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常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文

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利用控制器控制水泵的喷水的方式，AT80C51系列单片机作为主控制器来控制喷泉的喷水方式。单片机的成本较低，适合用于控制小型的花式喷泉。单片机通过控制步进电机来控制电磁阀,实现对喷头流量的控制, 从而使喷泉水姿、灯光色彩产生变化。但采用单片机控制原理是以可控硅作为功率开关元件，但可控硅承受过电压、过电流的能力较差，不能长时间运行过。根据单片机和PLC对花式喷泉的控制对比，已经明显感觉到PLC对花式喷泉的控制更具有优越性。

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第3章 花式喷泉设计方案

3.1 花式喷泉的控制要求

按下喷泉控制系统的启动按钮，首先大水柱从地而起，直射天空；6s后，大水柱消失，紧接着六支中水柱竞相射向天空；最后所有水柱喷泉一齐迸发。

整个过程分为8段，每段6s，且自动转换，全过程为48s。当单步∕连续开关置于连续，花样选择开关置于1时，其喷泉水柱的动作顺序如下：第一段大水柱喷水，第二段中水柱喷水，第三段大水柱小水柱花式喷头喷水，第四段中水柱旋转喷头喷水，第五段大水柱中水柱喷水，第六段中水柱小水柱花式喷头喷水，第七段中水柱花式喷头喷水，第八段所有喷头喷水。周而复始，直到按下停止按钮，水柱喷泉才停止工作；当单步∕连续开关置于单步时，喷泉水柱的动作只运行一个循环。花样选择开关置于2时，其喷泉水柱的动作顺序如下：第一段大水柱喷水，第二段中水柱喷水，第三段中水柱花式喷头喷水，第四段中水柱旋转喷头水柱，第五段大水柱中水柱，第六段中水柱小水柱花式喷头喷水，第七段大水柱小水柱花式喷头喷水，第八段所有喷头喷水，然后在大水柱循环。花样选择开关置于3时，其喷泉水柱的动作顺序如下：第一段大水柱喷水，第二段中水柱喷水，第三段大水柱小水柱花式水柱喷水，第四段大水柱中水柱喷水，第五段中水柱旋转喷头喷水，第六段中水柱小水柱花式喷头喷水，第七段中水柱花式喷头喷水，第八段所有喷头喷水，回到大喷水柱喷水。花样选择开关置于4时，其喷泉水柱的动作顺序如下：第一段大水柱喷水，第二段中水柱喷水，第三段大水柱小水柱花式水柱喷水，第四段中水柱旋转喷头喷水，第五段大水柱中水柱喷水，第六段中水柱花式喷头喷水，第七段中水柱小水柱花式喷头喷水，第八段所有喷头喷水，回到大水柱。

3.2 花式喷泉的设计方案

花式喷泉由5种不同的水柱组成。如图3-1其中1表示大水柱所在的位置，水柱较大，喷射高度较高；2表示中水柱所在的位置，由六支中水柱均匀分布在2的圆（r=2m）的轨迹上，水量比大水柱的水量小，其喷射高度比大水柱低；3表示小水柱，它由150支小水柱均匀分布在3（r=3m）的圆的轨迹上，其水柱较细，其喷射高度比中水柱略矮；4和5为花朵式和旋转式喷泉，各由19支喷头组成，均匀分布在4和5的圆（r=4m）的轨迹上，其水量压力均较弱。五种水泵采用380V交流电。1为大水柱喷头2为中水柱喷头3为小水柱喷头4为花朵式喷头5为旋转式喷头。

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图3-1 喷头分布

3.3 花式喷泉的继电器控制方案

如表3-1继电器M0.0为启动控制总开关，当M0.闭合时喷泉开始启动喷水，M0.2控制单步和连续两种喷水方式的双向开关，选择M0.4-M0.7所表示的四种花样中的某一种则喷泉开始按照程序设定的喷涌顺序喷涌其中一种花样最后结束。

表3-1 中间继电器功能及名称 继电器序号 M0.O M0.2 M0.4 M0.5 M0.6 M0.7 M11.0 功能 启动、停止 控制单步、连续 控制开关，实行花样循环 名称 总开关 双向开关 控制花样循环方式一 控制花样循环方式二 控制花样循环方式三 控制花样循环方式四 复位 位存储器九 8