【正文】 湖 北 民 族 學(xué) 院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）基于PLC的水幕電影和音樂噴泉控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)生姓名： 李 微 娜 學(xué) 號： 030840508 系 別： 電氣工程系 專 業(yè)：電氣工程及其自動化指導(dǎo)教師： 李 紹 武 評閱教師： 論文答辯日期 答辯委員會主席 摘 要 進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平逐步提高，人們也越來越注重居住環(huán)境的舒適和美觀。在這樣一種背景下，各種音樂噴泉系統(tǒng)逐漸被推廣和應(yīng)用。與此同時(shí)，從外國引進(jìn)的水幕電影技術(shù)也開始逐漸走進(jìn)人們的生活。本文以PLC為控制中心，實(shí)現(xiàn)對音樂噴泉和水幕電影的同步控制。設(shè)計(jì)思路主要為借用采集到的有源音箱揚(yáng)聲器的信號，使噴泉與音樂同步，利用PLC及變頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)了噴泉組樣式及快慢的控制。此外，考慮到大型水幕電影耗資巨大，本文主要針對適合小型演出的水簾型水幕電影的控制進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過實(shí)驗(yàn)，此系統(tǒng)噴泉部分具有較好的時(shí)間及音樂同步性，可以很好地實(shí)現(xiàn)聲、光、水的結(jié)合；水幕電影部分，降低了成本，具有相對廣闊的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：PLC，音樂噴泉，水幕電影，控制系統(tǒng)AbstractIn the 21 century, along with the development of national economy and the people39。s living level gradually improve, people pay more and more attention to the living environment is fortable and this kind of background, all kinds of music fountain system is gradually popularized and the same time, from the water curtain of foreign film technology too is gradually came into the life of paper uses PLC to control center, and to realize the music fountain and the water curtain movie synchronous thought mainly for use the collected active speakers speaker of the signal, make fountain and music synchronization, use of PLC and inverter technology to achieve the fountain and the speed of the control group , given the large the water curtain movie costly, this article mainly aims at the curtains of water for performing small type the water curtain movie the control of the the experiment, the system has a good time of fountain and music synchronicities, can well realize sound, light, water bination。The water curtain movie part, reduce the cost and has relatively broad application prospects.Keywords: PLC, music fountain, water curtain movie, control system 1 緒言噴泉和水幕電影均是將水或其他液體經(jīng)過一定壓力通過噴頭噴灑出來具有特定形狀的組合體，提供水壓的一般為水泵。噴泉景觀概括來說可以分為兩大類[1]：因地制宜，根據(jù)現(xiàn)場地形結(jié)構(gòu)，仿照天然水景制作而成；完全依靠噴泉設(shè)備人工造景。而水幕電影根據(jù)其規(guī)模大小可分為[2]：水簾型； 大型水幕； 水面型。噴泉原是一種自然景觀，是承壓水的地面露頭。園林中的噴泉，一般是為了造景的需要，人工建造的具有裝飾性的噴水裝置。噴泉可以濕潤周圍空氣，減少塵埃，降低氣溫。噴泉的細(xì)小水珠同空氣分子撞擊，能產(chǎn)生大量的負(fù)氧離子。因此，噴泉有益于改善城市面貌和增進(jìn)居民身心健康。隨著我國人民物質(zhì)和精神生活水平的不斷提高，現(xiàn)在許多城市的市民廣場、文藝晚會中里都能看到水幕電影的身影。隨著科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，在水幕電影中采用的主要是從國外的高新技術(shù)，在人們的視覺和聽覺上形成和諧的統(tǒng)一，使人們在精神上有種愉悅的感受。 課題背景 社會的發(fā)展和進(jìn)步，使人們對生活環(huán)境的要求較從前有很大提高。在當(dāng)今社會，人工音樂噴泉，它集光、色、音于一身，給人以美感。并且隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，耗資巨大的水幕電影也逐漸走進(jìn)人們的生活。在噴泉得到廣泛應(yīng)用的過程中，也出現(xiàn)了一些問題和不足，有些認(rèn)識上的誤區(qū)和不良傾向應(yīng)該引起人們的重視。否則將對噴泉行業(yè)的健康發(fā)展產(chǎn)生負(fù)面影響。（1）方案設(shè)計(jì)上的盲目性，往往導(dǎo)致作品成為敗筆，使作品難于長久存在。（2）細(xì)部設(shè)計(jì)的不合理直接影響作品效果。（3）質(zhì)次價(jià)高的偽劣產(chǎn)品直接影響著有關(guān)廠商和公司的信譽(yù)。（4）節(jié)能、節(jié)水、環(huán)保問題應(yīng)引起足夠的重視。噴泉的水造型是通過細(xì)部設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)的，機(jī)、泵、管、閥門、噴頭的合理選配，直接影響著噴水效果。有些噴泉的設(shè)計(jì)，只注意了流量、工作壓力等技術(shù)指標(biāo)，忽視了流態(tài)效果這個(gè)重要因素，水造型效果差。例如：成功的超高水柱密實(shí)段長，破裂段和霧化段短，水柱直徑和噴水高度比例合適，抗風(fēng)能力強(qiáng)，噴水效果挺拔、雄偉。而目前的一些超高水柱，水柱密實(shí)段短，破裂段和霧化段長，水柱直徑與噴水高度相比顯得細(xì)小單薄，抗風(fēng)能力差，水柱很容易被吹散飄移，這就是有關(guān)參數(shù)選配不合理所致。在整體水造型的組合效果上也存在差類似的問題。細(xì)部設(shè)計(jì)不合理，是技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)差的表現(xiàn)，需要在設(shè)計(jì)階段給予解決。各種水幕電影中，小型的垂直水簾，或許成本最低，但是成像范圍過小，意義不大。最大型的，新加坡的，固定的水幕景觀電影，；國內(nèi)不定期舉辦的，中型水幕景觀，一般投入在2000萬元人民幣以上；大型的、單一的、激光效果的水幕表演，據(jù)悉投入也在1000萬元以上。水幕工作時(shí)的電費(fèi)、水費(fèi)、場地費(fèi)、人員費(fèi)用等如同燒錢，而且后期維護(hù)成本甚高。并且水幕電影只能在場地非常開闊的，室外區(qū)域舉行，水池、湖面、河邊、江邊、海邊，或能提供極好供水、排水系統(tǒng)的廣場等[3]。然而，無論是音樂噴泉還是水幕電影，其控制系統(tǒng)都存在著不可忽視的不足之處。傳統(tǒng)的噴泉控制一旦設(shè)計(jì)好控制電路，就不能隨意改變噴水花樣及噴水時(shí)間。而水幕電影則具有成本太高，和受場地限制的缺陷。噴泉的控制系統(tǒng)可采用單片機(jī)，可編程序控制器，甚至可采用工控機(jī)作控制核心。水幕電影也可用三種方法進(jìn)行控制：編程控制、直接控制和實(shí)用程序控制。若采用PLC控制，利用PLC體積小、功能強(qiáng)、可靠性高，且具有較大的靈活性和可擴(kuò)展性的特點(diǎn)，通過改變噴泉的控制程序或改變方式選擇開關(guān)，就可以改變花式噴泉的噴水規(guī)律，從而不需要改變硬件就可變換出各式花樣，適合應(yīng)用于大型廣場或景區(qū)的噴泉中。將小型水幕電影（如水簾型）的技術(shù)進(jìn)行完善，降低成本，擴(kuò)大可以應(yīng)用的范圍。 課題研究的目的及意義 應(yīng)用前景隨著音樂噴泉市場的需求越來越大，國內(nèi)外關(guān)于音樂噴泉的研究與開發(fā)工作也蒸蒸日上。如今，人們對噴泉的追求主要有一下幾個(gè)方面： 大型化，譬如首爾“巨型噴泉”盤浦大橋給這座大橋帶來了全新的驚喜； 智能化，隨著生活節(jié)奏的加快，人們對智能化的追求越發(fā)強(qiáng)烈； 小型化，隨著人們對住宅小區(qū)及別墅的環(huán)境的要求的提高，小型化噴泉已成為音樂噴泉發(fā)展的一個(gè)方向； 融入環(huán)境方向，譬如北京奧運(yùn)村的噴泉給游客帶來的視覺沖擊。 科學(xué)意義采用PLC控制，可使控制系統(tǒng)具有更大的靈活性，有效解決單片機(jī)控制不穩(wěn)定的問題，提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。此外，PLC的定時(shí)功能、計(jì)數(shù)功能、步進(jìn)功能，可靈活編寫、增減和修改程序。利用PLC體積小、功能強(qiáng)、可靠性高，且具有較大的靈活性和可擴(kuò)展性的特點(diǎn)[4]，通過改變噴泉的控制程序或改變方式選擇開關(guān)，就可以改變花式噴泉的噴水規(guī)律，從而不需要改變硬件就可以變換出合適花樣。而且，PLC還具有強(qiáng)大的自診斷功能，可以迅速方便的檢查判斷出故障，縮短檢修時(shí)間，也不需要很多的外圍設(shè)備和大量復(fù)雜的界限，可以縮短設(shè)計(jì)、施工和投產(chǎn)周期。 理論價(jià)值隨著計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)的飛速發(fā)展，新型噴泉與計(jì)算機(jī)的交互應(yīng)用越來越廣泛，音樂噴泉也越來越精密，使得越來越多的控制部分需要計(jì)算機(jī)來完成。計(jì)算機(jī)控制燈光噴泉成為必然趨勢。因此，建立以PLC為核心的多媒體計(jì)算機(jī)音樂控制噴泉，采用基于組態(tài)程序