【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 也開設(shè)了水景、噴泉課程，為噴泉行業(yè)的今后發(fā)展提供了知識(shí)儲(chǔ)備。噴泉行業(yè)的發(fā)展進(jìn)入到一個(gè)新的階段。 噴泉的應(yīng)用狀況人們對(duì)噴泉的造景功能、娛樂功能、環(huán)保功能認(rèn)識(shí)的提高，開拓了噴泉的應(yīng)用范圍。我們可以看到：適宜于喜慶節(jié)日、大型群眾集會(huì)的廣場(chǎng)噴泉和城市主題雕塑噴泉，IV其水造型往往是簡(jiǎn)捷、明快、莊重、大方，給予人們團(tuán)結(jié)進(jìn)取，凝聚向上的感受。在商業(yè)廣場(chǎng)、購(gòu)物中心以及一些景點(diǎn)的大型激光彩色音樂噴泉，其動(dòng)感十足的“水表演” ，既歡快、跳躍，又抒情、富有詩(shī)意的“水舞蹈” ，有些噴泉配之以水幕電影，給人們以變幻無窮，絢麗多姿的視聽效果。河、湖自然水面上噴水高度超過百米的高水柱噴泉，其雄偉、壯觀的水造型往往成為這個(gè)城市或旅游景點(diǎn)的特征之一。噴泉進(jìn)入了住宅小區(qū)，多與建筑小品和雕塑相映、相伴，既有中、老年人們喜愛的幽靜、典雅的風(fēng)格，也有適于兒童嬉水，趣味十足的形式。松弛、舒適的環(huán)境氛圍給人們愉悅的感受。商場(chǎng)內(nèi)、酒樓里的噴泉小巧、別致，既調(diào)節(jié)了室內(nèi)小氣候，又增添了畫意。依托大型建筑物和自然地形建成的人工瀑布及溢水造景給人們以清新和另有韻味的感受。噴泉在電視轉(zhuǎn)播廳和大型歌舞上頻頻出現(xiàn)，調(diào)諧得當(dāng)?shù)乃魏嫱兄莩龅男Ч＞傻奈⑿蛧娙M(jìn)入了辦公室和居室，給室內(nèi)增添了動(dòng)態(tài)的裝飾。噴泉是藝術(shù)和技術(shù)的結(jié)合物，建筑藝術(shù)、園林藝術(shù)、美術(shù)以至引伸到人文學(xué)、文學(xué)藝術(shù)、音樂藝術(shù)等都能蘊(yùn)含到噴泉的設(shè)計(jì)、創(chuàng)作中。不少成功的作品都注意噴泉的設(shè)計(jì)風(fēng)格與周邊的環(huán)境、建筑物風(fēng)格的協(xié)調(diào)一致，注意當(dāng)?shù)厝宋?、文化心理，所以好的方案設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的，它是成功的起點(diǎn)。在噴泉方案的制作上，短短的幾年時(shí)間就從手工制圖發(fā)展到 photo shop 圖片再發(fā)展到三維動(dòng)畫制作的光盤描繪的動(dòng)態(tài)噴水方案，計(jì)算機(jī)技術(shù)極大地豐富和開拓了人們的思維空間?？焖?、直觀、便于保存、易于修改的優(yōu)點(diǎn)很快地就被建設(shè)方接受，成為噴泉設(shè)計(jì)方案招投標(biāo)的必備內(nèi)容。噴泉的專用產(chǎn)品，設(shè)備也在不斷地更新?lián)Q代，新材料、新技術(shù)的采用，環(huán)保型的產(chǎn)品更加安全、可靠，售后服務(wù)周到、及時(shí)，這些都為噴泉的良性發(fā)展提供了技術(shù)支撐，使得大多數(shù)的噴泉在美化環(huán)境之外，還發(fā)揮了良好的生態(tài)效應(yīng)社會(huì)效益和廣告效應(yīng)等間接的經(jīng)濟(jì)效益。 現(xiàn)代噴泉中出現(xiàn)的問題在噴泉得到廣泛應(yīng)用的過程中，也出現(xiàn)了一些問題和不足，有些認(rèn)識(shí)上的誤區(qū)和不良傾向應(yīng)該引起人們的重視。否則將對(duì)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(zhǎng)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，IV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(zhǎng)，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(zhǎng)，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。噴泉是耗能的景觀工程，在保障設(shè)計(jì)效果的前提下，盡可能地節(jié)約能源，這在方案設(shè)計(jì)階段時(shí)就應(yīng)該進(jìn)行量體裁衣的設(shè)計(jì)。我國(guó)是一個(gè)缺水的國(guó)家，節(jié)水是基本國(guó)策，噴泉要提倡循環(huán)用水，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮減少噴水的霧化，飄移損失。循環(huán)用水系統(tǒng)應(yīng)該有過濾凈化裝置，現(xiàn)在有許多旱噴泉，噴水很容易把地面上的泥土、臟物沖入地下水池，水質(zhì)極易污染，搞好池水凈化，延長(zhǎng)池水使用周期，用過的池水可以澆灌周邊的草坪、綠地，既節(jié)約了用水，又有環(huán)保的功能。 噴泉的種類噴泉景觀概括來說可以分為兩大類：一是因地制宜，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地形結(jié)構(gòu)，仿照天然水景制作而成，如：壁泉、涌泉、霧泉、管流、溪流、瀑布、水簾、跌水、水濤、漩渦等。二是完全依靠噴泉設(shè)備人工造景。這類水景近年來在建筑領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，發(fā)展速度很快，種類繁多，普通噴泉分音樂噴泉、程控噴泉、旱地噴泉、跑動(dòng)噴泉、光亮噴泉、趣味噴泉、激光水幕電影、超高噴泉等。 噴泉中的一些新技術(shù)漂浮式：整座水景噴泉的管道系統(tǒng)全部安裝在浮箱上，所以噴泉設(shè)備的運(yùn)行不受季節(jié)性水位高低的影響。漂浮式噴泉制作、安裝工藝技術(shù)性強(qiáng)，但維護(hù)方便，易于保養(yǎng)。在大型自然湖泊或各種人工湖中廣泛應(yīng)用。跑泉：多個(gè)噴頭，按時(shí)序控制，構(gòu)成各種形態(tài)瞬時(shí)變化的水型?？梢孕纬膳軇?dòng)、跳動(dòng)、波動(dòng)等形狀，又可以成固定造型的噴水形態(tài)，氣勢(shì)雄偉，變化多端。水幕激光：采用特殊的入映機(jī)播放，使用的影片也是專門為水幕電影特制的影帶。由于電影的屏幕是透明的水膜，因此在電影播放時(shí)會(huì)有一種特殊的光學(xué)效果，屏幕的視覺穿透性可使畫面具有一種立體感，影片的內(nèi)容可與水面巧妙的結(jié)合，更有一種身臨其境般的奇幻感覺。IV 設(shè)計(jì)的主要研究?jī)?nèi)容及安排本設(shè)計(jì)根據(jù)現(xiàn)有噴泉樣式、種類及所存在的一系列問題，結(jié)合噴泉控制系統(tǒng)的組成和智能噴泉的控制任務(wù)和要求；以智能時(shí)鐘噴泉為研究對(duì)象，結(jié)合了大量資料及文獻(xiàn)，研究智能時(shí)鐘噴泉的控制問題，整理出一套可行性較高的智能時(shí)鐘噴泉控制系統(tǒng)，本控制設(shè)計(jì)包括整點(diǎn)報(bào)時(shí)系統(tǒng)、定時(shí)系統(tǒng)、噴泉彩燈控制系統(tǒng)、音樂噴泉系統(tǒng)和時(shí)鐘噴泉系統(tǒng)構(gòu)成，時(shí)鐘噴泉主要以數(shù)字時(shí)鐘顯示，變幻方位顯示。本人先對(duì)智能時(shí)鐘噴泉硬件配置進(jìn)行了論證之后編寫出了個(gè)功能模塊梯形圖，再通過仿真軟件驗(yàn)證了本系統(tǒng)的正確性，最后實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的硬件接線圖。IV2 系統(tǒng)主控制器選擇方案分析 主控制器方案分析方案 1：使用單片機(jī)控制智能噴泉單片機(jī)的特點(diǎn)是控制性能和可靠性高，體積小、價(jià)格低、易于產(chǎn)品化。由于單片機(jī)具有良好的控制性能和靈活的嵌入品質(zhì)，近年來在智能儀表、機(jī)電一體化產(chǎn)品、實(shí)時(shí)工業(yè)控制家用電器等各個(gè)領(lǐng)域都獲得了極其廣泛的應(yīng)用。智能噴泉的原理是利用控制器控制水泵的噴水的方式，此方案采用 AT80C51 系列單片機(jī)作為主控制器來控制噴泉的噴水方式。單片機(jī)的成本較低，適合用于控制小型的花式噴泉。單片機(jī)通過控制步進(jìn)電機(jī)來控制電磁閥,實(shí)現(xiàn)對(duì)噴頭流量的控制, 從而使噴泉水姿、燈光色彩產(chǎn)生變化。但采用單片機(jī)控制原理，是以可控硅作為功率開關(guān)元件，由于可控硅承受過電壓、過電流的能力較差，因而不能長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行。方案 2：使用 S7300PLC 控制智能噴泉本方案采用 S7300PLC 作為噴泉的主控制器來控制水泵的運(yùn)行。S7300PLC 是一種小型的 PLC，它有 5 種 CPU 模塊，最多可以擴(kuò)展 7 個(gè)擴(kuò)展模塊，擴(kuò)展到 248 點(diǎn)數(shù)字量I/O 或者 38 路模擬量 I/O，最多有 30 多 KB 的程序存儲(chǔ)空間和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。集成了6 個(gè)有 12 種工作模式的高速計(jì)數(shù)器和兩點(diǎn)高速脈沖發(fā)生器、脈沖寬度調(diào)制器。本設(shè)計(jì)方案可以選擇 S7300CPU226 的 PLC 作為主控制器，該型號(hào)的 PLC 共 14 入 10 出 24 個(gè)I/O 點(diǎn)。從 I/O 點(diǎn)分配方面來說不適合本設(shè)計(jì)的控制要求。方案 3：使用匯川（與三菱相同）H2u6464MT PLC 控制智能噴泉[6][7]本方案采用 H2u6464MT PLC 作為噴泉的主控制器來控制水泵的運(yùn)行。H2u6464MT PLC 是一種中型的 PLC，它有多種 CPU 模塊和多路模擬量 I/O，有超大的程序存儲(chǔ)空間和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。具有多個(gè)高速計(jì)數(shù)器和兩點(diǎn)高速脈沖發(fā)生器、脈沖寬度調(diào)制器。本設(shè)計(jì)方案可以選擇 H2u6464MT PLC 的 PLC 作為主控制器，該型號(hào)的 PLC 共 64 入 64 出128 個(gè) I/O 點(diǎn)。從 I/O 點(diǎn)分配方面來說完全符合本設(shè)計(jì)的控制要求且還有一定的預(yù)留空間。PLC 的優(yōu)點(diǎn)很多，主要包括：編程方法簡(jiǎn)單易學(xué)；功能強(qiáng)、性能價(jià)格比高；硬件配套齊全、用戶使用方便、適應(yīng)性強(qiáng)；可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)；系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少；維修工作量低、維修方便；體積小、能耗低等。而且 PLC 在各個(gè)工業(yè)部門的應(yīng)用范圍都得到了擴(kuò)展。此方案采用匯川 H2u 系列 PLC 作為主控制器。H2u6464MT PLC 是中型的 PLC，它IV適用于各行各業(yè)，各種場(chǎng)合中的自動(dòng)檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制等。H2u6464MT PLC 的強(qiáng)大功能使其無論單機(jī)運(yùn)行，或連成網(wǎng)絡(luò)都能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。H2u6464MT PLC 可提多種 CPU 可供選擇使用，并且體積小，功能強(qiáng)、可靠性高，靈活性強(qiáng)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，從而變化出很多花樣，同時(shí)，PLC 具有很強(qiáng)的自診斷功能，迅速方便的檢查出故障，縮短檢修時(shí)間，因而確?？刂葡到y(tǒng)的可靠性，穩(wěn)定性。基于本設(shè)計(jì)的控制要求，可采用 H2u 系列的 PLC 來控制電磁閥，從而達(dá)到對(duì)噴頭流量的控制，產(chǎn)生各種高度的噴泉，從而使其達(dá)到設(shè)計(jì)的效果。 主控制器方案的選擇通過以上 3 種控制方式的比較可以得知：使用單片機(jī)控制噴泉，控制方式簡(jiǎn)單，成本低，但是由于其控制性能較差，容易出現(xiàn)故障，出現(xiàn)故障后檢修不方便，且受使用時(shí)間長(zhǎng)短的限制。使用 S7300PLC 控制智能噴泉，控制性能好，適用性強(qiáng)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)方便，編程簡(jiǎn)單，但由于 I/O 數(shù)量的限制，改動(dòng)不便。而使用 H2u6464MT PLC 控制智能噴泉，它具有 S7300PLC 和單片機(jī)所不具有的優(yōu)點(diǎn)，在改動(dòng)的時(shí)候十分方便，支持長(zhǎng)時(shí)間使用，并且控制性能更強(qiáng)于單片機(jī)和 S7300PLC。三者相比較，使用 H2u6464MT PLC 來控制噴泉顯然要好于使用單片機(jī)控制和 S7300 控制，因此，本設(shè)計(jì)選取的方案為第三種，即使用 H2u6464MT PLC 作為噴泉的主控制器。 噴頭控制方案分析方案 1：選擇 5 種不同口徑大小的噴柱選擇 5 種不同口徑大小的噴柱，在同壓力情況下，不同口徑大小的噴泉水柱高低不同。具體如圖 4 所示。圖 4 在一個(gè)噴點(diǎn)上安裝 5 個(gè)噴柱IV圖 4 中，在設(shè)計(jì)中始終在不同方位顯示時(shí)由于噴泉的高度在人們所視角度不在同一平面上，由此若想讓人們看見那么所噴出的噴柱就應(yīng)該在不同的高度，在一個(gè)方向上觀看水柱應(yīng)該是前低后高。將上圖所示結(jié)構(gòu)安裝在同一個(gè)噴柱點(diǎn)上[14][15]，但 15 各噴柱的口徑大小不一，必須要有區(qū)別。才能在同一壓力下，小口徑噴柱高，大口徑噴柱低。方案 2：使用高速電磁閥噴柱每個(gè)噴頭采用一個(gè)噴柱，但這個(gè)噴柱是由電磁閥控制其流量。如圖 5 所示。圖 5 高速電磁閥噴柱圖 5 中，高速電磁閥噴柱，由電磁閥控制其流量[8][9][10][17][18]，在不同的位置時(shí)，根據(jù)實(shí)際要求控制電磁閥位置不同，控制噴柱噴出的水流量不同，由此所達(dá)到的高度也不同。而且有流量控制更加精確，還有各個(gè)噴柱的水柱大小粗細(xì)都是一樣的，噴出水柱看起來就更加美觀。加上燈光閃爍效果會(huì)更加炫麗。 噴頭控制方案的選擇從以上 2 種噴水方案來看，都是很適合作為智能噴泉的噴水方式。但是，方案 1中的噴水方式過于簡(jiǎn)單，且噴柱太多顯得松散水柱不集中，效果不是很好。而