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模拟量输入输出模块、FR-F740变频器，其控制系统总电路原理图如图3.4所示。

4FR-F7405M1外圈水柱电机KM5UVWL1L2L3KM54FR-F7405CH2A+F1N-4ADM2KM4KM4A-COMY4KM5KM2主水柱电机CH1UVWL1L2L3转换电路音频信号+12VCOMF1N-40MR PLC-12VKM3Y3KM4KM1Y2外圈灯光KM2KM3Y1KM2KM5KM1KM1KM4三相电源Y0SB3X2SB2X1SB1X0220V图3.4 控制系统总电路原理图

（2）工作原理分析：从电路原理图可知，控制分为两部分。一部分是固定程序运行；另一部分是音乐控制部分。

1）音乐控制部分。当需要使用音乐喷泉时，此时可按下SB1按钮，PLC的模拟量输入输出模块将采集播放音乐的音频强度，将其进行A/D转换，

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比较运算，然后将结果输出到变频器的模拟量输入端口的4、5端，控制变频器的输出频率，从而控制水泵的转速，达到控制喷泉水柱高度的目的。

2）固定程序部分。当喷泉不使用音乐进行控制时，可按下SB2按钮，PLC运行固定程序，喷泉按事先设计好的程序运行。此时变频器不启动。变频器只在音乐控制时启动。原理图中水泵变频运行和固定程序运行是不能同时进行的，否则会给变频器反送电，烧毁变频器，所以，在水泵变频运行的接触器KM4、KM5和水泵固定程序运行的接触器KM1、KM2之间，加接了电气互锁。

3）灯光控制部分。无论喷泉运行音乐喷泉控制还是固定程序控制，喷泉的灯光都按事先设定好的程序运行。

3.4 本章小结

本章主要是音乐喷泉控制系统的硬件设计。首先对主要器件进行选型（PLC选用FX1N?40MR型，变频器选用FR-F740型）。然后对PLC的特点、变频调速原理以及FR-F740型变频器的端子分配、变频器基本操作面板进行了介绍，对FR-F740型变频器参数进行设置。最后设计出音乐喷泉控制系统总电路图，并对电路原理进行简单的分析。

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第4章 音乐喷泉控制系统软件设计

4.1 系统程序流程图

PLC的程序设计主要有经验法、顺序功能图设计法、逻辑流程图设计法

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。根据实际情况先设计出程序流程图，PLC从开机，有一个选择性分支，

提供两种选择：一个是喷泉根据音乐节奏运行，另一个是喷泉按固定程序运行。其程序流程图如图4.1所示。

开始按下SB1按钮启动音乐控制模式X0是否得到信号YN延迟30s后 主水柱变频器启动，运行60s后停止同时PLC模拟量输入模块采集音频信号主水柱电机启动运行100s后停止延时10s后 外圈水柱变频器启动 运行10s后停止延时10s后 外圈水柱电机启动 运行50s后停止启动灯光控制程序启动灯光控制程序NX2是否得到信号NY结束4.1 系统程序流程图

4.2 系统I/O端口分配表

I/O端口分配表是对系统的输入/输出点的地址分配，有了I/O端口分配表，能够反映程序里的地址分别代表什么，如果没有I/O端口分配表，

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就不知道程序写的是什么了，如果出错更不好修改。

音乐喷泉控制系统I/O端口分配表如表4.1所示。

表4.1 音乐喷泉控制系统I/O端口分配表

信号名称器件代号SB1地址编码X0X1X2Y0Y1Y2Y3Y4功能说明启动音乐控制启动程序控制停止按钮直接启动主水柱电机直接启动外圈水柱电机控制外圈灯光控制主水柱电机的变频器控制外圈水柱电机的变频器输入信号SB2SB3KM1输出信号KM2KM3KM4KM5

4.3 系统程序设计 4.3.1 梯形图程序设计

（1）开机梯形图程序设计。开机梯形图程序是一个选择性程序，要么是音乐控制的喷泉，要么是固定方式运行的喷泉，二者选择一种运行方式。梯形图设计时二者要加程序互锁。开机程序梯形图如图4.2所示。

图4.2 开机梯形图程序

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