯等）的输出。该系统采用了光电耦合器，降低了在信号传递时引起的电磁干扰，并增加了系统的可靠和稳定性。在正常情况下，小型计算机有几十个I/O端口，中型计算机有几百个，大型计算机有一千多个REF_Ref37164128\r\h[8]。考虑到所有这些因素，选择了西门子PLCS7-200CPU226系列PLC，并对其性能进行了分析。西门子公司设计的这款S7-200，属于微型的可编程控制器，可以达到本次的设计需求。本产品采用10-40台单片机，200型PLC，输入/输出端口，RS-485通信。尽管其结构简单，但是200系列PLC是众多小型控制器中最理想的选择。

CPU221,CPU222,CPU224,CPU224XP,CPU224XP,CPU224XP,CPU226,CPU226,I/O端口40，输入端口24，输出端口16。而且，它还能提供7个以上的扩展。针对PLC的输入功率和输出功率的差异，本课题采用CPU226作为AC/DC/RLY控制器。

3.PLC扩展模块的选择针对该控制电路的输入和输出端数量的需求，CPU226型PLC的输出功率仅为16点，因此在此基础上增加了一个数字输出模块。对于具有200个扩展单元的完整控制模型，最正确的解决方案是选择EM222数字输出。有两种输出类型--AC、DC，总共有8个输出点。因此选择了EM222进行研究。因为本文设计的该系统要求有一个模拟器的输出，又因为在CPU226上没有一个模拟器输入点，因此必须要设计一个模拟输入器。EM235包括1个模数输出和4个模数输入（通道A、B、C、D)（在附图3-2中显示了一个模拟器的模拟输入端子）。接着对关于EM235的相关信息进行了详细的说明。图3-2EM235输入输出接线图表3-1描述了EM235的常用技术参数。表3-1EM235常用技术参数模拟量输入特性模拟量输入点数4单极性电压取值范围0～1V0～5V0～10V0～50mV0～100mV0～500mV双极性电压取值范围±2.5V±10V±5V±1V±500mV±250mV±100mV±50mV±25mV电流取值范围0～20mA全量程范围格式0～32000(单极性)-32000～+32000（双极性）分辨率12位A/D转换器模拟量输出特性模拟量输出点数1电压范围±10V电流范围0～20mA电压格式-32000～+32000电流格式0～32000分辨率电压12位/电流11位表3-2描述了如何用DIP开关设置EM253，开关1~6共6种可选择。表3-2DIP开关类型EM235开关单/双极性增益衰减SW1SW2SW3SW4SW5SW6ON单极性OFF双极性OFFOFF×1OFFON×10ONOFF×100ONON无效ONOFFOFF0.8OFFONOFF0.4OFFOFFON0.2从上面的表格可以看出，在DIP转换器中，SW6确定了单极化：SW6在ON时是单极化的。OFF时，是一个双极的信号。SW4及SW5确定增益（均为ON时失效）。而衰减则是由SW1、SW2、SW3三个所共同作用的。本系统采用零到二十毫安的模拟电路，因此必须将SW6调至ON。注：6个DIP切换控制全部的输出设定。在安装后要再次插电以使其有效。4.控制系统的I/O口地址分配PLC的设计重点是绘制PLC的外部硬件接口。根据以上所选用的PLC类型和扩充模组，分别对各个I/O进行了分配。这个系统存在4个输入，23个输出。I/O的地址分布在表格3-3。表3.3I/O地址分配表信号器件名称功能I/O地址输入启动按钮SB1开始运行I0.0停止按钮SB2停止运行I0.1光控开关SA1控制灯光I0.2信号输入输入信号EM235的A+信号输入输入信号EM235的A-输出变频器ADC1+控制变频器EM235的V0调速信号变频器DIN1控制变频器的运行Q0.0KM21控制水泵M2的接触器KM21Q0.1续表3-3输出KM22控制M0的KM22Q0.2KM23控制M1的KM23Q0.3KM24控制M5的KM24Q0.4KM25控制M6的KM25Q0.5KM26控制M7的KM26Q0.6KM11灯开关Q0.7KM22灯开关Q1.0KM33灯开关Q1.1KM44灯开关Q1.2KM55灯开关Q1.3KM66灯开关Q1.4KM77灯开关Q1.5KM88灯开关Q1.6KM9B1灯开关Q1.7KM10b2灯开关Q2.0KM11b3灯开关Q2.1KM12b4灯开关Q2.2KM13b5灯开关Q2.3KM14b6灯开关Q2.4KM15b7灯开关Q2.5KM16b8灯开关Q2.65.PLC接线图PLC的输入端：该PLC的I0.0,I0.1端口分别连接到SB1,SB2.SB1控制启动，SB2控制关闭.I0.2连接到光控SAT1，只有在夜间SA1.EM235执行模拟信号接收。PLC输出：EM235和EM232共同控制模拟信号输出。EM235V0输出插座控制变频调速器，无极性；Q0.0用于控制变频调速器的启动和停止，从而调节水泵功率大小；Q0.7、Q1.0、Q1.0~1.7、Q2.0~2.4（共16个）分别控制整个音乐喷泉的灯光开关。在图3-3中可知，EM235模组在连接PLC时，其M端还必须接上地线。在输入端接线时，在将RX（未在附图中示出）和X+进行连接之后，将该电流输入信号的“+”端子连接到该电流输入信号上，否则无法进行该操作；若存在未利用的信道接口，则应将信道（连接正、负连接）；至于电压，不必象电流那样烦琐，只需把正、反相连上就好。图3-3PLC接线图（三）变频器模块1.变频器的工作原理变频器是一种将固定频率的交流电压转换为调节振幅和频率的装置。变频技术是一种新的高科技。通用异步电动机的频率调节。三相异步电动机的任何两个绕组都是反向的，即它们的电流方向是相反的，其中的旋转磁场也发生了变化，从而导致电机旋转方向。三相交流感应电机的转子速度：（3-1）在公式（3-1）中：n：转子转速；f：输入电流频率；s：转差率；p：旋转磁场的极对数。从上可得出结论，转速n与输入电流的频率f成正比。在通常条件下，速度s是很低的，所以，从电机的运行特性和对电机的充分使用来看，可以大致得到一个与同步速度相近或接近供电频率的异步速度。在进行变频器时，一般需要将气隙磁通维持在标称量，这取决于负荷的特性，因为如果提高，将会使得电机磁场经过饱和，进而引起激励电流升高，降低电流因素；如果减少，就不能完全地使用电动机功率[11]。变频调速装置是利用变频调速调节电机输出的电流，以确保电机的磁通量保持不变，不会产生过饱，防止电机线圈发热造成短路，达到安全运行的目的。（3-2)在式子（3-2）中，Eg：气隙磁通在每相定子感应的电动势；K、N1：与绕组结构有关的常数；ΦM：每极气隙磁通；N1：定子每相绕组串联匝数；f1：电源频率。为了使ΦM的值不发生变化，在改变频率f1的同时，Eg的幅值需要被同时变化，从而让电动机的感应电机和供电的频率之比为一个常数值，也就是利用恒电磁功率和频谱比例来实现。恒定电流比使用恒定的电压-频率比，即电机定子和电源频率之间的比率是恒定的。这种方法一般比较容易实施。上面提到的是基频之下的变频器，如果要调整基础频率，如果电机的电压继续上升，那么即使频率不断提高，也要将其维持在一个常数。这种方式又称为恒定功率。2.变频器的选型此次的MM440型变频器，简称为MM440，是一种能对频率进行调节的装置。该系列产品适用于三相电动机的转速和扭矩的调速器，具有很好的实用价值。单片机控制芯片，与IGBT（IGBT）电源相结合，形成了一套性能优良、可靠、多样的变频调速系统。1变频器西门子MM440内部框图，如下图所示。图3-4MM440变频器内部框图（1）图3-5MM440变频器内部框图（2）1）变频器接线端口MM440变频器有2个模拟I/O端口（ADC1和ADC2），如图3-6所示。在这种情况下，我们将只使用一个。将ADC1通道的DIP切换到OFF，并保持输出在0-10V电压范围内。REF_Ref37000732\r\h[13]图3-6用于ADC电流/电压输入的DIP开关逆变器的连接方式如图3-7所示。PLC的DIN1端子（Q0.0）与变频器速度控制DIN1端子（5号）相连，用于控制变频器速度开关。在系统运行过程中，PLC的动态模拟值被用来控制变频器，使泵的电机在不同的频率下同步，以达到变频的目标。图3-7变频器连线图2）变频器参数设置在使用变频设备之前，应将其重新设定为工厂设定。利用BOP/AOP面板设定对应的值：P0010=30、P0970=1，然后按住P，并启动重置操作。参数如下图所示。表3-4变频器参数设置参数号设置值说明P304380额定电压P30510额定电流P3074000额定功率P31050额定频率P3112900额定转速P07002I/O口端子控制P07031接通ON正转，OFF停止P10002模拟输入通道1（端子3,4）P10800限制电机运行的最小频率P108250制电机运行的最大频率P11201电机从静止状态加速到最大频率的时间P11211电机从最大频率降速到静止状态的时间P200050基准频率P07560ADC类型为0~+10V电压P07570标定ADC的X1值P07610ADC死区电压（四）其他硬件模块按照本发明的构造，本构造的系统的输出板既包括泵的马达，也包括彩色的灯，等等。下面给出了水泵和照明的选择。。1.水泵的选择按设计需求，此次设计的是小的广场喷泉。鉴于广场周围人流量和周围道路的复杂性，本次选用的水泵必须达到3~15米、流量15~150立方米的扬程，同时考虑到电力消耗，选用的水泵功率不能超过5kW。通过整体结构的设计，喷水池整体构型为长方形，中央一层8个喷嘴排列。中心2台喷嘴分别用一台大容量的水泵进行供水，并在泵站和喷嘴之间设置一道分流管，以达到均匀的流量。其余6台（两侧各3台）分别连接一台泵，供选用的动力更小。PLC通过与泵电动机相连接的接触器来完成对泵的启动和关闭。QS系列的喷泉水泵性能优良：电动机制冷效果好，工作高效，不会造成水垢的污染；结构集成、易于装配等。QSP-25-6-0.75系列泵适用于两侧的喷嘴。其参数如下：流量：25立方米每小时；扬程：6米；功率：0.75千瓦。QSP-25-9-1.1水泵适合用作中央喷头的水泵。其参数如下：流量：25立方米每小时；扬程：9米；功率：1.1千瓦。2.彩灯的选择LED潜水灯在水池中得到了普遍使用。在整体结构的上下两层（中间一层有模仿者）和左右两边。上面有7个，下面有7个，每边有1个，总共有16个。所有的潜水灯都是由不锈钢制成的，并用硅胶密封，密封性非常好，可以防止因漏水而造成电线短路。本案选择的潜水灯是屹立的SD-007系列。不锈钢，有良好的硅胶密封，没有水渗入。它有九个光球，每个光球的功率为1瓦，可以显示几种颜色（红、黄、蓝、绿、白等）。在安全的24伏交流电源上运行。四、控制系统设计控制系统的软件部分由PLC、变频调速电路组成。（一）PLC控制流程图在PLC的初始化后，先要确认SB1的状态，如果按下，接着再查看控制电路板的关闭状态，从而确定灯的开启和切换。按下启动键后，按照程序流程操作相关的装置。按下SB2后，PLC将会自动停机，频率转换装置也会随之终止。在表4-1中显示了PLC的控制图4-1PLC控制流程图（二）变频器控制流程图变频器启动后，PLC根据声音信息产生不同的数值，变频器根据不同的声音信号调整对电机的变频量。图4.2显示了变频器的工作图。图4-2变频器控制流程图

五、系统调试在整个系统设计中加入了一项测试。根据PLC流程，使用STEP7-Micro/WIN软件生成相应的梯形图，输出遵循".awl"格式进行仿真。梯形图在附录一中有详细描述，仿真结果在附录二中有详细描述。根据我们程序的操作，所有连接到I0.2的光控装置在白天都是断开的，所有的LED指示灯都关闭。当系统在此状态下运行时，按下控制按钮SB1，你会看到变频器控制的喷嘴M3和M4正在喷水，M0M1M2、M5M6M7依次喷水，水纹呈波浪形。按下停止喷水按钮SB2，停止喷水。晚上，与I0.2连接的灯光控制按钮关闭，此时打开系统，按下SB1，则变频器控制的喷雾器M3、M4将开始喷水，六个喷雾器M0M1M2、M5M6M7均处于循环位置，喷水，喷出的水纹呈波浪形。按下停止按钮SB2，停止喷水。在故障排除程序和治疗过程中出现的问题。(1)开关SB1和SB2不具有启动和停止功能。同时，检查梯形图是否已正确绘制，并可由M0.0快速检查。(2)当按下启动开关SB1时，设备被打开，泵M0,M1,M2,M5,M6,M7不能按照预定的顺序被打开。在启动过程中，找到适当的梯形图，将循环外壳中的常开量改为常开触点，如图所示，用于定时器。重新检查故障以验证错误。3）输入和输出问题的模拟。在这种情况下，PLC有一个0-20mA模拟信号和一个0-10V模拟信号，必须进行一次AD和一次DA转换。在这个梯度计划中，AIW输入信号通过转换指令（I_DI、DI_R等）、转移指令（MOV_R、MOV_W等）、浮点指令（SUB_R、MUL_R等）和整数计算（SUB_I、MUL_DI等）转换成相应的0-10V电压仿真值。

六、结论和期望本篇文章主要是音乐喷泉的控制系统，该系统由PLC对全系统进行全过程的监控，由变频器来控制一台与变频机连接的水泵，从而实现该设计的目的：对喷泉的变频调速控制。在设计I/O时，必须遵循布线简便、使用简便等基本原理，而程序设计中最重要的问题就是要弄清各输入、各器件的介面位置以及各器件在整个电路中的功能。变频调速器作为一种简便、高效的调速器，其运行中存在着许多问题，例如：调节的参数设定等。REF_Ref37164199\r\h[9]为了使系统的硬件与软件的有机融合，本文提出了一种基于软件的系统结构。软件的开发以梯形图形为主。因为这一次的控制装置并不需要太高的技术含量，并不像是一个多用途的大型的音乐喷泉，因此，这个过程并不是很繁琐。不过，想要在设计的时候做到得心应手，就必须要学会PLC和变频技术。参考大量的数据，在实践中不断地学习和完善电子控制系统的相关设计，从而增强其在实践中的应用。同时，该方案还可以增强学生的自主思维和实际思维。在此设计的时候也有些遗憾，因为是针对一个小的广场喷泉，为了节省开支，没有采用触摸屏幕。若要采用触摸屏幕，则会加强人与喷水池的直接交互，以达到更直观、更高效的效