【文章內容簡介】 殊的入映機播放，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，因此在電影播放時會有一種特殊的光學效果，屏幕的視覺穿透性可使畫面具有一種立體感，影片的內容可與水面巧妙的結合，更有一種身臨其境般的奇幻感覺。 本文根據(jù)生活當中出現(xiàn)的一些情況，以花式噴泉為研究對象，結合了大量資料及文獻，研究花式噴泉的控制問題，整理出一套可行性較高的噴泉控制系統(tǒng)。 本系統(tǒng)的研究內容主要包括了噴泉的發(fā)展情況及所存在的一系列問題；噴泉控制系統(tǒng)的組成；花式噴泉的控 制任務和要求；花式噴泉的硬件配置以及軟件的設計，再通過仿真軟件來實現(xiàn)。 在設計當中，因花樣 1 出現(xiàn)故障的可能性較另外兩種花樣要大，因此在花樣 1的程序中設置了報警系統(tǒng)，當出現(xiàn)故障時，可以及時報警并斷開電源，具有更大的安全保障。設計中并未添加單步 /連續(xù)程序，因為如果單步運行，持續(xù)時間太短，觀賞性不強，因而只設置了連續(xù)運行，當按下啟動按鈕，接著選擇噴水花樣，系統(tǒng)處于連續(xù)運行狀態(tài)，直到按下停止按鈕，系統(tǒng)立即斷開電源，停止運行。 第 2 章 方案分析 方案 1：使用單片機控制花式噴泉 單片機的特點是控制性能和可靠性高，體積小、價格低、易于產品化。由于單片機具有良好的控制性能和靈活的嵌入品質，近年來在智能儀表、機電一體化產品、實時工業(yè)控制家用電器等各個領域都獲得了極其廣泛的應用。 花式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 單片機作為主控制器來控制噴泉的噴水方式。單片機的成本較低， 適合用于控制小型的花式噴泉。 單片機 通過控制步進電機來控制電磁閥 ,實現(xiàn)對噴頭流量的控制 , 從而使噴泉水姿、燈光色彩產生變化。 但 采用單片機控制原理， 是 以可控硅作為功率開關元件，由于可控硅承受過電壓、過電流的能力較差，因而不能長時間運行 。 方案 2：使用 S7300PLC 控制花式噴泉 自 20 世紀 60 年代中期以來 PLC 產品在電力、冶金、化工等行業(yè)發(fā)揮了重大作用 ,尤其近 20 年來計算機和信息技術的飛速發(fā)展 ,不斷成倍擴大的功能和成倍降低的價格 ,使PLC、通訊聯(lián)網技術、過程控制軟件都獲得了長足 的 進步 ,也使 PLC的廣泛應用成為可能。 PLC 的優(yōu)點很多，主要包括：編程方法簡單易學；功能強、性能價格比高；硬件配套齊全、用戶使用方便、適應性強；可靠性高、抗干擾能力強；系統(tǒng)的設 計、安裝、調試工作量少；維修工作量低、維修方便；體積小、能耗低等。而且 PLC在各個工業(yè)部門的應用范圍都得到了擴展。 此方案采用西門子 300系列 PLC 作為主控制器。 S7300PLC 是 中型 的 PLC，它適用于各行各業(yè)，各種場合中的自動檢測、監(jiān)測及控制等。 S7300PLC的強大功能使其無論單機運行，或連成網絡都能實現(xiàn)復雜的控制功能。 S7300PLC可提 多 種 CPU可供選擇使用 ，并且 體積小，功能強、可靠性高，靈活性強和可擴展性的特點通過改變噴泉的控制程序或改變方式選擇開關，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， PLC 具有很強的自診斷功能，迅速方便的檢查出故障，縮短檢修時間，因而確?？刂葡到y(tǒng)的可靠性，穩(wěn)定性 。 基于本設計的控制要求， 可 采用 S7300系列的 PLC 來控制電磁閥， 從而達到對噴頭流量的控制，產生各種方式的噴水花樣。 方案 3：使用 S7200PLC控制花式噴泉 本方案采用 S7200PLC 作為噴泉的主控制器來控制水泵的運行。 S7200PLC是一種小型的 PLC，它有 5 種 CPU模塊，最多可以擴展 7 個擴展模塊，擴展到 248點數(shù)字量 I/O或者 38 路模擬量 I/O，最多有 30多 KB 的程序存儲空間和數(shù)據(jù) 存儲空間。集成了 6 個有12 種工作模式的高速計數(shù)器和兩點高速脈沖發(fā)生器、脈沖寬度調制器。本設計方案可以選擇 S7200CPU226 的 PLC作為主控制器，該型號的 PLC 共 14入 10 出 24個 I/O 點。從I/O 點分配方面來說很適合本設計的控制要求。但是這也限制了它以后的發(fā)展，在改變噴水方式的時候很不方便，因此不利于調整。 通過以上 3 種控制方式的比較可以得知： 使用單片機控制噴泉 ，控制方式簡單，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，且受使用時間長短的限制。 使用 S7200PLC控制花式噴泉，控制性能好，適用性強，系統(tǒng)設計方便，編程簡單 ，但由于 I/O數(shù)量的限制，改動不便。而使用 S7300PLC控制花式噴泉，它具有 S7200PLC 和單片機所不具有的優(yōu)點，在改動的時候十分方便，支持長時間使用，并且控制性能更強于單片機和 S7200PLC。三 者相比較，使用 S7300PLC 來控制噴泉顯然要好于使用單片機控制和 S7200 控制，因此，本設計選取的方案為第二種，即使用S7300PLC作為噴泉的主控制器。 方案 1：三組噴頭交替噴水 此方案使用的噴頭有 三組，共 12個噴頭，每組 4個。三組噴頭組成一定的形狀，并在 PLC 的控制下交替噴水，具體情況見圖 21。 圖 21三組噴頭示意圖 噴泉共分為三組噴頭，通電后，在 PLC的控制下，按 12321 的順序噴水，然后 2 同時噴水，接著 3同時噴水，再接著 3同時噴水，最后 3一起噴水，如此循環(huán)。 方案 2：四組噴頭交替噴水 此方案 共 四 組噴頭，除 1號噴頭以外，其余三組每組的 4個噴頭都由環(huán)形管道連接，因此，每次噴水，同一組的噴頭是一起噴的，具體情況見圖 22。 圖 22四組噴頭示意圖 此種方案有三種 噴水方式可供選擇。按下啟動按鈕以后，如選擇第一種花樣，以 3 同時噴， 4 同時噴的方式噴水；如選擇第二種花樣，則按 1234 的方式噴水；如選擇第三種，則按 4321的方式噴 水。并且按下自動運行按鈕以后，可以按設定的程序自動噴水。 從以上 2 種噴水方案來看，都是很適合作為花式噴泉的噴水方式。但是，方案 1 中的噴水方式過于單調，只有一種方式。而方案 2 中一共有三種噴水方式可供選擇，按下啟動按鈕以后，再按下花樣選擇開關，噴泉則按選定的方式噴水，因此噴水的方式可以隨心所欲，較之方案一顯 然更好。因此本設計選擇方案二作為噴泉的控制方案。 （ 1）按下啟動按鈕，噴泉裝置開始工作，按下停止按鈕，噴泉控制裝置停止工作。按下自動運行按鈕，噴泉進入自動工作狀態(tài)， （ 2）噴泉 噴水 方式由花樣選擇開關決定，現(xiàn)考慮 3種噴水花樣。 （ 3）花樣選擇開關在位置 1時，按下啟動按鈕后， 3 號噴頭同時噴水，延時 2秒后， 4 號噴頭噴水， 1號、 3 號噴頭停止噴水，再延時