音樂噴泉噴泉軟件系統的設計畢業設計論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 方式為固定式安裝。 水上照明一般采用投光燈和強光燈等 機內腔定轉子采用進口涂料，提高了水下電機耐腐蝕性，通過以上結 噴泉工程中常用的閥門有銅球閥、截止閥、閘閥、蝶閥、快開閥、調節閥、止回閥等，對于程控噴泉、音樂噴泉、跑 構。 泉、跳泉等，還經常用到水下電磁閥、數控閥、液壓閥或氣壓閥等。 在噴泉工程的一些特技效果中，經 常用到一些特殊的機械和設備，如水下搖擺電機、減速機、各種搖擺機構、各種配水器、整流器等。有了這些機械和設備，噴泉水形大大提高了藝術造型的變化，提高了噴泉水景的觀賞效果及藝術水平。 音響系統是音樂噴泉的音源。主要設備有音箱、功放，調音臺、激勵器等，我公司采用國內外知名品牌，保證音樂、水型、燈光三者高度同步。 在噴泉控制系統中，采用單片機控制原理，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。但采用 PLC 能有效的解決這一問題，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的可靠性、穩定性。但成本較高。本文以噴泉控制系統為例，采用 西門子 300系列 S7300PLC 作為主控制器。 S7300PLC 系列 PLC，詳細介紹了系統的硬件配置、設計方案以及軟件設計的順序功能圖和梯形圖，并且介紹了編程中的關鍵問題。 9 第二章 音樂噴泉設計方案 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）。水質為自來水。 10 音樂噴泉控制要求 本控制器能充分發揮變頻調速器的特點，為噴泉增光添彩。它可將來自光盤 CD、 VCD、DVD 的音樂信號自動轉換成變頻調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化為模擬量信號 ，還可以在某點音頻信號實行開關量輸出，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，而且還能控制固態繼電器。 接線 面板說明 如圖 2— 2 11 圖 2— 2 表 2— 1 編號 名稱 說明 （ 1） 音頻放大倍數調節旋鈕 調節單位音頻對應輸出電壓的大小 （ 2） 起始電壓調節旋鈕 調節沒有音頻輸入時的輸出電壓 , （ 3） 固態驅動設定電壓調節旋鈕 固態驅動設定電壓和輸出電壓比較 ,當輸出電壓大時 ,固態輸出點就有輸出，當輸出電壓小時，固態輸出點截止 （ 4） 音頻輸入選擇開關 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 OFF 時關掉起始電壓 (起始電壓為 0V),ON 時為開啟起始電壓 （ 6） 頻譜顯示 切換開關 用于切換顯示固態設定驅動頻譜和實際輸出頻譜。左邊固態設定輸出頻譜，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設定頻譜強度 （ 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，確認音樂信號開始播放 （ 10） 固態輸出指示燈 固態輸出點有輸出就亮 功能及動作原理 如表 2— 1 ：調節單位音頻的對應輸出電壓。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變化，則可調大放大倍數；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，那么就調小音頻放大倍數。 ：起始電壓是沒有音頻輸入時，對外的輸出電壓。調節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，當有音頻信號輸入時變頻器輸出頻率是此基礎上的疊加。如果沒有起始電壓的情況下，當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（ 6）選擇到固態顯示，（ 7）上顯示的頻譜 的大小對應固態驅動設定電壓大小。當輸出電壓大于固態驅動設定電壓時，固態輸出點對外輸出，輸出電壓小于固態驅動設定電壓時，固態輸出點截止。用固態來實現音控時，在輸入的音頻信號是比較柔和的情況下，那么固態驅動設定電壓就要調小一點，如果在輸入的音頻信號比較強烈，那么固態驅動設定電壓就要調大一點。 （起始電壓＜固態驅動設定電壓＜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。 12 5. 起始電壓開關：當為 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起始電壓大小。 ：選擇顯示固態設定輸出頻譜和實時輸出頻譜。 ：實時顯示當前音樂節奏及音樂強度 +起始電壓，當切換固態顯示時顯示當前固態驅動設定電壓。 ：顯示控制器是否通電進入待機工作狀態。 ：顯示是否有音頻信號輸入。 ：顯示是否有固態輸出點有輸出。 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系。（有 3路輸出） 本控制器可設定起始電壓，使用人員可調節起始電壓來選擇沒有音頻輸入時的輸出電壓，而當有音頻信號輸入的時候輸出電壓是起始電壓和音頻對應電壓的疊加。 ，其中當有音頻信號輸入 Y0 和 CM0 端子就接通（為無源觸點）。 ，用戶可調節比較電壓來控制輸出。這樣在沒變頻器的的情況下，用固態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） 13 如圖 2— 4： 音控噴泉固態驅動接線圖 2— 4 音控噴泉變頻驅動接線圖 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。 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。 技術參數 表 表 2— 2 可編程序控制器 使用說明書 ： 1. 數字化輸入輸出、 LED 數碼顯示 2. 可同時控制 40 路各種負載 3. 一百步程序可任意設定循環步數 、最小時間 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 以內的瞬間斷電，機器繼續運行 電源保險絲 250V 3A 信號輸入 音頻信號 15 第三章 控制系統方案設計 一般音樂 噴泉 系統 主要由音頻 控制 系統 、噴泉 控制 系統 和燈光 控制 系統 構成。 音頻 控制 系統 主要由音樂播放器、前置放大器、功率放大器、監聽音箱及音柱組成，大多 系統 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 示意圖 3— 1 噴泉 系統 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組成，其中噴泉水泵目前已采用變頻調速技術，實現 水泵無級調速，能根據音頻信號的強弱隨時調節