【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 第二章 音樂噴泉設(shè)計(jì)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(gè)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(gè)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(gè)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(gè)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(shí)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(shí)有A、B、C三組噴頭同時(shí)噴出水柱，最少時(shí)有兩組噴頭噴出水柱，所以流量為150230（m3/h）。水質(zhì)為自來水。 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(diǎn)，為噴泉增光添彩。它可將來自光盤 CD、VCD、DVD的音樂信號(hào)自動(dòng)轉(zhuǎn)換成變頻調(diào)速器所要求的控制信號(hào)。輸出信號(hào)與輸入的音樂信號(hào)大小成線性關(guān)系，使噴泉的噴高隨音樂信號(hào)大小變化，音樂、水花、彩燈融為一體，演出一場(chǎng)交響水詩。該控制器除以上把音頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬量信號(hào) ，還可以在某點(diǎn)音頻信號(hào)實(shí)行開關(guān)量輸出，另外還帶有音頻啟動(dòng)信號(hào)。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。接線面板說明如圖2—2圖2—2表2—1編號(hào)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(duì)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(shí)的輸出電壓,（3）固態(tài)驅(qū)動(dòng)設(shè)定電壓調(diào)節(jié)旋鈕固態(tài)驅(qū)動(dòng)設(shè)定電壓和輸出電壓比較,當(dāng)輸出電壓大時(shí),固態(tài)輸出點(diǎn)就有輸出，當(dāng)輸出電壓小時(shí)，固態(tài)輸出點(diǎn)截止（4）音頻輸入選擇開關(guān)OFF時(shí)把音頻輸入信號(hào)切斷,ON時(shí)開著音頻輸入信號(hào)（5）起始電壓輸入選擇開關(guān)OFF時(shí)關(guān)掉起始電壓(起始電壓為0V),ON時(shí)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(dòng)頻譜和實(shí)際輸出頻譜。左邊固態(tài)設(shè)定輸出頻譜，右邊為實(shí)際輸出頻譜（7）頻譜顯示顯示輸出頻譜強(qiáng)度和固態(tài)設(shè)定頻譜強(qiáng)度（8）電源指示燈有電源就亮（9）音頻啟動(dòng)指示燈有音頻信號(hào)輸入就亮，確認(rèn)音樂信號(hào)開始播放（10）固態(tài)輸出指示燈固態(tài)輸出點(diǎn)有輸出就亮 功能及動(dòng)作原理如表2—1：調(diào)節(jié)單位音頻的對(duì)應(yīng)輸出電壓。如果輸出電壓隨音頻輸入信號(hào)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(hào)輸入時(shí)輸出信號(hào)就超過10V，并且啟動(dòng)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(shí)，對(duì)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(hào)時(shí)變頻器的輸出頻率，當(dāng)有音頻信號(hào)輸入時(shí)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(hào)輸入時(shí)，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(hào)的輸入情況下就有出水，當(dāng)有音頻信號(hào)輸入時(shí)，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(duì)應(yīng)固態(tài)驅(qū)動(dòng)設(shè)定電壓大小。當(dāng)輸出電壓大于固態(tài)驅(qū)動(dòng)設(shè)定電壓時(shí)，固態(tài)輸出點(diǎn)對(duì)外輸出，輸出電壓小于固態(tài)驅(qū)動(dòng)設(shè)定電壓時(shí)，固態(tài)輸出點(diǎn)截止。用固態(tài)來實(shí)現(xiàn)音控時(shí)，在輸入的音頻信號(hào)是比較柔和的情況下，那么固態(tài)驅(qū)動(dòng)設(shè)定電壓就要調(diào)小一點(diǎn)，如果在輸入的音頻信號(hào)比較強(qiáng)烈，那么固態(tài)驅(qū)動(dòng)設(shè)定電壓就要調(diào)大一點(diǎn)。 （起始電壓＜固態(tài)驅(qū)動(dòng)設(shè)定電壓＜該音樂最大輸出電壓）：OFF時(shí)斷開音頻輸入信號(hào)，ON時(shí)接通音頻輸入信號(hào)。5. 起始電壓開關(guān)：當(dāng)為OFF的時(shí)，起始電壓就為0V，ON時(shí)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(duì)應(yīng)起始電壓大小。：選擇顯示固態(tài)設(shè)定輸出頻譜和實(shí)時(shí)輸出頻譜。：實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前音樂節(jié)奏及音樂強(qiáng)度+起始電壓，當(dāng)切換固態(tài)顯示時(shí)顯示當(dāng)前固態(tài)驅(qū)動(dòng)設(shè)定電壓。：顯示控制器是否通電進(jìn)入待機(jī)工作狀態(tài)。：顯示是否有音頻信號(hào)輸入。：顯示是否有固態(tài)輸出點(diǎn)有輸出。圖2—3端子功能說明圖2—3：、VCD、MP3的音樂信號(hào)自動(dòng)轉(zhuǎn)換成變頻器所要求的010V直流電壓信號(hào)與輸入的音樂信號(hào)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(shí)的輸出電壓，而當(dāng)有音頻信號(hào)輸入的時(shí)候輸出電壓是起始電壓和音頻對(duì)應(yīng)電壓的疊加。，其中當(dāng)有音頻信號(hào)輸入Y0和CM0端子就接通（為無源觸點(diǎn)）。，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(dá)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）—4：音控噴泉固態(tài)驅(qū)動(dòng)接線圖2—4音控噴泉變頻驅(qū)動(dòng)接線圖2—5說明：1. CD VCD DVD和MP3的左右聲道信號(hào)直接到控制器的VL和VR，在輸出信號(hào)不是圓孔的情況下可接端子VL，VR ，COM。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(dòng)可編程順序控制器等控制器來完成音樂啟動(dòng)的效果。技術(shù)參數(shù)表表2—2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(shí)間20ms以內(nèi)的瞬間斷電，機(jī)器繼續(xù)運(yùn)行電源保險(xiǎn)絲250V 3A信號(hào)輸入音頻信號(hào)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(shí)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)、5. 手動(dòng)—自動(dòng)雙功能，自由選擇7. 輸入與輸出信號(hào)光電隔離，可靠性高8 .五位密碼鎖保護(hù)，輸入正確的密碼才能編制或修改程序9. 音樂啟動(dòng)程序（輸出）功能，增加音樂噴泉功能第三章 控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)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(jī)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(shí)現(xiàn)水泵無級(jí)調(diào)速，能根據(jù)音頻信號(hào)的強(qiáng)弱隨時(shí)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(chǎng)控制系統(tǒng)，其上位機(jī)大多采用多媒體工業(yè)PC機(jī)組成，可實(shí)現(xiàn)全程實(shí)時(shí)音控，能根據(jù)樂曲旋律、節(jié)奏和音頻的強(qiáng)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(chǎng)總線式控制 現(xiàn)場(chǎng)總線是一種串行數(shù)據(jù)通信鏈路，實(shí)現(xiàn)噴泉現(xiàn)場(chǎng)基本控制設(shè)備與上級(jí)控制設(shè)備之間的聯(lián)系，例如RS485總線和CAN總線，現(xiàn)場(chǎng)總線式優(yōu)點(diǎn)有:一條傳輸線可控制多臺(tái)設(shè)備，控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單，安裝和維護(hù)容易。采用數(shù)字通信技術(shù)，抗干擾性強(qiáng)，精度高?？刂乒δ芊稚⒌絿娙F(xiàn)場(chǎng)，提高了電控系統(tǒng)的可靠性和靈活性。 (3) 網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)總線式控制 網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)總線結(jié)構(gòu)與現(xiàn)場(chǎng)總線相似，性能更優(yōu)越于后者，網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)總線屬于分布式控制系統(tǒng)，電控系統(tǒng)運(yùn)行速度更快，達(dá)到音樂噴泉實(shí)時(shí)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(shí)支持總線型和放射型，可采用混合結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)總線與現(xiàn)場(chǎng)總線主要差別是前者采用專用網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上各個(gè)設(shè)備之間的相互操作。 此外音樂噴泉系