基于plc與變頻器控制的花樣噴泉設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 C 滲透到了位置控制、溫度控制、CNC 等各種工業控制中。加上 PLC 通信能力的增強及人機界面技術的發展，使用 PLC 組成各種控制系統變得非常容易。 ，深受工程技術人員歡迎 PLC 作為通用工業控制計算機，是面向工礦企 業的工控設備。它接口容易，編程語言易于為工程技術人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當接近，只用PLC 的少量開關量邏輯控制指令就可以方便地實現繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業控制打開了方便之門。 、建造工作量小，維護方便，容易改造 PLC 用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設備外部的接線，使控制系統設計及建造的周期大為縮短，同時維護也變得容易起來。更重要的是使同一設備經過改變程序改變生產過程成為可能。這很適合多品種、小批量 的生產場合。 ，重量輕，能耗低 以超小型 PLC 為例，新近出產的品種底部尺寸小于 100mm，重量小于 150g，功耗僅數瓦。由于體積小很容易裝入機械內部，是實現機電一體化的理想控制設備 變頻器的選型 變頻器在現代工業控制中起著很大的作用，現在社會上很多公司出品多樣的多功能的變頻器本人設計是通過 PLC 與變頻器構成的調速技術來控制每環噴水管的高度，我選用的是三菱 FRS520（ S） E 系列變頻調速器 ，通過 PLC 與變頻器和水泵的通信來控制花樣噴泉水的高度。本著調試方便，經濟適用原則，運行沒有太強噪音和 振動，環保，維護方便，抗干擾強，選擇了 FRS520（ S） E 系列 變頻器作為調速控制器件。其實物圖如圖 31 示。 基于 PLC 與變頻器控制的花樣噴泉設計 第 9 頁 共 33 頁 圖 31 FRS520（ S） E 系列變頻調速器 的實物圖 變頻調速器的特點 1．功率范圍： — (三相 200V FRS520E 系列 ) — (單相 220V FRS520E 系列 ) 5HZ 時 150%轉矩輸出 ，設定簡單快捷 PWM,實現更低噪音運行 斷速， PLD， 4— 20mA 輸入和漏源型轉換等多功能 RS485 通訊口 水泵的選型 由于噴泉的水泵必須滿足大功率快速精確起停，而且其輸出功率必須能夠精 確的進行控制 。我選用品牌為 DESHB(德士比） 的 噴泉泵 。具有以下優點： 結構緊湊；無需引水、使用簡便；雙端密封、電器保護；設計合理、性能優良；經久耐用、安全可靠。并且水 泵出口采用圓法蘭結構 ,電機為 F 級絕緣 ,適用于音樂噴泉等場合對電機頻繁啟動的要求 .葉輪具有防松裝置 ,不怕反轉 .其實物圖見其 32 所示： 圖 32 QYP 噴泉泵 的實物圖 基于 PLC 與變頻器控制的花樣噴泉設計 第 10 頁 共 33 頁 噴頭的選 擇 噴頭的介紹 ： 噴泉噴頭也稱噴泉噴嘴全部采用銅或不銹鋼制作，這樣具有黃金的色彩或銀光閃閃，噴頭顯得豪華氣派。其工藝精巧美觀，結構合理，性能高效節能 。 A 組位于中間位置，需要噴出雄壯并且噴射高度高得水柱，所以 A 組噴頭選擇直上噴頭。直上噴頭是在同一個配水室上安裝多角度直射噴嘴，這些噴嘴規格相同時，噴出的水姿雄壯筆直、粗狂美觀；這些噴嘴規格不完全相同時，大小噴嘴布設得當，噴出的水姿粗壯有力、層次分明、主題突出、是大型噴泉中心必備的主要噴頭。該噴頭也叫中心噴頭。可調節射流的方向。噴頭材質：鑄銅、不銹鋼 。 B 組噴頭的選擇 B 組位于 第二層的位置，所噴出的水柱應該比 A 組所噴出的水柱稍細比 A組所噴的水柱要低。所以我 B 組選擇可調直流噴頭。可調節直流噴頭在各種場合的噴水池中廣泛應用，這種噴頭裝有球形接頭，可沿垂直方向向 15 度進行調節。可調直流噴頭可組合各種不同形狀 C 組噴頭的選擇 C 組噴頭應該比 B 組噴頭噴射高度略低比 D 組略高，所噴水柱比 B 組水柱略粗壯、挺拔所以 C 組噴頭選擇樹冰形噴頭。樹冰形噴頭噴水時外觀效果龐大豐滿，粗壯挺拔，抗風力較強。噴頭安裝在導流筒 上端與水面齊平，噴水時能將池水帶出，形成粗大壯觀的水柱 。 D 組噴頭的選擇 D 組位于該噴泉的最 外側，水柱所噴高度應該最低，水量應該較大，擇所噴水柱比較靈動。所以選擇涌泉噴頭。涌泉噴頭也是加氣噴頭的一種，又稱鼓泡噴頭、珍珠噴頭。噴水時能將氣吸入，使水姿形成充滿空氣的白色水丘，水沫輕濺，古樸靈動。加氣噴頭用射流泵的原理，噴水時將空氣吸入，以少量的水產生豐滿的射流，噴出的水柱呈白色不透明狀，反光效果好。 電磁閥 的選型 電磁閥的選型電磁閥里有密閉的腔，在的不同位置開有通孔，每個孔都通向不同的水管，腔中間是閥，兩面是兩塊電磁鐵，哪面的磁鐵線圈通電閥體就會被吸引到哪邊，通過控制閥體的移動來檔住或漏出不同 的排水的孔，而進水孔是常開的，液壓水就會進入不同的排水管，然后通過水的壓力來推動水剛的活塞，活塞又帶動活塞桿，活塞竿帶動機械裝置動。這樣通過控制電磁鐵的電流就控制了機械運動現在常用的電磁閥的有：球閥、蝶閥、閘閥、止回閥、水下液壓閥、水下電磁閥、水下數控閥等。 電磁閥在選型時的注意事項： 一、適用性。根據持續工作時間長短來選擇：常閉、常開、或可持續通電當電磁閥需要長時間開啟，并且持續的時間多余關閉的時間應選用常開型。要是開啟的時間短或開和關的時間不多時，則優先選用常閉型。但是有些用于安全保護的工況，爐窯火焰監 測、鍋爐加溫系統，則不能選常開時，應選用可持續長期通電型。電磁閥在選擇時要注意：管路中的流體必須和選用的電磁閥系列型號中標定的介質一致。流體的溫度必須小于選用電磁閥的標定溫度。電磁閥允許液體粘度一般在 20CST 以下，大于 20CST 應注明。工作壓差，管路最高壓差在小于 時應選用如 ZS,2W,ZQDF,ZCM 系列等直動式和分步直動式；最低工作壓差大于 時可選用先導式（壓差式）電磁閥；最高工作壓差應小于電磁閥的最大標定壓力； 基于 PLC 與變頻器控制的花樣噴泉設計 第 11 頁 共 33 頁 一般電磁閥都是單向工作，因此要注意是否有反壓差，如有安裝止回閥。流 體清潔度不高時應在電磁閥前安裝過濾器，一般電磁閥對介質要求清潔度要好。注意流量孔徑和接管口徑；電磁閥一般只有開關兩位控制；條件允許請安裝旁路管，便于維修；有水錘現象時要定制電磁閥的開閉時間調節。注意環境溫度對電磁閥的影響。電源電流和消耗功率應根據輸出容量選取，電源電壓一般允許177。 10%左右，必須注意交流起動時 VA 值較高。 二、可靠性。電磁閥分為常閉和常開二種；一般選用常閉型，通電打開，斷電關閉；但在開啟時間很長關閉時很短時要選用常開型了。壽命試驗，工廠一般屬于型式試驗項目，確切地說我國還沒有電磁閥的專業標準， 因此選用電磁閥廠家時慎重。動作時間很短頻率較高時一般選取直動式，大口徑選用快速系列。 三、安全性。一般電磁閥不防水，在條件不允許時請選用防水型，工廠可以定做。電磁閥高標定公稱壓力一定要超過管路內的最高壓力，否則使用壽命會縮短或產生其它意外情況。有腐蝕性液體的應選用全不銹鋼型，強腐蝕性流體宜選用塑料王 SLF 電磁閥。 四、經濟性。有很多電磁閥可以通用，但在能滿足以上三點的基礎上應選用最經濟的產品 。 彩燈 選型 彩燈，又名花燈，是我國普遍流行的傳統的民間的綜合性的工藝品。彩燈藝術也就是燈的綜合性的裝飾藝術。 彩燈的產生，是從人類運用火、發明燈、制造燈具等發展而來的。隨著人們審美觀的變化，彩燈藝術得到了更大的發展，特別是隨著我國科學技術的發展，彩燈藝術更是花樣翻新，奇招頻出，傳統的制燈工藝和現代科學技術緊密結合，將電子、建筑、機械、遙控、聲學、光導纖維等新技術、新工藝用于彩燈的設計制作把形、色、光、聲、動相結合，思想性、知識性、趣味性、藝術性得到了完美的統一。 用于噴泉中的彩燈，無論它的性能還是它的各方面的參數，都有特別的要求。首先性能要求它要耐用，因為噴泉彩燈一般都是安裝埋在地下的，地下的周圍環境和地上迥然不同 ，這對彩燈的穩定性要求很高，又因為它是埋在地下，安裝拆卸時很麻煩，故不能故障頻發，影響噴泉的整體觀賞性；另外，對于彩燈顏色的要求也決定了噴泉的觀賞性，它的發光強度要至少滲透到水柱的 2／ 3 高度該噴泉用四組彩燈分別為紅，綠，黃，藍。從里到外分別對應A 處用紅色的彩燈， B 處為綠色的彩燈， C 處為黃色彩燈， D 處為藍色彩燈。因為噴泉用彩燈都是安裝在水下所以對光線的要求高，對安全性能的要求也要很高，同時對使用壽命要求要長。 LED 水下燈能夠達到上述的要求，因此本設計選擇 AC 220V LED 水下燈。 基于 PLC 與變頻器控制的花樣噴泉設計 第 12 頁 共 33 頁 硬件接線圖 系統的硬