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1.课题研究现状及面临问题
1.1课题研究现状
1.2课题研究面临的问题
传统喷泉控制系统的设计往往采用固定线路的方法，其呈现出的喷泉动作花样少、效果单一，并且更改喷泉的喷水花样往往涉及到对已经建成的喷泉基础设施的改动，成本大而且耗时长[2]。采用单片机作为系统核心控制器的花样喷泉系统，其作为技术核心的功率开关元件为可控硅，由于可控硅在承受过电压、过电流等方面的能力较差等缺点[3]，且单片机的上位机与下位机之间连接线路相对比较冗杂，通讯复杂，稳定性较差，不能长时间运行。由于喷泉现场的电磁干扰及其它不确定因素，导致其往往需要配备很多的硬件保护措施，并且由于增减、修改单片机程序和运行、监视单片机的工作状态不灵活等因素，进一步导致其抗干扰能力差，功率因数低。为有效解决单片机控制喷泉系统的缺点和弊端，确保喷泉控制系统能正常良好运行，本课题拟采用PLC来进行花样喷泉控制系统的设计。
2.PLC简介
由继电器逻辑控制系统、大规模及超大规模集成电路技术的发展而产生的可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller），即PLC，在问世初期主要是为了满足企业对高性能、高可靠性自动控制系统的客观需要。随着微处理器性能的不断提高，PLC技术的发展完善有了更大的提升空间。传统的继电器所起的控制作用，概括地说即为逻辑运算和弱电控制强电，这也就奠定了PLC在数学处理、逻辑运算、顺序控制等方面所具有的强大优势。
2.1PLC（可编程逻辑控制器）的组成
PLC是随着计算机技术与继电-接触器控制技术的发展而出现的融合了两者工业控制优势的控制器，在很大程度上可以被用做是一台用于工业控制的微型计算机，并且其基本结构和组成与微型计算机相似[4]。PLC的组成部分有：中央处理器（CPU）、存储器、电源模块、输入/输出（I/O）、接口单元及外部设备。其中：
（1）中央处理器单元，与一般微处理器中的相似，其作为PLC的核心部件，主要用于接收、存储、读取用户程序指令，完成逻辑运算、数字运算等功能，还可以诊断电源故障及检测用户程序的语法错误；
（2）存储器单元包括两部分，即系统程序存储器和用户程序存储器。系统程序存储器用于管理PLC的所有功能，包含用户程序的存储、调用及运行等；用户程序存储器主要用于存储中间数据，如计数器、定时器的预设值和当前值等；
（3）电源单元一般选择开关电源，其输入电压范围宽、抗电磁干扰能力强，主要负责将外部提供的电源转换为适合PLC正常工作的电源，并且确保外界电源的波动不会影响到PLC的运行，通常由位于控制面板上的LED指示其工作状态；
（4）输入/输出单元为将PLC与外界电路分隔，采用光电耦合电路作为抗干扰措施。其输入单元的种类包括直流、交流、交直流三种。该单元通常包括一些智能化的输入/输出功能模块，如PID控制器、温度及位置检测模块等；
（5）接口单元用于完成PLC与其他外部设备之间的电信号往来联系，其中通信接口通常为RS-232C或RS-422口，可实现PLC与上位机、监视器、编程器等外部设备的数据及信息交换，构成局域网的多级分布式控制系统；
（6）外部设备种类繁多，概括起来可分为四大类，其中编程设备可借助通信电缆与CPU单元进行通信，目前比较通用的是安装在个人计算机上面的专用编程软件，编程语言种类多，在线编程和修改容易实现，且开发功能强大，可进行模拟仿真。
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