变频器 可编程操纵器在黑色音乐喷泉系统中的应用[精彩].docx

变频器 可编程控制器在彩色音乐喷泉系统中的应用 引 言 二十一世纪是一个快速发展的世纪，是一个生活节奏快速，生活压力较大，生活质量要求提高的世纪， 那么随着生活水平的不断提高，科学技术的不断发展和审美思维的创新，以及人们城市化生活方式的提高，彩色音乐喷泉在城市和社区环境建设中起着尤其重要的作用。因此以高新技术为主的各种新型水景工程：音乐喷泉、超高喷泉、激光水幕电影、超大瀑布、百米跑泉、跳跳泉等，都在我国相继出现。程控花式喷泉是将现代控制技术应用于人工喷泉，通过可编程序控制器(PLC)来控制喷泉的水姿变化，成为一种新的喷泉艺术形式。PLC作为一种自动控制器，包含有基本的软硬件资源。本文采用了PLC控制技术，给出了PLC控制电路，水泵控制电路，彩灯控制电路。随着科学技术突飞猛进的发展，变频调速器技术正大步走进喷泉控制领域，发挥着不可替代的作用。通过变频调速技术对电泵进行调速，实现程序控制喷泉的高度，不仅能够进行多种水型切换，而且能控制喷泉水柱上下起伏。实现了对喷泉的水、光协调控制 要实现喷水高度的连续控制，就必须能够调节喷头出水水压，而通过调节水泵转速可以达到平滑调节水压的目的。水泵由电机来驱动，通过调节电机转速可以实现以上的要求。三相异步电动机通入工频电源，转速是不变化,变频器是专门针对电机调速装置。选用变频器来实现对三相电机的控制。由音源输出音乐信号，通过音频控制板输出的可变电压来控制变频器工作，进而实现控制水泵的转速，使水柱发生变化。LED灯用来显示喷泉的运行状态。喷泉在晚上运行时，会打开彩灯配合喷泉的花样。当变频器的控制电压为零时，变频器停止工作，水泵也会随之停止工作，达到关掉水泵的目的。 第一章 元器件选择 1.1 潜水泵的选择 根据喷泉的规模和设计要求，我们选择潜水泵的型号和数量，以及管路的口径，（以下案例为例） 图1 喷泉布置平面图 根据场地大小确定喷泉有几组造型，再确定各种造型的管路的半径。再根据设计要求如；出水量 水型高度等确定每台水泵的型号 1.2 PLC的选择 根据设计水泵的数量其他点位的需求本案例选择了20点的PLC 1.3变频器的选择 根据潜水泵的功率大小，本案例是8台(4台音控，4台程控)，每台3KW所以选择的变频器为15KW.。 1.4 交流接触器，热继电器的选择 根据潜水泵电流的大小选择匹配的交流接触器和热继电器 1.5 空气开关的选择 根据空气开关所带的负载和功能选择匹配的型号的空气开关 1.6 音频转换器为专利产品 第二章 工作原理 2.1 变频器工作原理 变频器的电源L1 L2 L3（见图2） 由控制柜中的空气开关或者交流接触器提供，变频器的U V W 输出到潜水泵电机，将变频器的信号输入端 11 12 13 分别接到音频转换器的输入端，并将X1 X2 X3 接到中间继电器的敞开触点，这样在音源（DVD VCD 电脑等）对音频转换器输出音乐信号时，音频转换器会有一个5V-10V的电压信号作用于变频器，控制变频器输出频率在0HZ-50HZ之间变换，从而达到对潜水泵电机的转数的控制，由于电机的转数有变化，出水量就不一样，从而达到了管路中水的压力的不同，体现在管路中喷头喷出水柱的高低变化不同，也就达到了随音乐变化的效果。变频器具体设置参数为 加速时间， 设置为0.1-0.8 可以使水柱柔和或者瞬间升起。 减速时间， 设置为0.1-0.8 可以使水柱柔和或者瞬间降落。 上限频率， 根据喷泉水柱的高度要求可以设置为50HZ以内的任何频率数值。 下限频率， 根据喷泉水柱的最低高度要求可以设置为50HZ以内的任何频率数值。 LED监视选择， 可以根据实际需要和监视习惯选择想要监视的运行参数显示。 多步频率设定， 可以根据设计和视觉效果对变频器的频率设计几个固定值，在PLC程序的控制下能够达到更多的造型组合，以便达到更强的视觉冲击效果。 图2 变频器的电路连接图 级数选择， 根据电机的级数不同选择2或4. 2.2 PLC工作原理 PLC的种类繁多，但其结构和工作原理则大同小异，一般由中央处理单元(CPU)存储器，输入、输出单元，编程器，电源等主要部分组成。 PLC的工作过程是循环扫描的过程， 用户程序通过编程器或其它输入设备输入存放在PLC的用户存储器中。当PLC开始运行时，CPU根据系统监控程序的规定顺序，通过扫描，完成备输入点的状态采集、用户程序的执行、各输出点状态的更新、编程器健入响应和显示更新、及CPU自检等功能。 PLC的扫