基于plc的音乐喷泉设计

基于plc的音乐喷泉设计摘要如今，喷泉工程与高科技的结合，使喷泉效果更加丰富、优美、愉悦、挥之不去。当把变频控制技术引入音乐喷泉控制系统时，水柱会随着音乐的速度变化，仿佛与音乐共舞，引人入胜。本文通过设计一个实用的小型音乐喷泉PLC控制系统，介绍了PLC在音乐喷泉控制系统中的应用。通过这一设计过程，我们可以更加熟悉PLC控制系统的设计步骤和方法，培养理论与实践、知识相结合的能力。关键词：PLC；小型音乐喷泉；电气控制系统设计

DesignofmusicfountainbasedonPLCAbstractNowadays,thecombinationoffountainengineeringandhigh-techmakesfountaineffectmorecolorful,graceful,pleasantandlingering.Whenthefrequencyconversioncontroltechnologyisintroducedintothemusicfountaincontrolsystem,thewatercolumncanchangewiththespeedofmusic,asifitisdancingwiththemusic,fascinating.ThispaperintroducestheapplicationofPLCinmusicfountaincontrolsystembydesigningapracticalsmallmusicfountainPLCcontrolsystem.Throughthisdesignprocess,wecanbemorefamiliarwiththedesignstepsandmethodsofPLCcontrolsystem,andcultivatetheabilityofintegratingtheorywithpracticeandknowledge.Keywords:PLC;smallmusicfountain;electricalcontrolsystemdesign

目录摘要 IAbstract II1绪论 11.1课题背景 11.2研究意义 11.3研究现状 21.4PLC概述 21.4.1PLC的原理介绍 21.4.2西门子S7-300编程软件概述 42系统方案论证 52.1方案分析 62.2方案选择 83系统硬件设计 93.1控制系统的结构 93.2PLC的选型 93.3I/O分配表 103.4控制系统主电路 104系统软件设计 124.1控制系统流程图 124.2指令介绍 124.3系统主程序 135监控界面的设计 165.1WinCC软件的介绍 165.2建立WinCC与可编程控制器之间的通讯 165.3程序调试 18总结 21致谢 22参考文献 23附录 241绪论1.1课题背景随着人民生活水平的提高，人们对环境的要求越来越高，人们对城市环境的建设越来越重视。喷泉作为一种极具观赏价值的艺术水景，不断出现在城市广场、公园等公共场所。早期的喷泉是固定的，可调节的，看起来很单调。随着科学技术的发展，音乐喷泉已进入我市。音乐喷泉是现代科技与艺术的融合。音乐喷泉是喷泉图形、彩灯和音乐旋律的有机整体。随着音乐旋律和节奏的变化，各种喷泉形状也相应地相互配合和变化。在五颜六色、绚丽多变的灯光照射下，音乐喷泉形成了一道奇观壮观的景观。音乐喷泉起源于1930年，德国首先提出了喷泉的概念，经过多年的发展，其音乐喷泉的设计和建造已变得越来越庞大和复杂。随着我国经济水平的不断发展，在20世纪80年代中期，中国还引进并建设了一批音乐喷泉，在美化环境、活跃人们的文化生活方面发挥了良好的作用。通过学习和引进国外先进技术，结合自身的研发，喷泉的外观不断更新，各种新型水型层出不穷。音乐喷泉还可以与水上电影、激光表演和舞台表演相结合，产生令人难忘的艺术效果。我国有数百家喷泉水景设备厂。经过这些年的不关竞争发展，国内出现了一些在音乐喷泉建设方面有实力的公司，能够独立承担建设超大型的喷泉水景工程，也已经建设了世界上一些具有竞争力的项目。总体而言，我国喷泉景观技术已达到国际先进水平，其建设规模和市场需求较其他国家更难以比拟。1.2研究意义原音乐喷泉控制系统采用音乐的主要音素（频率、振幅、音色和节奏）来控制图案组合变化、水柱高度、距离变化和浅颜色组合的喷水。音乐喷泉是现代科技与艺术的结合。用喷泉来表达音乐的美感是很愉快的。目前，各种控制系统实现的音乐喷泉很多，取得了良好的效果。音乐喷泉可以利用音乐的高频、中频、低频频段来控制喷泉的形态。缺点是在频域上表现不佳，不能很好地体现音乐的内涵。针对这些问题，本文提出了一种控制喷泉变化的新方法。通过对音乐音频信号的实时采样，利用变频器对潜水泵进行变频调速。喷洒、摆动和旋转各种喷头用于实现喷泉水柱的高度、摆动幅度和旋转速度，以实时显示音乐谱。1.3研究现状北京石景山古城公园的音乐喷泉在音乐的悠扬声中可以产生五种或六种变化，有时像银伞一样旋转，有时像玉带一样漂流，有时像金蛇一样跳舞，有时像昙花、菊花、扶桑、莉莉和曼陀罗一样飞溅飞溅。这是一个音乐喷泉建于80年代初的中国。南昌秋水广场以“落云与孤鸟齐飞，秋水与天空同色”的意境而得名。秋水广场是以喷泉为主题的大型休闲广场，集旅游、观光、购物于一体。其音乐喷泉是最具吸引力的一个，这是中国最大的音乐喷泉集团。喷泉占地面积12000平方米，主喷泉高128米。这是南昌的一道美丽的风景，人们可以一边欣赏音乐一边欣赏滕王阁。香格里拉酒店的音乐设计和效果也值得借鉴。它被安排在一个宽敞的，稍微倾斜的大面积空间。它由圣淘沙站前的一个长喷泉组成，是一系列长达数百米的综合喷泉。音乐喷泉位于喷泉系列的顶部。舞台是由一个西方的半圆柱形的走廊堆叠在假山上，分为三层。白天，假山瀑布和两侧的喷泉与三层水池相结合，形成了一个更加优雅、优美的水景花园。晚上，它有一个五彩缤纷，美丽的喷泉景观。整个舞台区东西宽近100米，南北深40米。它已成为亚洲最大的音乐喷泉之一。它展现了壮丽的水景之美。以上音乐喷泉从建筑环境、音乐旋律、水上舞蹈表演等方面展现了音乐喷泉的优美姿态，但都是大型音乐喷泉，其控制系统大多采用PLC逻辑编程控制，成本高，流量需求大。一般来说，它们是专门定量设计的。即便如此，国内外音乐喷泉控制系统的设计已达到成熟水平，并有专门的厂家提供设计、喷泉设备及安装服务。目前，国内音乐喷泉逐渐向智能化、分散化、一体化、多样化方向发展，对喷泉控制系统的设计也提出了更高的要求。1.4PLC概述1.4.1PLC的原理介绍图1.1SETP7组成结构（1）CPU中央处理单元，起“心脏”作用。中央处理单元(CPU)一般由控制器、运算器和寄存器组成，这些电路都集成在一个芯片内。CPU通过数据总线、地址总线和控制总线与存储单元、输入输出接口电路相连接。与一般计算机一样，CPU是PLC的核心，它按PLC中系统程序赋予的功能指挥PLC有条不紊地进行工作。用户程序和数据事先存入存储器中，当PLC处于运行方式时，CPU按循环扫描方式执行用户程序。CPU的主要任务有：控制用户程序和数据的接收与存储；用扫描的方式通过I/O部件接收现场的状态或数据。并存人输入映像寄存器或数据存储器中；诊断PLC内部电路的工作故障和编程中的语法错误等；PLC进入运行状态后，从存储器逐条读取用户指令，经过命令解释后按指令规定的任务进行数据传送、逻辑或算术运算等；根据运算结果，更新有关标志位的状态和输出映像寄存器的内容，再经输出部件实现输出控制、制表打印或数据通讯等功能。不同型号的PLC其CPU芯片是不同的，有采用通用CPU芯片的，有采用厂家自行设计的专用CPU芯片的。CPU芯片的性能关系到PLC处理控制信号的能力与速度，CPU位数越高，系统处理的信息量越大，运算速度也越快。PLC的功能是随着CPU芯片技术的发展而提高和增强的。（2）存储器PLC存储器分为系统程序存储器和用户存储器。系统程序库用于存储系统程序，包括管理程序、监控程序和对用户程序进行编译处理的解释程序。由只读存储器和ROM组成。厂家使用，内容不能更改，电源不消失。用户存储:分为用户程序存储区和工作数据存储区。由随机存取存储器(RAM)组成。由用户使用，停电消失。高效锂电池是常用的备用电源，使用寿命可达3~5年。lc的基本结构基本相同，主要由CPU、电源、存储器和输入输出接口电路组成。CPU单元通常由控制器、算术单元和寄存器组成。CPU通过地址总线、数据总线和控制总线与存储单元、输入输出接口、通信接口和扩展接口相连接。CPU是PLC的核心，它不断地收集输入信号，执行用户程序，刷新系统输出。PLC的存储器包括系统存储器和用户存储器两种。系统存储器用于存放PLC的系统程序，用户存储器用于存放PLC的用户程序。现在的PLC一般均采用可电擦除的E2PROM存储器来作为系统存储器和用户存储器。（3）输入/输出电路输入电路：光电耦合器由两个发光二极度管和光电三极管组成。发光二级管：在光电耦合器的输入端加上变化的信号，发光二极管就产生与输入信号变化规律相同的光信号。光电三级管：在光信号的照射下导通，导通程度与光信号的强弱有关。在光电耦合器的线性工作区内，输出信号与输入信号有线性关系。输入接口电路工作过程：当开关合上，二极管发光，然后三极管在光的照射下导通，向内部电路输入信号。当开关断开，二极管不发光，三极管不导通。向内部电路输入信号。也就是通过输入接口电路把外部的开关信号转化成PLC内部所能接受的数字信号。输出电路：PLC的继电器输出接口电路工作过程：当内部电路输出数字信号1，有电流流过，继电器线圈有电流，然后常开触点闭合，提供负载导通的电流和电压。当内部电路输出数字信号0，则没有电流流过，继电器线圈没有电流，然后常开触点断开，断开负载的电流或电压。也就是通过输出接口电路把内部的数字电路化成一种信号使负载动作或不动作。还有特别用来输入/输出模拟电流信号和高速脉冲信号的特殊结构，例如：模数/数模转换模块、高速计数模块等。（4）编程器编程器分为两种，一种是手持编程器，方便，我们实验室使用的就是手持编程器。二种是通过PLC的RS232口，与计算机相连，然后敲击键盘，通过NSTP-GR软件（或WINDOWS下软件）向PLC内部输入程序。1.4.2西门子S7-300编程软件概述西门子S7-300是德国西门子公司生产的S7系列的PLC，具有功能强、速度快的特点，它紧凑、无槽位限制的模块化结构易于扩展，是目前国内应用较多，性价比较好的高性能PLC。S7-300PLC是模块化组成结构，主要组成部分有导轨（RACK）、电源模块（PS）、中央处理器CPU模块、接口模块（IM）、信号模块（SM）、功能块（FM）等。中央处理单元（CPU）：各种CPU有各种不同的性能，如有的CPU上集成有输/输出点，有的集成有PROFIBUS-DP通讯接口。信号模块（SM）：用于数字量和模拟量的输入/输出。功能模块（FM）：用于高速计数，定位操作和闭环控制。负载电源模块（PS）：用于将SIMATICS7-300连接到120/230伏交流电源或24/48/60/110伏的直流电源。接口模块（IM）：用于多机架配置时连接主机架（CR）和扩展机架（ER）。下面就常用模块做简单介绍：（1）中央处理单元CPU模块S7-300有CPU312IFM，CPU313，CPU314，CPU315，CPU315-2DP等中央处理单元可供选择。CPU312IFM模块上集成有10个数字量输入点和6个数字量输出点。其余模块上不带有集成I/O端口，其存储器容量、指令执行速度、可扩展的I/O点数、计数器/定时器数量、软件块的数量等随序号的递增而增加。CPU315DP除具有现场总线扩展功能外，其它特性与CPU315相同。（2）数字量模块S7-300有多种型号的数字量I/O模块供选择，如数字量输入模块SM321、数字量输出模块SM322、数字量I/O模块SM323，此外还有仿真模块SM374，占位模块DM370等。数字量输入模块将现场过程送来的数字信号电平转换成S7-300内部信号电平。输入信号进入模块后，一般都经过光电隔离和滤波，然后才送入缓冲区等待CPU采样。采样时，信号经过背叛总线进入到输入影响区。（3）模拟量模块S7-300模拟量模块的输入范围很宽，它可以直接输入电压、电流、电阻、热电偶等信号。模拟量输入模块SM331有两种型号：一种是8*12位模块，另一种是2*12位模块。前者是8通道的输入模块，后者是2通道的输入模块。模拟量的输出模块SM332有2*12和4*12位两种形式的模块。前者是2通道的模拟量输出模块（AO），后者是4通道的模拟量输出模块，SM332可以输出电压，也可以输出电流。（4）电源模块PS307是西门子为S7-300特别提供的24V直流电源。PS307系列模块除输出电流不同（2A、5A、10A）外，其工作原理和各种参数都一样。（5）功能模块S7-300有一些专用的功能模块，高速布尔处理器FM353-5，定位模块FM535，闭环控制模块FM355，超声波位置解码器模块FM338。2系统方案论证音乐喷泉作为一项人工环境工程，将音乐之美与喷泉有机结合，给人以愉悦的感觉。目前，有越来越多的方法使用不同的控制器来实现音乐喷泉。如何实现最佳控制，给人最美的观赏效果？本设计从多方面分析和探讨了该问题的解决方案。在收集、整理和继续深入研究和了解本课题控制系统各个方面的基础上，根据课题的设计要求和小音乐喷泉在人民医院应用的实际情况，全面介绍和解释本课题的控制系统。控制系统以日常生活、继电器、单片机和PLC为主要控制设备。比较了各种方案的优缺点，论证了方案的选择。2.1方案分析小型音乐喷泉的控制系统，要求具备如下功能：（1）广场乐曲播放；（2）水型与乐曲同步；（3）水型的演示的控制；（4）彩色灯光的控制；（5）强制停止功能。1、方案一：继电器-接触器控制系统与其他系统相比，该系统结构简单，易于理解和掌握，设计成本相对较低。但从其在大小音乐喷泉系统中的应用来看，该系统存在以下缺点：（1）触点易磨损，电接触不良。在喷泉系统中，需要的继电器和接触器数量相当大。因此，在该控制系统中，如果一个触点接触不良，整个系统将瘫痪。很难找到故障部件，维修也很繁琐。（2）触点闭合缓慢由于控制系统要求与音乐同步，并能实时显示音乐信号的变化，因此接触器动作缓慢、延时过大是系统的缺点之一。另外，控制系统能耗大，维护工作量大，降低了系统的经济性。维护困难是系统的致命弱点。由于采用了继电器控制，继电器的使用寿命不长，需要经常更换，许多继电器很难发现故障。综上所述，由于系统的诸多缺点，继电器-接触器系统仅在反应速度、精度和实时性要求不高的情况下使用。随着科学技术的进步，这种控制系统逐渐被淘汰。2、方案二：单片机控制系统单片机控制系统的成本远低于继电器-接触器系统。其优点是：可制成特殊的控制系统，程序固化，保密性强，可靠性高，操作简单，维护方便。在许多小型音乐喷泉控制系统中，最适合的应该是以单片机为控制核心。一般的城市广场和一般的居民区适用小型的音乐喷泉，这种小型的音乐喷泉控制要求简单，使用单片机可以完全满足要求，并且由于其成本低，更容易推广，这是音乐喷泉未来的发展趋势。3、方案三：PLC控制系统经过几十年的发展，PLC技术越来越成熟，应用范围越来越广泛，几乎渗透到各行各业。在许多控制应用系统中，以PLC为核心的控制系统逐渐成为理想的控制系统。其主要特点如下：（1）硬件的可靠性PLC适用于恶劣的工业环境。设计精良的PLC可置于电气噪声、电磁干扰、机械振动、极端温湿度等环境中。由于PLC本身的高可靠性，大部分故障发生在输入/输出部分，以及传感器、限位开关、光电开关、电磁电机等外围设备上，便于维修和维护。（2）编程简单，使用方便为了实现计算机自动控制，通常采用汇编语言进行编程，难以掌握。用户必须具备一定的计算机硬件和软件知识。PLC采用“自然语言”编程，面向控制过程和问题，易于掌握。电气技术人员容易接受，编程容易，程序变更时修改容易，非常灵活方便。（3）接线简单，通用性好连接简单，工作量小，省去了传统继电控制系统的连接和断开故障。PLC的编程逻辑提供了一个“布线网络”，可以根据需要进行更改，从而可以随意改变生产线的自动化过程。该性能使PLC具有较高的经济效益。用于连接现场设备的硬件接口实际上是PLC的一部分。模块化的自诊断接口电路可以指出故障，并易于排除故障和更换故障部件。这种硬件和软件设计使现场电工和技术人员易于使用。（4）连接到控制网络系统PLC可以连接一个强大的网络系统。网络可以分为两种类型：一种是低速网络，它使用主从模式进行通信。传输速率从数千波特到数万波特，传输距离为500-2500m；另一个是高速网络，采用令牌传输方式进行通信。传输速率为1-10Mbps，传输距离为500-1000米，网络节点可达1024个。（5）安装维护方便。PLC安装简单，功能强大。它体积相对较小，可以安装在一般继电器控制箱所需的一半空间内。当继电器系统改为PLC系统时，PLC的小模块结构使其能够安装在继电器附近，并与现有终端相连。只要输入/输出设备连接到终端，更换非常方便。2.2方案选择对于音乐喷泉的成败，最重要的是看流出的水是否有音乐感。PLC的主要功能是处理音乐信号，然后将处理过的信号传送给下一个级别的控制设备，根据音乐节奏波动和动态变化来控制所需的水型和照明，因此，音乐喷泉真正实现水上芭蕾的艺术效果。PLC的精确、精确、快速、稳定的特点和多点控制的功能，使其成为现代高科技音乐喷泉工程不可缺少的设备。通过对上述方案的分析，可以看出系统理论上可以采用三种控制器：继电器-接触器控制、单片机控制、PLC控制等。综上所述，比较三种不同类型的控制器，可以明显看出PLC作为控制器在小型音乐喷泉控制系统中的优势更加明显和突出。因此，在该音乐喷泉控制系统中，选用PLC作为控制器。

3系统硬件设计3.1控制系统的结构硬件系统主要由PLC、A/D转换模块、变频器、潜水泵、照明等组成。通过PLC对外部音频信号进行采样和转换，控制变频器和故障继电器的动作，以满足控制系统的要求，实现音乐与喷泉的完美实时结合。音乐喷泉控制系统的硬件组成如图3.1所示。图3.1音乐喷泉控制系统硬件结构图3.2PLC的选型在众多PLC中，有松下FP1系列PLC、西门子S7-200系列PLC、华光SU-6B系列PLC、三菱FX2N系列PLC等产品。本系统采用西门子S7-200CPU226PLC，24路输入16路输出，40个数字I/O点。由于系统输出点需要24个点，所以采用数字扩展模块。目前，S7-200系列可提供三类九种数字输入输出扩展模块。（1）EM221，数字输入（DI）扩展模块，带8个直流输入，光电耦合隔离。（2）EM222，数字输出（DO）扩展模块，有两种输出类型：8DC24V输出；8继电器输出。（3）EM223，数字混合输入/输出（DI/DO）扩展模块，有六种输出类型：DC24V输入4点/输出4点；DC24V输入4点/继电器输出4点；DC24V输入8点/继电器输出8点；DC24V输入16点/输出16点；DC24V输入16点/继电器输出16点。从上述输出点数来看，系统采用数字输出扩展模块EM222，8DC24V输出型。3.3I/O分配表I/O模块分为数字量输入、数字量输出、模拟量输入和模拟量输出4类。CPU分配给数字量I/O模块的地址以字节为单位，一个字节由8个数字量I/O点组成。扩展模块I/O点的字节地址由I/O的类型和模块在同一类I/O模块链中的位置来决定。本设计选择SM332作为PLC的I/O模块，其I/O接口都是配对模块，I为输入、Q为输出。用于连接电磁阀、接触器、小型电机、灯和电机起动器。表4-1音乐喷泉的I/O分配表输入启动按钮I0.0停止按钮I0.1花样选择开关1I0.2花样选择开关2I0.3花样选择开关3I0.4自动运行按钮I0.5输出花样1报警Q0.01号喷头组Q0.1Q1.1Q2.12号喷头组Q0.2Q1.2Q2.23号喷头组Q0.3Q1.3Q2.34号喷头组Q0.4Q1.4Q2.43.4控制系统主电路控制系统的主电路图主要包括两个主要部分：变频器和潜水泵。变频器的电源线直接取自三相交流电，分别接R、S、T端子，相应输出至潜水泵。潜水泵与U、V、W端子相连。控制系统电路中有两个保护装置：保险丝和热继电器。STF、RL、RM和RH通过改变终端组合来控制潜水泵的输出和速度。具体控制系统的主电路图如图3.3所示。图3.3控制系统主电路图

4系统软件设计4.1控制系统流程图音乐喷泉的程序控制流程图见图4.1所示。图4.1系统控制流程图如图，通电后，进入工作状态。如按下启动按钮，喷泉装置进入准备工作状态，若不按，则回到初始状态。接着选择喷水花样，共三种喷水花样可供选择。如不选择喷水花样，系统则只保持通电状态。如按下花样选择开关，喷泉按照设定的程序开始运行。如果按下停止按钮，系统则停止运行，如果不按停止按钮，系统则按照选择的花样继续运行下去直到按下停止按钮。4.2指令介绍1、操作指令PLC的位操作指令主要实现逻辑控制和顺序控制，传统的继电器-接触器控制系统完全可以用S7-200的位操作指令来完成。（1）基本逻辑指令a)装载指令LD（Load），LDN（LoadNot）与线圈驱动指令=（Out）b)触点串联指令A（And），AN（AndNot）c)触点并联指令O（Or），ON（OrNot）d)置位/复杂位指令S（Set）/R（Reset）（2）定时器指令：接通延时定时器指令TON（On-DelayTimer）（3）计数器指令：递增计数器指令CTU（CounterUp）（4）比较指令：整数比较指令2、运算指令运算指令包括算术运算指令和逻辑运算指令。算术运算包括加法、减法、乘法、除法及一些常用的数学函数；在算术运算中，数据类型为整型INT，双整型DINT和实数REAL。逻辑运算包括逻辑与、逻辑或、逻辑非、逻辑异或，以及数据比较，数据类型为字节型BYTE，字型WORD，双字型DWORD。（1）加法指令：整数加法指令+I（2）除法指令：完全整数除法指令DIV3、数据处理指令数据处理指令包括数据传送、移位、交换、填充指令。4、表功能指令（1）填表指令ATT（AddToTable）（2）表中取数指令：先进先出指令FIFO（FirstInputFirstOutput）5、转换指令：字节与整数转换指令BTI（ByteToInteger）4.3系统主程序系统的主程序见图4.2。此时，系统处于停止工作状态。图4.2喷泉系统主程序M表示辅助继电器，I表示输入继电器，Q表示输出继电器。I0.5是一个独立的启动按钮，负责启动自动运行。当按下I0.5的时候，系统按照花样1-花样2-花样3的顺序循环运行。当按下停止按钮I0.0的时候，立即停止自动运行，改为手动选择花样。本系统共有三种花样可供选择，因此程序分为四个部分，即一个主程序，三个子程序。第一种花样为1、3号同时得电，2、4号同时得电，因此出现故障的可能性较大，例如1、2号同时得电。当出现此类故障的时候，Q0.0的作用是报警并断电。而且如果要改变为其他的喷水方式，只需要改写子程序，即可达到改变喷水方式的目的。本系统成本不高，安装方便，因此适合于多种场所。而且喷水花样丰富，观赏性较强。

5监控界面的设计5.1WinCC软件的介绍西门子视窗控制中心SIMATIC WinCC（Windows Control Center）是HMI／SCADA软件中的后起之秀，1996年进入世界工控组态软件市场，当年就被美国Control Engnieering杂志评为最佳HMI软件，以最短的时间发展成第三个在世界范围内成功的SCADA系统；而在欧洲，它无可争议地成为第一。在设计思想上，SIMATICWinCC秉承西门子公司博大精深的企业文化理念，最全面的性能、最先进的技术、最开放的系统HMI/SCADA软件是WinCC开发者的追求。Wincc是根据世界上使用的系统来设计的，所以从一开始就适合世界上主要厂家生产的控制系统，如AB,Modicon,GE等，并且通讯驱动的种类还在不断增加。通过OPE的方式，WinCC还可以与更多的第三方控制器进行通讯。WinCCV6。O标准MicrosoftSQLServer2000(WinCCV6.0以前版本与Sybase)为生产数据归档数据库,和web浏览器的功能,可以使经理和主管在办公室看到生产过程的动态图像,更好的生产调度命令,是一个工业企业的MES生产实时数据平台软件和ERP系统的首选。作为SIMATIC全集成自动化系统的重要组成都分，WinCC确保与SIMATIC S5，S7和505系列的PLC连接的方便和通讯的高效；WinCC与STEP 7编程软件的紧密结合缩短了项目开发的周期。此外，WinCC还有对SIMATIC PLC进行系统诊断的选项，给硬件维护提供了方便。5.2建立WinCC与可编程控制器之间的通讯WinCC与SIMATICS7PLC的通讯WinCC提供了一个称为SIMATICS7PLCProtocolSuite的通讯驱动程序。此通讯驱动程序支持多种网络协议和类型，通过它的通道单元提供与各种SIMATICS7-300和SIMATICS7-400PLC的通讯。具体选择通道单元的类型要看WinCC与自动化系统的连接类型。启动WinCC的软件，单击创建则一个新的工程就建立了。使用WinCC来访问自动化系统（PLC）的当前过程值，则在WinCC与自动化系统间必须组态一个通讯连接。通讯将由称作通道的专门的通讯驱动程序来控制。WinCC有针对自动化系统SIMATICS7的专用通道。添加一个通讯驱动程序，右击浏览窗口中的“变量管理”，在快捷菜单中选择“添加新的驱动程序”，如下图5.1所示：图5.1添加新的驱动程序在“添加新驱动程序”对话框中选择SIMATICS7协议套件。点击驱动程序前显示的“+”将显示当前驱动程序所有可用的频道单元，系统选择MPI。右键单击MPI通道单元，从快捷菜单中选择“添加新驱动程序连接”菜单项，并在稍后打开的“连接属性”对话框中输入逻辑连接名newconnnection，单击ok。添加好驱动程序以后建立过程变量。右击MPI下的”newconnnection”握手连接，选择新建变量在此建立过程变量并设置参数，具体如下图5.2所示。图5.2建立过程变量添加好驱动程序以后建立过程变量。右击MPI下的”newconnnection”握手连接，选择新建变量在此建立过程变量并设置参数，具体如下图：图5.3变量属性设置对话框5.3程序调试本系统采用S7-PLCSIM仿真软件调试程序。（1）在程序调试之前，首先点击SETP7的SIMATICManager工具条中的“SimulationOn/Of”按钮，窗口中自动出现CPU视图对象。与此同时自动建立了SETP7与仿真CPU的连接。（2）下载硬件组态。在SIMATICManager中，选择工程，选择PLC->Clear/Reset，可以清除原来的配置信息。把开关拨到ST，再转到RUN位置。则CPU开始运行。在HW-CONFIG窗口中，选择saveandcompile，选择PLC->DownLoad。（3）将程序下载到PLC中。在SIMATICManager中，选中工程，选择PLC->Clear/Reset，可以清除原来的配置信息，之后选择PLC->Download，就可以将整个程序下载到PLC中了。（4）监控程序的运行。在把程序下载到PLC之后，为检查程序运行是否正确，看WinCC中的S7地址是否连接正确，具休如下图5.6所示。图5.6连接参数MPI在SIMATICManage中可以监控程序的运行，选择工具栏上的监控按钮，就可以看见程序的运行状态，同时可以看到程序运行中数据的变化和传递。图5.7监控图像

总结随着科学技术的不断发展和人民生活水平的不断提高，音乐喷泉在许多城市广场上随处可见。音乐喷泉，顾名思义，是指喷泉的水型随音乐的旋律而有规律地变化，在人们的视觉和听觉上形成和谐统一，使人们在精神上感到快乐。音乐喷泉设计涉及到音乐分析、给排水、电气、通信、自动控制等多个专业领域，因此音乐喷泉行业是一个非常全面的行业，成功实施音乐喷泉项目需要上述专业人士的密切合作。本文是一个以可编程逻辑控制器为基础，结合我的知识，面向应用设计的课题。本人对音乐喷泉的基本流程有了详细的了解，并设计了其喷泉控制系统的自动控制系统。在整个设计过程中，我在自学自学的前提下，深入了解电气控制系统的各个方面的知识，熟练掌握PLC控制技术的理论知识和应用的各个方面，逐步提高电气控制系统设计的实际工作能力，并从中吸取经验教训。理论知识与实际情况相结合。同时，通过学习各个方面的知识，不断完善自己；通过实际应用，逐步提高自己的大脑和动手能力和处理能力。

致谢本次的毕业设计，我倾注了大量的心血，查阅了大量的资料。虽然在很长一段时间内一直忍受着毕业设计带来的相当大的压力，但却是我成长迅速的一段日子。通过这次毕业设计我