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喷泉公司工程

音乐喷泉控制系统设计技巧
发布时间:2018-07-31 14:24浏览次数:
音乐喷泉是让音乐和喷泉相结合的艺术表现,当中运用了很多的技术,其中音乐信号处理系统是关键性的,来看看集散控制系统的信号传输。喷泉由主控机直接控制,理想的主控机具有如下特征:音乐信号采集功能,按频率特征抽取有效成分;对喷泉设备进行故障诊断,可以对主机运行状态、漏电及驱动柜工作状态进行诊断;菜单式操作系统,使操作者能够在短时间内学会操作,具有音乐喷泉的各种动态造型和花样变化显示功能,使操作人员通过计算机屏幕就能观察到喷泉的各种变化,最大地人文化,方便音乐喷泉的配曲和操作员使用;开放式结构,人机界面友好,通讯接口及编程技巧对用户开放,只需通过鼠标的两个键即可完成音乐喷泉的配曲,这样就容易使音乐喷泉配曲库不断丰富,总给人耳目一新的感觉;对音乐喷泉的直接控制,直接驱动泵、变频器或伺服器;摇摆电机的摇摆速度及方向控制,最大控制量1024或更多。

音乐喷泉控制设备

针对 的不同水形要求有不同的控制方法,本设计采用两种水形,其一:控制系统控制变频器动作,实现对水泵转速的控制,让喷泉在运行时,可以看到随音乐信号高低变化而出现的水柱的连续升降和花型的大小变化;其二:为了实现喷泉在运行过程中,随音乐的节奏变化,可以在不同的瞬时获得不同的花形,系统是有一定数量的电磁阀,可根据音乐节奏的快慢,控制相应的电磁阀开闭状态,就可以得到不同的花形。该方案设计的喷头,分3圈布置,一至三圈的喷头可以随意摆动,中心柱不能转动。一至三圈的喷头由PLC控制其开闭以达到不同的喷射花样,中心柱不安装电磁阀直接控制电机的转速实现花样。

音乐喷泉是通过音源将音频信号放大后传送到音乐采集分析器(音乐信号滤波、峰值检测等), 对音频信号进行采样处理,获得所需的幅值信号后,幅值信号和音乐信号的声强成正比,通过转换电路转换成标准的电压,送给PLC的模拟量模块,经A/D转换后存入数据寄存器中,然后PLC程序按数据寄存器中的不同值,改变花形、水柱高度和灯光效果,并给变频器送不同的频率,通过变频器改变驱动水泵的电机的转速,实现音乐对喷泉水泵的扬程的改变,即对喷水的高度的控制(水柱高度按比例反映音频信号的幅值)。同时PLC控制开关量,通过固态继电器来驱动彩灯、电磁阀等,实现对跑泉和灯光的控制。为了解决信号的滞后问题,本设计用一个硬件延时电路,将播放的音乐信号延迟一个固定的时间后送入音响。让音乐去等待电磁阀或水泵开启的控制信号,实现的喷泉同步控制。音乐喷泉实时控制系统中的程序是根据音乐节奏来控制执行的,各种灯光、电磁阀的输出数均根据运行标志D0(标志位辅助继电器Mi)来执行相应的程序。当系统启动开关X0闭合时,若不是特殊节日,即开关X2没有闭合时,则调用子程序P0,灯光、水形按固定的形式运行。当X2开关闭合时,则调用子程序P2,并播放音乐,音乐信号采集器对音乐特征信号(幅度)进行采集,送至扩展模拟量模块,转换后的数据存在数据寄存器D10中,将0-250,分成五个区间,把D10中的值与各个区间进行比较,根据不同区间的值给运行标志寄存器D0、变频器频率数据寄存器D80送不同的值,则直喷的高度,花形,灯光等会发生不同的变化。当系统停止开关X1闭合时,系统停止工作。把采集后的音乐幅度信号送到A/D模块的通道1,M8000闭合时,将(H00)写入BFM#17,选择A/D输入通道1,将(H02)写入BFM#17,起动通道1的A/D转换处理,最后读取BFM#0,把通道1的当前值存入寄存器D10中。

PLC上电的第一个扫描周期M8002接通,设置通讯处理模式为8位模式,通过设定特殊数据寄存器D8120来确定串行通讯格式。然后根据PLC与变频器的通信数据格式,将所要发送的信息,包括通讯请求控制代码、变频器站号、指令代码、等待时间、数据等赋值给相应的数据寄存器,然后调用求校验和子程序P1,求得校验和后,请求发送,最后通过RS指令将信息发送给变频器,变频器按相应接收指令运行,部分程序采用通信的方式来改变频器的输出,使得电机有不同的转速,直喷的高度也发生变化。因为FX0N-3A模拟量转换模块转换后的数据范围为0-250,将0-250,分成五个区间,当D10中的数据大于0小于50时给D80中送0,因为变频器中的单位设定为0.01HZ,所以再将D80乘于100送给变频器,则D10中的数据小于50时,给变频器送0HZ的频率,则电机不转,当D10中的数据大于50小于100时,给D81送15,则最终电机以频率15HZ运行,其它的情况以上述类似。
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