【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 方式為固定式安裝。 水上照明一般采用投光燈和強(qiáng)光燈等 機(jī)內(nèi)腔定轉(zhuǎn)子采用進(jìn)口涂料，提高了水下電機(jī)耐腐蝕性，通過以上結(jié) 噴泉工程中常用的閥門有銅球閥、截止閥、閘閥、蝶閥、快開閥、調(diào)節(jié)閥、止回閥等，對(duì)于程控噴泉、音樂噴泉、跑 構(gòu)。 泉、跳泉等，還經(jīng)常用到水下電磁閥、數(shù)控閥、液壓閥或氣壓閥等。 在噴泉工程的一些特技效果中，經(jīng) 常用到一些特殊的機(jī)械和設(shè)備，如水下?lián)u擺電機(jī)、減速機(jī)、各種搖擺機(jī)構(gòu)、各種配水器、整流器等。有了這些機(jī)械和設(shè)備，噴泉水形大大提高了藝術(shù)造型的變化，提高了噴泉水景的觀賞效果及藝術(shù)水平。 音響系統(tǒng)是音樂噴泉的音源。主要設(shè)備有音箱、功放，調(diào)音臺(tái)、激勵(lì)器等，我公司采用國內(nèi)外知名品牌，保證音樂、水型、燈光三者高度同步。 在噴泉控制系統(tǒng)中，采用單片機(jī)控制原理，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，因而不能長時(shí)間運(yùn)行。但采用 PLC 能有效的解決這一問題，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。但成本較高。本文以噴泉控制系統(tǒng)為例，采用 西門子 300系列 S7300PLC 作為主控制器。 S7300PLC 系列 PLC，詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的硬件配置、設(shè)計(jì)方案以及軟件設(shè)計(jì)的順序功能圖和梯形圖，并且介紹了編程中的關(guān)鍵問題。 9 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。 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(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 11 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)。 12 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： CD、 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） 13 如圖 2— 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。 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(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 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) 、最小時(shí)間 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 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) 15 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)