【文章內(nèi)容簡介】 河南機電高等?？茖W(xué)校 畢業(yè)設(shè)計說明書 9 第二章 音樂噴泉設(shè)計方案 音樂噴泉示意圖 如圖 2— 1 噴泉布局圖 2— 1 本 課題 布局圖 2— 1所示。圖中 A 組噴水管，有一個噴水管該噴水管所噴出的水柱為 4 組噴水管最大，噴射高度 為 4 組噴水管最高為 8（ m）。圖中 B組噴水管所處的圓上由 8個噴水管組成，該組噴水管所噴出的水柱為比 A組的水柱略小，所噴高度比 A組的高度略底，所噴高度為 6（ m）。圖中 C組噴水管所處的圓上由 20 個噴水管組成，該組所噴出的水柱比 B組的水柱小，所噴高度比 B組水柱低，所噴高度為 4（ m）。圖中 D組噴水管所處的圓上組由 30 個噴水管組成，該組所噴水柱為 4組中水柱最小，所噴高度最低的一組。所噴高度為 2（ m）。為了在每組噴水管工作時能夠更好的欣賞，能區(qū)別 4組所噴出的水柱，所以 B組所處的圓的半徑為 R=2(m)， C組所處的圓的半徑為 R=4（ m）， D組所處的圓的半徑為 R=6（ m）。 本 課題 中 A 組噴頭所噴的水柱最高，本 課題 中 4 組噴頭所噴的水柱高度為 28（ m）。本 課題 的最多時有 A、 B、 C 三組噴頭同時噴出水柱，最少時有兩組噴頭噴出水柱，所以流量為 150230（ m3/h）。水質(zhì)為自來水。 河南機電高等?？茖W(xué)校 畢業(yè)設(shè)計說明書 10 音樂噴泉控制要求 本控制器能充分發(fā)揮變頻調(diào)速器的特點，為噴泉增光添彩。它可將來自光盤 CD、 VCD、DVD 的音樂信號自動轉(zhuǎn)換成變頻調(diào)速器所要求的控制信號。輸出信號與輸入的音樂信號大小成線性關(guān)系，使噴泉的噴高隨音樂信號大小變化，音樂、水花、 彩燈融為一體，演出一場交響水詩。 該控制器除以上把音頻信號轉(zhuǎn)化為模擬量信號 ，還可以在某點音頻信號實行開關(guān)量輸出，另外還帶有音頻啟動信號。所以該控制器不僅能控制變頻器，而且還能控制固態(tài)繼電器。 音樂噴泉控制設(shè)備說明 接線 面板說明 如圖 2— 2 河南機電高等專科學(xué)校 畢業(yè)設(shè)計說明書 11 圖 2— 2 表 2— 1 編號 名稱 說明 （ 1） 音頻放大倍數(shù)調(diào)節(jié)旋鈕 調(diào)節(jié)單位音頻對應(yīng)輸出電壓的大小 （ 2） 起始電壓調(diào)節(jié)旋鈕 調(diào)節(jié)沒有音頻輸入時的輸出電壓 , （ 3） 固態(tài)驅(qū)動設(shè)定電壓調(diào)節(jié)旋鈕 固態(tài)驅(qū)動設(shè)定電壓和輸出電壓比較 ,當(dāng)輸出電壓大時 ,固態(tài)輸出點就有輸出，當(dāng)輸出電壓小時，固態(tài)輸出點截止 （ 4） 音頻輸入選擇開關(guān) OFF 時把音頻輸入信號切斷 ,ON 時開著音頻輸入信號 （ 5） 起始電壓輸入選擇開關(guān) OFF 時關(guān)掉起始電壓 (起始電壓為 0V),ON 時為開啟起始電壓 （ 6） 頻譜顯示 切換開關(guān) 用于切換顯示固態(tài)設(shè)定驅(qū)動頻譜和實際輸出頻譜。左邊固態(tài)設(shè)定輸出頻譜，右邊為實際輸出頻譜 （ 7） 頻譜顯示 顯示輸出頻譜強度和固態(tài)設(shè)定頻譜強度 （ 8） 電源指示燈 有電源就亮 （ 9） 音頻啟動指示燈 有音頻信號輸入就亮，確認(rèn)音樂信號開始播放 （ 10） 固態(tài)輸出指示燈 固態(tài)輸出點有輸出就亮 功能及動作原理 如表 2— 1 ：調(diào)節(jié)單位音頻的對應(yīng)輸出電壓。如果輸出電壓隨音頻輸入信號變化不大，輸出電壓只在很小范圍內(nèi)變化，則可調(diào)大放大倍數(shù)；如果在有很小的音頻信號輸入時輸出信號就超過 10V，并且啟動電壓不太高，那么就調(diào)小音頻放大倍數(shù)。 ：起始電壓是沒有音頻輸入時，對外的輸出電壓。調(diào)節(jié)起始電壓可以確定變頻器在沒有音頻信號時變頻器的輸出頻率，當(dāng)有音頻信號輸入時變頻器輸出頻率是此基礎(chǔ)上的疊加。如果沒有起始電壓的情況下，當(dāng)剛有音頻信號輸入時，變頻器頻率上升，而水泵是來不及出水的，這樣音控效果就很不明顯。如果加了起始電壓，水泵在沒有音頻信號的輸入情況下就有出水，當(dāng)有音頻信號輸入時，出水量增加，音控效果就比較明顯。 ：把開關(guān)（ 6）選擇到固態(tài)顯示，（ 7）上顯示的頻譜 的大小對應(yīng)固態(tài)驅(qū)動設(shè)定電壓大小。當(dāng)輸出電壓大于固態(tài)驅(qū)動設(shè)定電壓時，固態(tài)輸出點對外輸出，輸出電壓小于固態(tài)驅(qū)動設(shè)定電壓時，固態(tài)輸出點截止。用固態(tài)來實現(xiàn)音控時，在輸入的音頻信號是比較柔和的情況下，那么固態(tài)驅(qū)動設(shè)定電壓就要調(diào)小一點，如果在輸入的音頻信號比較強烈，那么固態(tài)驅(qū)動設(shè)定電壓就要調(diào)大一點。 （起始電壓＜固態(tài)驅(qū)動設(shè)定電壓＜該音樂最大輸出電壓） ： OFF 時斷開音頻輸入信號， ON時接通音頻輸入信號。 河南機電高等?？茖W(xué)校 畢業(yè)設(shè)計說明書 12 5. 起始電壓開關(guān)：當(dāng)為 OFF 的時，起始電壓就為 0V， ON 時起始電壓為起始電壓旋鈕選擇 的電壓。在（ 4）為 OFF，（ 6）選擇到輸出顯示 情況下，（ 7）顯示的頻譜大小對應(yīng)起始電壓大小。 ：選擇顯示固態(tài)設(shè)定輸出頻譜和實時輸出頻譜。 ：實時顯示當(dāng)前音樂節(jié)奏及音樂強度 +起始電壓，當(dāng)切換固態(tài)顯示時顯示當(dāng)前固態(tài)驅(qū)動設(shè)定電壓。 ：顯示控制器是否通電進入待機工作狀態(tài)。 ：顯示是否有音頻信號輸入。 ：顯示是否有固態(tài)輸出點有輸出。 圖 2— 3 端子 功能說明 圖 2— 3： CD、 VCD、 MP3 的音樂信號自動轉(zhuǎn)換成變頻器 所要求的 010V 直流電壓信號與輸入的音樂信號大小成線性關(guān)系。（有 3 路輸出） 本控制器可設(shè)定起始電壓，使用人員可調(diào)節(jié)起始電壓來選擇沒有音頻輸入時的輸出電壓，而當(dāng)有音頻信號輸入的時候輸出電壓是起始電壓和音頻對應(yīng)電壓的疊加。 ，其中當(dāng)有音頻信號輸入 Y0 和 CM0 端子就接通（為無源觸點）。 ，用戶可調(diào)節(jié)比較電壓來控制輸出。這樣在沒變頻器的的情況下，用固態(tài)繼電器也可以達到音控的效果。（有繼電器輸出和晶體管輸出，其中晶體管輸出電源已提供） 河南機電高等?？茖W(xué)校 畢業(yè)設(shè)計說明書 13 如圖 2— 4： 音控噴泉固態(tài)驅(qū)動接線圖 2— 4 音控噴泉變頻驅(qū)動接線圖 2— 5 說明： 1. CD VCD DVD 和 MP3 的左右聲道信號直接到控制器的 VL 和 VR，在輸出信號不是圓孔的情況下可接端子 VL， VR ， COM。 河南機電高等專科學(xué)校 畢業(yè)設(shè)計說明書 14 2. VF0， VF1， VF2， GND 接到變頻器模擬量電壓輸入端（如圖 2— 5） 3. Y2， Y3， Y4，分別接固態(tài)繼電器的（ ）， V+接（ +） 4. Y0， CM0，可以啟動可編程順序控制器等控制器來完成音樂啟動的效果。 技術(shù)參數(shù) 表 表 2— 2 可編程序控制器 使用說明書 ： 1. 數(shù)字化輸入輸出、 LED 數(shù)碼顯示 2. 可同時控制 40路各種負(fù)載 3. 一百步程序可任意設(shè)定循環(huán)步數(shù) 、最小時間 秒 5. 手動 — 自動雙功能，自由選擇 7. 輸入與輸出信號光電隔離，可靠性高 8 .五位密碼鎖保護，輸入正確的密碼才能編制或修改程序 9. 音樂啟動程序（輸出）功能，增加音樂噴泉功能 電源輸入 額定電壓 AC220V 電壓允許范圍 AC220V177。 10％ 額定頻率 50Hz/60Hz 允許瞬間斷電時間 20ms 以內(nèi)的瞬間斷電，機器繼續(xù)運行 電源保險絲 250V 3A 信號輸入 音頻信號 河南機電高等?？茖W(xué)校 畢業(yè)設(shè)計說明書 15 第三章 控制系統(tǒng)方案設(shè)計 音樂噴泉控制系統(tǒng)整體設(shè)計 一般音樂 噴泉 系統(tǒng) 主要由音頻 控制 系統(tǒng) 、噴泉 控制 系統(tǒng) 和燈光 控制 系統(tǒng) 構(gòu)成。 音頻 控制 系統(tǒng) 主要由音樂播放器、前置放大器、功率放大器、監(jiān)聽音箱及音柱組成，大多 系統(tǒng) 采用多媒體 PC通過上位機程序播放音樂，如圖 3— 1所示。 音頻 控制 系統(tǒng) 示意圖 3— 1 噴泉 系統(tǒng) 主要由噴泉 控制 器、 變頻器 、水泵、多功能閥、萬向噴頭及供水管網(wǎng)組成，其中噴泉水泵目前已采用變頻調(diào)速技術(shù)，實現(xiàn) 水泵無級調(diào)速，能根據(jù)音頻信號的強弱隨時調(diào)節(jié)水泵速度，多功能閥及萬向噴頭由噴泉專用 控制 器 控制 ，可根據(jù)設(shè)定程序?qū)崿F(xiàn)各種圖案和形狀。 音樂噴泉 控制 系統(tǒng) 集音頻 控制 技術(shù)、程序 控制 技術(shù)和智能 控制 技術(shù)于一體的 控制 系統(tǒng) ，屬于一種工業(yè)現(xiàn)場 控制 系統(tǒng) ，其上位機大多采用多媒體工業(yè) PC 機組成，可實現(xiàn)全程實時音控，能根據(jù)樂曲旋律、節(jié)奏和音頻的強弱程度 控制 噴泉 系統(tǒng) ，其電氣 控制 系統(tǒng) 主要有以下三種形式 : (1) 集中式 控制 集中式 控制 系統(tǒng) 采用放射型結(jié)構(gòu)，能滿足 控制 室離水池較近，規(guī)模較小，花型變化較少的音樂噴泉。 (2) 現(xiàn)場總線式 控制 現(xiàn)場總線是一種串行數(shù)據(jù)通信鏈路，實現(xiàn)噴泉現(xiàn)場基本 控制 設(shè) 備與上級 控制 設(shè)備之間的聯(lián)系，例如 RS485 總線和 CAN 總線，現(xiàn)場總線式優(yōu)點有 :一條傳輸線可 控制 多臺設(shè)備， 控制 系統(tǒng)簡單，安裝和維護容 易 。采用數(shù)字通信技術(shù)，抗干擾性強，精度高 ?？刂?功能分散到噴泉現(xiàn)場，提高了電控 系統(tǒng) 的可靠性和靈活性。 (3) 網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場總線式 控制 河南機電高等?？茖W(xué)校 畢業(yè)設(shè)計說明書 16 網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場總線結(jié)構(gòu)與現(xiàn)場總線相似，性能更優(yōu)越于后者，網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場總線屬于分布式 控制 系統(tǒng) ，電控 系統(tǒng) 運行速度更快，達到音樂噴泉實時 控制 的要求，穩(wěn)定性也更好 。網(wǎng)絡(luò)連接結(jié)構(gòu)種類很多，能同時支持總線型和放射型，可采用混合結(jié)構(gòu) 。網(wǎng)絡(luò)