华南理工大学广州学院本科毕业设计（论文）说明书
3.4 PLC设计
S7-200是西门子推出的小型PLC，S7-200系列PLC为单体式结构，配有RS-485通讯接口、内置电源系统和部分I/O接口。它体积小、运算速度块、可靠性高，具有丰富的指令，系统操作简便、便于掌握，可方便地实现系统的I/O扩展，性能价格比高，是目前中小规模控制系统的理想控制设备。
S7-200 PLC有5种CPU模块。CPU 226的本机数字量I/O为24入/16出，最多可扩展7个扩展模块，根据PLC数字量输出模块的驱动方式不同，它又分为晶体管输出（DC/DC/DC）方式和继电器输出（AC/DC/继电器）方式。根据本设计的控制要求，选择CPU 226 DC/DC/DC型PLC作为控制核心[15]。
根据系统控制要求，使用PLC的数字量输入模块接收来自音乐信号处理模块转换的8路开关量信号，经PLC内部CPU处理，通过输出模块控制彩灯和变频器，实现对变频器的数字控制。控制系统PLC的输入/输出点分配如表2-2和表2-3。
表3-6 PLC输入点分配表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 点号 I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 I1.0 I1.1 符合 Bit0 Bit1 Bit2 Bit3 Bit4 Bit5 Bit6 Bit7 K0 K1
意义 音频信号输入 音频信号输入 音频信号输入 音频信号输入 音频信号输入 音频信号输入 音频信号输入 音频信号输入 启动按钮 停止按钮 20
第三章 系统的硬件设计
表3-7 PLC输出点分配表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 点号 Q0.2 Q0.3 Q0.6 Q0.7 Q1.0 Q1.1 Q1.2 Q1.5 符合 KM1 KM2 KA1 KA2 DIN1 DIN2 DIN3 AIN+
意义 1#水泵工作 2#水泵工作 1#彩灯工作 2#彩灯工作 变频器速度一 变频器速度二 变频器速度三 变频器运行 启动按钮接入PLC的I1.0端子，停止按钮接入I1.1端子，I0.0—I0.7接收开关量信号，Q0.6和Q0.7端子直接控制两个LED灯组的变换。Q0.2和Q0.3用来控制水泵的起停，Q1.0—Q1.2用于控制变频器的输出频率选择。
PLC硬件连接图如图2-4所示。
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I0.0Q0.2Q0.3KM1KM21#水泵启停控制继电器2#水泵启停控制继电器1#彩灯亮灭控制2#彩灯亮灭控制开关量信号I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5I0.6I0.7K1Q0.6S7-200PLCQ0.7M1L+2L+2MQ1.5Q1.2Q1.1Q1.0CPU 226DC/DC/DC变频器AIN-变频器运行AIN+变频器速度3变频器速度2变频器速度1启动K2停止I1.0I1.11M图3-4 PLC控制端子连接图
3.5 本章小结
通过对变频器的工作原理以及控制方式、变频器的选型和PLC的工作原理及工作过程的概述，并列出相应的表格和流程图加以说明，更清晰地阐述了变频器和PLC的工作方式，为音乐喷泉硬件设计做基础。
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第四章 PLC控制系统软件设计
第四章 PLC控制系统软件设计
音乐喷泉的控制主要PLC完成，通过音乐的频率信号控制PLC的输出，变频器接受来自经PLC的开关量信号，控制变频器输出频率不同的交流电，从而使水泵的喷水状态不断变化，实现了喷泉喷水随音乐高低呈现不同的形态。同时PLC还控制水泵的启动停止并控制彩灯，实现彩灯组与音乐节奏的同步变换[19]。
4.1 PLC控制流程
PLC初始化后，首先检测启动按钮是否按下，进而选择控制电动机的启动，如果停止按钮按下则调至电机停止控制程序，停止电机工作。电动机启动信号作为变频器启动的初始条件，如果其中一台电动机启动工作即可启动变频器。PLC对变频器的控制室根据I0.0—I0.7读入的开关量数值，控制Q1.0—Q1.2的输出，进而达到选择预置变频器输出频率的目的。变频器预置了七个不同频率，分别为：20Hz、25Hz、30Hz、35Hz、40Hz、45Hz、50Hz。通过改变输出电流的频率来控制电机的转速，调节水柱的高低变换。两组彩灯与音乐节奏的强度有关，通过I0.0—I0.7的读入数值控制彩灯的高低变换，达到与音乐协同。系统控制流程如图4-1所示
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启动否启动按钮按下 是启动第一台水泵延时10s停止按钮按下 否启动第二台水泵否停止按钮按下 是停止第一台水泵停止第二台水泵控制彩灯随变频器输出频率闪烁选择变频器频率控制电机转速
图4-1 PLC控制程序流程图
如果PLC启动按钮按下，则PLC控制启动第一台水泵电机，经过10s延时后检测停止按钮的状态，如果停止按钮没有被按下，则顺序启动第二台水泵电机，如果停止按钮被按下则程序执行电动机停止程序，顺序关掉水泵电机。彩灯的控制与启动按钮的状态无关，程序运行后，彩灯就开始工作。如果2台电动机中的其中一台工作就可
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