基于PLC的音樂噴泉控制系統(tǒng)的設(shè)計

趙新 魏穎

沈陽工學(xué)院

基于PLC的音樂噴泉控制系統(tǒng)的設(shè)計

趙新 魏穎

沈陽工學(xué)院

本系統(tǒng)由歐姆龍CP1H型PLC作為控制核心，構(gòu)建一個音樂噴泉控制系統(tǒng)。在CX-Programmer軟件中對程序進行編譯，并通過組態(tài)王軟件將實時數(shù)據(jù)回傳，從而實現(xiàn)對系統(tǒng)的監(jiān)控。提出了一種新的方法來控制噴泉的變化，本設(shè)計將通過對音樂音頻信號的實時采樣，再通過變頻器對潛水泵進行變頻調(diào)速，利用各式噴頭的噴射、搖擺、旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)噴泉水柱高低、搖擺幅度、旋轉(zhuǎn)速度來實時地展現(xiàn)音樂的頻譜。

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)計方面，我們通過采用歐姆龍CP1H系列可編程控制器來對系統(tǒng)中的繼電器、撥盤開關(guān)、電機、傳感器以及其他的一系列電氣元件進行控制，從而保證整個系統(tǒng)的正常運行。

PLC是用于工業(yè)現(xiàn)場的電控制器。它通過運行存儲在其內(nèi)存中的程序，把經(jīng)輸入電路的物理過程得到的輸入信息，變換為所要求的輸出信息，進而再通過輸出電路的物理過程去實現(xiàn)對負載的控制。

2 軟件系統(tǒng)方案

本次設(shè)計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進行一個系統(tǒng)的編程。

在系統(tǒng)運行的自動方式下，我們將使用高速計數(shù)器0，用CX-P軟件進行設(shè)計，在本次設(shè)計中，我們還應(yīng)分別設(shè)計出系統(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、自動程序和手動程序三部分組成。

3 音樂噴泉控制系統(tǒng)原理圖

基于PLC的音樂噴泉控制系統(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三個端子上，對應(yīng)的輸出到潛水泵，潛水泵則接至U、V、W三個端子上，該控制系統(tǒng)電路中有熔斷、熱繼電器兩大保護裝置。而STF、RL、RM、RH則是控制調(diào)節(jié)輸出，通過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)計的關(guān)鍵部分是設(shè)計CP1H的外部電路，根據(jù)以上所選的CPU模塊型號、各擴展模塊的型號以及本機的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 音樂噴泉系統(tǒng)控制程序設(shè)計

在噴泉中，通過按鈕開關(guān)信號來控制CP1H:因為有4層噴水，因此用了1個變額器來控制4個水泵。

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 音樂噴泉控制系統(tǒng)組態(tài)通信

在通訊標準HostLink中，該標準支持PLC與組態(tài)王通過數(shù)據(jù)連接線進行實時通訊。在本次的設(shè)計中我們選擇的PLC的型號是CP1H-E40DR-A，想要實現(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，并且需要對一系列參數(shù)進行設(shè)定，還需要將地址準確無誤映射到組態(tài)王軟件的字典中。然后將程序下載到PLC，我們可以通過合適的數(shù)據(jù)傳輸線纜把實時的數(shù)據(jù)傳到組態(tài)王軟件中，實現(xiàn)控制。

[1]郭艷萍.李曉波.CP1H在自動噴泉控制中的應(yīng)用[J]漯河職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報（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)計與應(yīng)用[J].蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報．2016:6

魏穎