本實用新型涉及噴泉控制系統(tǒng)技術領域，具體涉及一種基于PLC的花樣噴泉控制系統(tǒng)。

背景技術：

在中國城鎮(zhèn)化的進程中，城市人口越來越多，給城市生活造成巨大的壓力。在緊湊的城市中，人們的活動空間越來越少，公園或者小區(qū)成了人們活動的主要地方。噴泉也許成為公園或者小區(qū)重要的組成部分，在小區(qū)或者公共場所增加噴泉，可以增加美色?，F在一些休閑場所為了增加吸引力，大都設計花式多樣的噴泉，滿足人們的欣賞需求。噴泉可以為城市生活帶來很大的樂趣，噴泉的設計和使用，一方面可以改善城市景觀質量，提升城市的價值，為促進了城市精神文明建設；另一方面為構造人與自然友好的公共環(huán)境，提供良好的活動空間，增加空氣中的含水量，濕潤空氣，凈化空氣?；訃娙ㄊ降亩鄻樱苁谷藗兊玫揭庀氩坏降男Ч?，增加人們對于城市或者公園的親和力。但是噴泉也存在自身的一些缺點，噴泉形狀單一，而且高度較低且保持不變，花式不能改變，性能不可靠，響應速度慢，難于控制與調試，不能達到噴泉應有的效果。

技術實現要素：

本實用新型旨在解決現有的噴泉花式單一、程序難于調試、無法實現實時控制、性能不可靠的技術問題。

為解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案：

設計一種基于PLC的花樣噴泉控制系統(tǒng)，包括控制組件、噴水組件和燈光組件；所述控制組件包括PLC控制器、與所述PLC控制器對應連接的觸摸控制面板和變頻器；所述噴水組件包括依次對應連接的水泵、儲水罐和供水管，以及設置于所述供水管上的噴頭，在每個噴頭下部均設有與所述PLC控制器對應連接的電磁閥；所述水泵通過所述變頻器與所述PLC控制器對應連接；所述燈光組件包括與所述PLC控制器對應連接的水下LED多彩燈。

在上述技術方案中，PLC控制器能夠編制花樣噴泉的程序，能實現與觸摸控制面板的良好組態(tài)，觸摸控制面板能監(jiān)督和顯示PLC控制器程序的執(zhí)行情況，也能設置PLC控制器程序的內部參數。變頻器是由PLC進行變頻控制，根據編制的程序，控制水泵向儲水罐提供持續(xù)穩(wěn)定的水壓。PLC控制花樣噴泉噴頭下的電磁閥開關，來控制每個噴頭的噴水。該系統(tǒng)在水泵和噴泉噴頭之間有儲水罐，可以為噴泉儲存水和對水進行增壓，使噴泉能夠持續(xù)、快速噴水，也能使花樣噴泉噴水高度增加。

水泵由變頻器控制，根據噴泉供水的流量和供水壓力，選用合適的水泵，為儲水罐提供持續(xù)穩(wěn)定的水流，水泵根據變頻器的設置運行頻率，改變水泵的轉速，變頻器能根據花樣噴泉花式的需要，按照噴泉噴水的流量，控制水泵按照不同頻率運行，可以達到變頻節(jié)能的目的。水泵連接儲水罐，儲水罐連著噴頭的供水管，花樣噴泉噴頭下面安裝的是電磁閥，如果PLC向電磁閥供電，電磁閥打開，水經電磁閥和噴頭向外噴出，如果PLC不向電磁閥供電，電磁閥關閉，噴頭不噴水，且電磁閥經過PLC直接控制，響應速度快。同時為了保證電磁閥工作的穩(wěn)定性，防止因供水管的水壓能打開電磁閥，電磁閥有一定的耐壓壓力，保證系統(tǒng)的可靠性。

優(yōu)選的，還包括報警組件，所述報警組件包括報警指示燈、蜂鳴器，以及分別設置在所述儲水罐和供水管內的壓力傳感器，所述報警指示燈、蜂鳴器、壓力傳感器分別與所述PLC控制器對應連接。

PLC控制器能通過壓力傳感器實時檢測儲水罐和供水管的水壓，如果檢測到程序運行出現故障或者壓力傳感器檢測水壓超過正常范圍，報警指示燈和報警蜂鳴器工作，同時保護程序自動終止PLC程序的執(zhí)行，保護該控制系統(tǒng)的硬件設備。

優(yōu)選的，所述燈光組件還包括與所述水下LED多彩燈對應連接的光敏傳感器。水下LED多彩燈可以根據設置的啟動時間來啟動，也可通過光敏傳感器檢測天色的亮暗，來自動控制水下LED多彩燈運行；水下LED多彩燈可以變換多種顏色，增加噴泉的夜色美景。

優(yōu)選的，所述PLC控制器和觸摸控制面板之間通過RS-485通信接口實現雙向傳輸。

本實用新型中的PLC控制器、變頻器、觸摸控制面板三者之間能夠實現良好通信，觸摸控制面板與PLC控制器可以通過RS-485實現雙向通信，PLC通過三相高速脈沖輸出Q0.0-Q0.2控制變頻器。

優(yōu)選的，所述PLC控制器為西門子S7-200 SMART型PLC控制器；所述觸摸控制面板為西門子SIMATIC SMART LINE型觸摸屏；所述變頻器為西門子MM440型變頻器。

觸摸控制面板選用西門子SIMATIC SMART LINE的觸摸屏，可以顯示和設置花樣噴泉的參數，能實現和PLC控制器的組態(tài)，顯示PLC的控制參數，設置PLC的運行參數。顯示PLC控制器的運行周期、單個噴頭電磁閥的打開時間、水下LED多彩燈的亮與閉、壓力傳感器的檢測值等參數。也能設置PLC控制器的運行參數，如選擇花樣噴泉的模式、設置花樣噴泉的運行周期、單個噴頭電磁閥的打開時間、設置壓力值的正常范圍。同時觸摸控制面板上也設置很多控制命令按鈕，如噴泉花式模式選擇開關、啟動按鈕、停止按鈕，能操作觸摸控制面板控制花式噴泉的運行。

PLC控制器選用西門子S7-200 SMART的PLC控制器，能跟觸摸控制面板實現良好組態(tài)，PLC控制器能根噴泉花式的多樣性編制復雜的程序，而且可以設置選擇開關，設置幾種不同的花樣模式?？梢詫崿F程序的順序控制、選擇控制和時間控制，能控制電磁閥、報警指示燈和報警蜂鳴器，也能利用壓力傳感器檢測儲水罐和供水管中的實時水壓，通過A/D轉換成數字顯示在觸摸控制面板上。PLC控制器根據編制的程序，控制水泵變頻運行，可以設置幾種不同的水泵運行頻率，實時控制水泵的運行頻率，一方面可以為儲水罐提供持續(xù)穩(wěn)定的水壓，滿足花樣噴泉的運行需要，另一方面也能達到節(jié)能調速的目的。

變頻器是通過PLC控制器來進行控制，運行參數也顯示在觸摸控制面板上，通過控制面板設置變頻器的運行頻率和PLC控制器的所編程序間接控制水泵的運行。變頻器選擇的為西門子MM440的變頻器，可以與PLC控制器和觸摸控制面板實現良好組態(tài)，在變頻器可以設置水泵的啟動時間，實現軟起動，降低水泵啟動對線電壓的影響。在MM440變頻器可以設置水泵幾種不同的運行頻率，能達到實時控制水泵和節(jié)能的目的。

本實用新型的有益效果在于：

1.本實用新型基于PLC的花樣噴泉控制系統(tǒng)，可以確保噴泉花式多樣，控制程序易于編程和調試，而且運行可靠性好，可以達到對噴泉實時控制。其中的PLC控制器易于調試，性能可靠，而且可以編復雜花樣噴泉的程序，響應速度快。變頻器可以根據執(zhí)行程序實時改變水泵的運行頻率，達到滿足供水要求和節(jié)能的目的。而且把PLC控制器、變頻器和觸摸控制面板三者有機結合起來，通過觸摸控制面板設置花式噴泉參數，監(jiān)督和顯示程序的運行，反饋PLC控制器和變頻器的執(zhí)行情況，可以實時控制花樣噴泉的花樣，保證運行性能良好，能解決目前花樣噴泉存在的花式單一、噴水高度低、程序難于調試、性能不可靠等問題。

2.該系統(tǒng)在水泵與噴泉供水管之間裝有一個儲水罐，可以根據噴泉的噴水流量，為噴泉提供足夠的水和對水增壓，選取合適的儲水罐容積，可以為花樣噴泉提供持續(xù)穩(wěn)定的水，也能滿足花樣噴泉噴水的高度。

3.該系統(tǒng)還設置保護裝置和報警裝置，在儲水罐和供水管都設置壓力傳感器，當壓力傳感器檢測到壓力超過正常范圍時，向PLC控制器反饋情況，并在觸摸控制面板實時顯示檢測值。PLC控制器向報警指示燈和報警蜂鳴器發(fā)出指令，報警指示燈閃爍和蜂鳴器報警。接著PLC控制器能自動終止花樣噴泉程序執(zhí)行，保護該系統(tǒng)的硬件設備。

附圖說明

圖1為本實用新型中控制系統(tǒng)的結構示意圖；

圖2為實施例1中噴水組件的結構示意圖；

圖3為實施例1中控制組件的外部接線圖；

其中，1為水泵，2為儲水罐，3為供水管，4為噴頭，5為水下LED多彩燈。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例來說明本實用新型的具體實施方式，但下列實施例只是用來詳細說明本實用新型的實施方式，并不以任何方式限制本實用新型的范圍。

實施例1：一種基于PLC的花樣噴泉控制系統(tǒng)，包括控制組件、噴水組件、燈光組件和報警組件；控制組件包括PLC控制器、與PLC控制器對應連接的觸摸控制面板和變頻器；噴水組件包括依次對應連接的水泵1、儲水罐2和供水管3，以及設置于供水管3上的噴頭4，在每個噴頭4下部均設有與PLC控制器對應連接的電磁閥；水泵1通過變頻器與PLC控制器對應連接；燈光組件包括與PLC控制器對應連接的水下LED多彩燈5，以及與水下LED多彩燈對應連接的光敏傳感器。報警組件包括報警指示燈、蜂鳴器，以及分別設置在儲水罐和供水管內的壓力傳感器，報警指示燈、蜂鳴器、壓力傳感器分別與PLC控制器對應連接。

實施例1中的噴水組件的結構示意圖如圖2所示，包括圓形的供水管、均勻分布在供水管上的噴頭，圓形供水管中心布置有一個中心噴頭，噴頭下面都安裝了電磁閥，該電磁閥由DC24V驅動，通過PLC控制電磁閥的開與閉來控制噴頭的噴水。在與噴頭相對應的位置安裝有水下LED多彩燈，該多彩燈能反射變化多種顏色，映襯花樣噴泉的景觀效果。所有噴頭前后左右四個方向可以調動，來改變安裝位置，適應花樣噴泉的要求。噴頭是由所有相連的供水管進行供水，供水管另一側相連的儲水罐，儲水罐可以為噴泉提供持續(xù)的水流和對水增壓。再具體的應用中，供水管、噴頭合水下LED多彩燈的位置、分布形式可根據需要進行設計。

如圖1所示為中控制系統(tǒng)的結構示意圖，該控制系統(tǒng)中核心控制是PLC控制器，PLC控制器、變頻器、觸摸控制面板三者實現良好通信，觸摸控制面板與PLC控制器通過RS-485實現雙向通信，PLC控制器通過三相高速脈沖輸出Q0.0-Q0.2控制變頻器。觸摸控制面板采用西門子SIMATIC SMART LINE的觸摸屏，PLC采用的西門子S7-200 SMART PLC，變頻器采用西門子MM440變頻器，三者都為西門子公司的產品，能實現良好的組態(tài)，組態(tài)可以在Wincc Flexible軟件組態(tài)，編寫相應控制命令按鈕和顯示信息，編寫PLC程序，設置變頻器的頻率。變頻器可以以三種不同的頻率運行，按照設置的程序，變頻器控制水泵的運行，水泵向儲水罐供水。PLC控制器分別控制電磁閥、觸發(fā)信息和傳感器信息，也能控制水下LED多彩燈和報警裝置。

觸摸控制面板中可顯示啟動按鈕、停止按鈕、花樣選擇開關、壓力傳感器檢測值、噴泉運行時間設置、報警指示燈和蜂鳴器。當在觸摸控制面板上按下啟動按鈕，可以選擇花樣選擇開關，如果選擇的手動模式，則會切入到手動模式的觸摸界面，分別控制每個電磁閥的打開，主要是為了調試每個噴頭的噴水高度和位置。當選擇自動模式開關，能選擇預設的自動模式，如：自動模式1可設置為噴泉電磁閥全部打開，自動模式2可設置為噴頭按順序兩個一組先噴水4s，接著下一組噴頭噴水，一直到最后一組噴頭噴水，之后4s，全部噴頭噴水，接著反過來依次來打開各自的電磁閥，即自動模式2類似于跑泉。在跑泉的運行時間設置可以設置每個電磁閥打開的時間和整個跑泉運行時間，可以更改花樣噴泉的樣式。當選擇手動模式，I0.0輸出為0，按下I0.2時，啟動手動模式，可以分別調試每個噴頭噴水的高度和位置。當I0.0輸出為1，I0.1輸出為0時，選擇的為自動模式1，花樣噴泉噴頭為全噴。當I0.0和I0.1都輸出為1，選擇的為自動模式2，也就是跑泉運行模式。噴頭1和2先噴水，4s之后噴頭3和4噴水，依次15和16噴水，然后接著反過來依次噴水。PLC的樣式選擇開關也對應觸摸控制面板的選擇開關，手動模式I0.0對應觸摸控制面板的手動/自動模式，自動模式1和2也分別對應。

本實用新型可以通過編制PLC、變頻器和觸摸控制面板的程序，先利用仿真軟件仿真PLC的仿真程序，分別仿真自動模式和手動模式，利用相應觸點代替開關和傳感器，仿真電磁閥和水下LED多彩燈的動作。通過仿真，所編程序能滿足三種花樣噴泉樣式的要求，性能可靠，達到噴泉花樣美色的要求。而且此系統(tǒng)也能利用觸摸控制面板來控制PLC程序的參數和顯示程序執(zhí)行的信息，能達到良好運行的效果。

壓力傳感器可以實時顯示儲水罐和供水管的水壓壓力，來檢測整個系統(tǒng)中的水壓，保護控制系統(tǒng)的硬件設備。當壓力傳感器檢測水壓超過允許范圍內或者PLC控制器自診斷故障，PLC控制器向報警裝置發(fā)出指令，報警指示燈閃爍和蜂鳴器報警。

如圖3所示為實施例1中控制組件的外部接線圖。PLC控制器選用西門子S7-200 SMART的PLC，型號為ST40，24輸入和16輸出，還有模擬輸入和輸出，用來連接壓力傳感器。通過對每個輸入和輸出觸點賦予不同的含義，代表相應的功能。PLC編制變頻器相應的頻率，PLC控制變頻器的運行頻率，從而控制水泵運行。

上面結合附圖和實施例對本實用新型的實施方式做了詳細說明，但是本實用新型并不限于上述實施方式，在本領域普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以在不脫離本實用新型宗旨的前提下進行變更或改變。