1、MCGS組態課程設計題 目 花式噴泉設計學 號 P091813172姓 名 李林同 組 人 吳宗俞 張小芳 陳燕云 張芳 張跳跳專業班級 09級電氣工程及其自動化一班學 院 電氣工程學院指導教師 王彩霞成 績 組態軟件實現花式噴水池控制專業： 電氣自動化 姓名：李林 指導教師：王彩霞摘 要 在游人和居民經常光顧的場所，如公園、廣場、旅游景點及一些知名建筑前，經常會修建一些噴泉供人們休閑、觀賞。這些噴泉按一定的規律改變噴水式樣，如果再與五顏六色的燈光相配合，在和諧優雅的音樂中，更使人心曠神怡，流連忘返。隨著城市化進程的加速，花式噴泉可以在人們周圍隨處可見。花式噴泉是人造小氣候，在炎熱的夏日可以起

2、到增濕和降溫的作用；也為水體充氧，有利于水體增加自凈能力，起到防止水體黑臭的作用。花式噴泉運行的靈活性是評價花式噴泉優劣的關鍵，而這與花式噴泉的控制系統息息相關。花式噴泉可以根據自己的設計，設計出各種各樣的花樣，加上燈光，能給人有種不錯的視覺享受。本設計講述的是如何用組態設計噴泉噴水方式，產生各樣的樣式，并給出了花式噴泉的噴水花樣。關鍵詞: 花式噴泉，控制系統，組態軟件ABSTRACT In the visitors and residents often visit place, such as the park, square, tourist attractions and some w

3、ell-known building before, often can build some fountain for people to the leisure, ornamental. The fountain according to certain rules change water spray style, if again and colorful lights coordinates, elegant music in harmony, more make people relaxed and happy, to linger over. With the accelerat

4、ion of urbanization, fancy fountain can in around people everywhere. Fancy fountain is a man-made microclimate, in the hot summer can rise to humidify and cooling effect; Also for oxygen filling water, to increase water self-purification capability, rise to prevent water black smelly role.Fancy foun

5、tain of operation flexibility is the key to quality evaluation fancy fountain, and the fancy of the control system and the fountain is closely linked. Fancy fountain can according to your own design, design out all kinds of things, add lighting, can give a person has a good visual enjoyment. This de

6、sign is about how to use the configuration design way water fountain, which kinds of style, and gives the fancy fountain of hydraulic pattern.Key words: fancy fountain, control system, the configuration software目錄第一章 緒 論61.1課題研究背景61.2花式噴泉的概述61.3課題設計的目的和意義7第二章 設計內容與要求82.1課程設計的內容8花式噴泉系統的設計要求與方案如下8第三章M

7、CGS中組態動畫的設計103.1制作工程畫面10新建工程及組態畫面103.2變量的定義12系統變量分配123.3數據對象屬性設置13變量的定義143.4 變量的連接15動畫連接153.5噴泉控制系統的設計程序及結果分析16方式五的程序：17方式五運行結果分析：19結論19參考文獻20第一章 緒 論1.1課題研究背景隨著城市化進程的加速，花式噴泉可以在人們周圍隨處可見。比如廣場，大廈，小區等。花式噴泉是人造小氣候，在炎熱的夏日可以起到增濕和降溫的作用；也為水體充氧，有利于水體增加自凈能力，起到防止水體黑臭的作用。花式噴泉運行的靈活性是評價花式噴泉優劣的關鍵，而這與花式噴泉的控制系統息息相關。花式

8、噴泉可以根據自己的設計，設計出各種各樣的花樣，加上燈光，能給人有種不錯的視覺享受。1.2花式噴泉的概述噴泉是一種將水或其他液體經過一定壓力通過噴頭灑出來具有一定形狀的組合體，提供水壓的一般為水泵。現代城市中的噴泉形式已十分豐富。隨著構筑物的大小及水壓等的變化，噴泉或高或低、或珠或霧，精彩紛呈。可分為以下7種：（1）普通噴泉：只有簡單的幾種固定水型及燈光，隨著電源的開閉而控制噴泉的運行、水型和燈光的變化。（2）程控噴泉：將各種水型及燈光，按照預先設定的排列組合進行控制程序的設計，通過計算機運行程序發出控制信號，使水型及燈光有各種各樣的變化。（3）音樂噴泉：在程序控制噴泉的基礎上加入了音樂控制系統

9、，計算機通過對音頻及MIDI信號的識別，進行譯碼和編碼，最終將信號輸出到控制系統，使噴泉的造型及燈光的變化與音樂保持同步。（4）水幕激光噴泉：將激光器發出的激光束射在水幕噴頭的水幕上，激光束由激光控制系統編程控制，可發出多種多樣的圖案及色彩，照射在晶瑩透明的水膜上，形成斑斕奪目的起義效果。（5）水珍珠噴泉：利用特殊音波將水變成球體的噴水裝置和全頻高速閃光燈的視覺圖像效果的產品組成。（6）游戲噴泉：又稱感應泉，噴泉水柱根據游人的動作產生反應，而且這種應具有不確定性，是一種互動式噴泉，增強了娛樂氛圍。（7）跳跳噴泉：又名光亮泉。是一種高科技水景藝術，水形似根根晶瑩透徹地冰柱，一串串飛向空中，輕舞飛

10、揚。1.3課題設計的目的和意義隨著我國經濟的高速發展，微電子技術，計算機技術和自動控制技術也得到了迅速發展。而隨著我國城市化進程的加快和人口大量集聚，環境越來越重要，好的環境能使心身愉快，做事效率提高。其中噴泉可以濕潤周圍空氣，減少塵埃，降低氣溫。噴泉的細小水珠同空氣分子撞擊，能產生大量的負氧離子，有益于改善社區面貌和增進居民身心健康。第二章 設計內容與要求2.1課程設計的內容本文根據生活當中出現的一些情況，以花式噴泉為研究對象，結合資料及文獻，研究花式噴泉的控制問題，整理出一套可行的噴泉控制系統。本系統的研究內容主要包括了噴泉的發展情況及所存在的一系列問題；噴泉控制系統的組成；花式噴泉的控制

11、任務和要求；再通過仿真軟件來實現。 2.1.1花式噴泉系統的設計要求與方案如下1、水池控制電源開關接通后，按下起動按鈕，噴水裝置即開始工作。按下停止按鈕，則停止噴水。工作方式由“選擇開關”和“單步/連續”開關來決定。 2、“單步/連續”開關在單步位置時，噴水池只運行一個循環；在連續位置時，噴水池反復循環運行。3、選擇開關用以選擇噴水池的噴水花樣，14號噴水管的工作方式選擇如下： a)方式1選擇開關在位置“1”按下起動按鈕后，1號噴水，延時2s，2號噴水，再延時2s，3號噴水，再延時2s，4號噴水，再延時2s，一起噴水，15s為一個循環。b)方式2選擇開關在位置“2”按下起動按鈕后，4號噴水，延

12、時2s，3號噴水，再延時2s，2號噴水，再延時2s，1號噴水，再延時2s，一起噴水，30s為一個循環。c)方式3 選擇開關在位置“3”按下起動按鈕后，1、3號同時噴水，延時2s后，2、4號同時噴水，1、3號停止噴水；交替運行5次后，再14號全部噴水，30s為一個循環。d)方式4 選擇開關在位置“4”按下起動按鈕后，噴水池14號水管的工作順序為：1234按順序延時2s噴水，然后一起噴水3s后，1、2、3和4號水管分別延時2s停水，再等待1s，由4321反序分別延時2s噴水，然后再一起噴水，30s為一個循環。e)方式5選擇開關在位置“5” 按下起動按鈕后，全部水管一起噴水，水管同時轉動，1,2號向

13、左轉，3,4號向右轉。 5 、不論在什么工作方式，按下停止按鈕，噴水池立即停止工作，所有繼電器、存儲器均復位。6 、水罐的控制：在噴水池旁邊做一個水罐，用來盛水。水管噴水后水罐水位開始下降。7、報警裝置：水罐水位降到一定程度后報警提示。8、燈光系統的控制：實現三路燈光的控制，即任意水管噴水時，黃色燈亮；沒有噴水時，紅色燈亮；所有的噴頭噴水時，綠色燈亮 花式噴泉池示意圖如圖2-1所示： 圖2-1花式噴泉池示意圖第三章MCGS中組態動畫的設計3.1制作工程畫面3.1.1新建工程及組態畫面在MCGS組態平臺上，單擊“用戶窗口”，在“用戶窗口”中單擊“新建窗口”按鈕，則產生新“窗口0”，如圖3-1：

14、圖3-1 產生的新“窗口0”選中“窗口0”，單擊“窗口屬性”，進入“用戶窗口屬性設置”，將“窗口名稱”改為：花式噴泉控制系統；將“窗口標題”改為：花式噴泉；在“窗口位置”中選中“最大化顯示”，其它不變，單擊“確認”。如圖3-2：圖3-2 用戶窗口屬性設置 選中剛創建的“花式噴泉控制系統”用戶窗口，單擊“動畫組態”，進入動畫制作窗口。在組態軟件系統中從“工具箱”中打開圖庫分別選擇“水柱”、“按鈕”圖標并自己繪制“水花”，布置畫面如圖3-3所示。 圖3-3 花式噴泉組態畫面3.2變量的定義3.2.1系統變量分配在該組態工程中要用到的變量如表3-1所示表3-1花式噴泉控制系統變量分配表變量名類型注釋

15、 垂動1數值型第一層水柱的垂直移動 垂動2數值型第二層水柱的垂直移動 垂動3數值型 第三層水柱的垂直移動 垂動4數值型 第四層水柱的垂直移動次數數值型 計數次數1數值型計數大1數值型第一層水花變大大2數值型第二層水花變大大3數值型第三層水花變大大4數值型第四層水花變大定時1數值型定時定時2數值型定時定時3數值型定時定時4數值型定時定時5數值型定時定時6數值型定時定時7數值型定時定時8數值型定時定時9數值型定時定時10數值型定時定時11數值型定時定時12數值型定時定時13數值型定時花垂動1數值型第一層花垂直移動花垂動2數值型第二層花垂直移動花垂動3數值型第三層花垂直移動花垂動4數值型第四層花垂直

16、移動花見1開關型第一層花可見花見2開關型第二層花可見花見3開關型第三層花可見花見4開關型第四層花可見花水動1數值型第一層花水平移動花水動2數值型第二層花水平移動花水動3數值型第三層花水平移動花水動4數值型第四層花水平移動見1開關型第一層水柱可見見2開關型第二層水柱可見見3開關型第三層水柱可見見4開關型第四層水柱可見角度數值型開關數值型開關1開關型控制開關型循環單步之間的切換閃1開關型第一層水花閃爍閃2開關型第二層水花閃爍閃3開關型第三層水花閃爍閃4開關型第四層水花閃爍水動1數值型第一層水柱的水平移動水動2數值型第二層水柱的水平移動水動3數值型第三層水柱的水平移動水動4數值型第四層水柱的水平移動

17、長1數值型第一層水柱變長長2 數值型第二層水柱變長長3數值型第三層水柱變長長4數值型第四層水柱變長中間變量開關型中間變量1開關型中間變量2開關型中間變量3開關型中間變量4開關型中間變量5開關型紅燈開關型燈光控制黃燈開關型燈光控制綠燈開關型燈光控制3.3數據對象屬性設置選中數據對象，單機右側“對象屬性”按鈕或直接雙擊該數據對象，彈出“數據對象屬性設置”窗口，以對象初值設置為0，以開關型變量單步開關為例，對象初值設置為0，對象類型選擇開關型，其他開關型數據對象設置類似，如3-4圖所示。 圖3-4 開關數據對象屬性3.3.1變量的定義在利用組態軟件的編輯過程中，首先應定義所要用到的變量，包括變量的描

18、述，變量的類型，定義變量地址，選擇連接的設備，寄存器。數據變量的內容主要包括：指定數據變量的名稱、類型、初始值和數值范圍，確定與數據變量存盤相關的參數，如存盤的周期、存盤的時間范圍和保存期限等。也有些是原系統內部已經定義好的變量，如時間和日期等等，可以直接放入界面使用，并且會訪問到操作系統的時鐘。鼠標點擊工作臺的“實時數據庫”窗口標簽，進入實時數據庫窗口頁面。按“新增對象” 按鈕，在窗口的數據變量列表中，增加新的數據變量，多次按該按鈕，則增加多個數據變量，按“對象屬性”按鈕或雙擊選中變量，則打開對象屬性設置窗口。指定名稱類型：在窗口的數據變量列表中，用戶將系統定義的缺省名稱改為用戶定義的名稱，

19、并指定類型，在注釋欄中輸入變量注釋文字。本系統中要定義的數據變量如圖3-5所示。 圖3-5 變量的定義3.4 變量的連接動畫連接以水花1為例，其動畫連接如圖3-6所示。 圖3-6 動畫連接3.5噴泉控制系統的設計程序及結果分析我做的是方式五部分所以以方式五為例說明運行策略3.5.1方式五的程序：角度=角度+3.14/180IF 角度>=2*3.14 THEN 角度=角度-2*3.14ENDIFIF 開關5=1 THEN 變量1=1開關=0 開關2=0 開關3=0 開關4=0 endifIF 變量1=1 THEN if 中間變量5=0 then定時15=定時15+1長1=長1+2長2=長2

20、+2長3=長3+3長4=長4+2見1=1見2=1見3=1見4=1水動1=!sin(角度 )*4垂動1=!cos(角度 )*4花水動1=!sin(角度 )*4花垂動1=!cos(角度 )*4水動2=!sin(角度 )*4垂動2=!cos(角度 )*4花水動2=!sin(角度 )*4花垂動2=!cos(角度 )*4水動3=!sin(角度 )*-4垂動3=!cos(角度 )*4花水動3=!sin(角度 )*-4花垂動3=!cos(角度 )*4水動4=!sin(角度 )*-4垂動4=!cos(角度 )*4花水動4=!sin(角度 )*-4花垂動4=!cos(角度 )*4endifendifIF 長1=

21、70 THEN 長1=70大1=大1+5花見1=1 IF 大1=100 THEN 閃1=1 endifendifIF 長2=90 THEN長2=90大2=大2+5花見2=1 IF 大2=70 THEN 閃2=1 endifendifIF 長3=90 THEN長3=90大3=大3+5花見3=1 IF 大3=90 THEN 閃3=1 endifendif IF 長4=90 THEN長4=90大4=大4+5花見4=1 IF 大4=90 THEN 閃4=1 endifendifIF 定時15=400 THEN 見1=0花見1=0 見2=0花見2=0 見3=0花見3=0 見4=0花見4=0 大1=0大2=0大3=0大4=0長1=0長2=0長3=0長4=0定時15=0IF 控制=1 THEN 次數=2 if 次數>0 then 中間變量5=0else 中間變量5=9 endifendif方式五運行結果圖3-7到圖3-9如下：圖3-7圖3-8圖3-93.5.2方式五