plc的音乐喷泉控制系统设计【字数：11164】
音乐喷泉集光、色、音于一身，给人带来视觉和听觉上的双重享受，日益成为现代城市的一种主要人造景观。本文基于PLC设计了喷泉控制系统，实现固定模式和音乐模式两种喷泉方式。固定模式用电磁阀控制，通过控制电磁阀的开闭来改变喷泉花样。音乐模式通过功率放大器将音乐信号分成两路，一路通过喇叭外放出来，给人们带来听觉享受；另一路输入到声音传感器转化成电压信号，再将转化过的电压信号输入到PLC，PLC根据音乐强弱改变变频器输出频率，进而控制水泵转速，实现水柱高度随音乐变化。为模拟喷泉效果，本文通过组态王软件设计了音乐喷泉监控画面，动态显示喷泉控制效果。实验室模拟结果表明，所设计的喷泉系统模式多样，喷泉水柱随信号变化快，乐感强，达到设计要求。
目录
1.绪论 1
1.1课题背景和意义 1
1.2 国内外音乐喷泉的发展趋势 1
1.3 课题主要研究内容 2
1.4 章节安排 3
2.系统总体设计 5
2.1音乐喷泉外观设计 5
2.2音乐喷泉的组成 5
2.3音乐喷泉的控制要求 6
2.4音乐喷泉的总体方案 6
3.喷泉控制系统硬件电路设计 9
3．1 硬件选型 9
3.1.1 PLC选型 9
3.1.2 变频器选型 9
3.1.3 水泵的选择 11
3.1.4 喷头的选择 12
3.1.5 电磁阀的选择 14
3.1.6 喷泉灯和按钮 15
3.2电气接线图设计 15
3.2.1主电路接线图 15
3.2.2 I/O分配表及接线图 16
3.2.3变频器参数 20
4. 音乐喷泉程序设计 21
4.1喷泉动作总体思想 21
4.2固定模式 22
4.3音乐模式 24
5.音乐喷泉监控画面的设计 28
5.1组态软件的选择 28
5.2总体设计 28
5.2.1数据词典 30
5.3 登陆界面的设计 30
5.4 音 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
乐模式界面的设计 31
5.5 固定模式画面建立 32
5.6 历史曲线 33
5.7 实时曲线 34
6.音乐喷泉整体调试 35
6.1音乐信号的测试 35
6.2电位器 35
6.3整体接线 35
7.总结与展望 37
参考文献 38
致谢 39
附录一 ：INT0中断程序控制 40
附录二：主程序 42
1.绪论
1.1课题背景和意义
音乐喷泉根据音乐频率、振幅、音色、节拍对喷泉的花型，高度和灯光亮灭、快闪、慢闪变化进行控制。在程序控制的基础上加上了音乐控制，喷泉的变化与音乐所表达的情绪完美的结合，让喷泉更加生动富有情绪感。音乐喷泉属于独特的人造景观，非常具有观赏性，通常安装在湖面，休闲场所，公园等。音乐喷泉的音、色、光形成的美景与自然相媲美，与周围的自然融为一体。能够大大的缓解钢筋混凝土带来的压抑感，人们对生活的要求不断提高，音乐喷泉也便成为一种产业。伴随现代化技术发展的步伐，成为人工景观的主流。在广场等娱乐场所音乐喷泉能够带来美化环境的功能，增加周围空气湿度，降低温度，并且节约了水资源。音乐喷泉的艺术功能，经过音乐喷泉公司的精心设计融入到周围的建筑、景色中，能够发展在时尚界。音乐喷泉的商业价值，可以给娱乐场的游客进行表演，给游览胜地带来更大吸引力。水景和装饰艺术，可以达到放松效果，具有空间感。
随着时代发展，自动化技术也不断进步，由自动化控制的设备也不断走进家家户户，在工作上也带来便利，音乐喷泉控制系统也属于自动化设备的一种。人们非常认可自动化控制的喷泉系统的发展、应用，并且被广泛的应用。自动化水平的提高也带动国内喷泉控制设备的进步、企业的生产率提高，PLC的应用也尤为重要。音乐喷泉控制系统的核心是变频器和PLC，因为PLC能够稳定的喷泉控制系统的输出变化，并且使用价值、成本都比较合适。音乐喷泉系统是由传感器给PLC信号，PLC再经过处理将模拟量转换成数字量控制变频器的变化，由变频器改变泵的出水量，从而控制喷泉出水的高度。
1.2 国内外音乐喷泉的发展趋势
目前，国内有上百家生产音乐喷泉的公司，有些比较著名的公司列如：南京泉杰景观工程有限公司，上海雨琦喷泉有限公司和长沙喜马拉雅音乐喷泉有限公司等。从设计到调试安装都提供一整套服务。在实际中，我国音乐喷泉公司生产的喷泉同国外公司生产的喷泉还具有一定的差距。在水型、灯光上不能正确反应音乐所表达的情绪，并且存在一定的延迟。在音乐的节奏性、协调性和内涵方面存在不足的地方。
音乐喷泉控制是集音乐控制、程控、人工智能与一体化的现场控制系统。可以由多媒体控制设备工业PC、PLC或电脑喷泉控制器，实现实时音控，识别任何一曲音乐、节奏和音频强弱。音乐喷泉的控制系统可以使用单片机，可编程控制器和工业控制机作为控制核心，在电气方面有灯光、音响、变频器、水泵等组成。
德国在二十世纪开始设计音乐喷泉至今已有几十年的历史，音乐喷泉控制系统技术在科学技术的推动下也发展的越来越快，也有越来越的控制方法。
（1）程序控制
程控是将事先编写程序来控制喷泉花型、灯光，从而使灯光和水型具有不同的变化。多个程序随机执行、快速性好，并且可以承受一定的压力。属于模块化结构，便于升级和维护。不过，也存在着不足之处，需要专业人员事先识别出音乐特征并进行编辑、处理。不同的音乐需要重新处理。曲目就会受到影响，不同的音频将需要编辑不同的程序，工作量大大增加。
（2）实时声控
至今国内外大部分音乐喷泉类设备设计公司都采用实时声控的控制方式，对于各类音频信号进行自动识别并且能够做出响应。比程序控制少了事先编程环节，效率大大提高。但是，这种控制方式也存在一些缺陷，喷泉喷水比音乐信号要慢，喷泉所表达的情绪和音乐不相符。喷头花型出现的时间长短都是固定的，不同的音乐都会出现和视觉不一致。音乐的情绪和水型变化的时间也不一致，都是千篇一律。
目录
1.绪论 1
1.1课题背景和意义 1
1.2 国内外音乐喷泉的发展趋势 1
1.3 课题主要研究内容 2
1.4 章节安排 3
2.系统总体设计 5
2.1音乐喷泉外观设计 5
2.2音乐喷泉的组成 5
2.3音乐喷泉的控制要求 6
2.4音乐喷泉的总体方案 6
3.喷泉控制系统硬件电路设计 9
3．1 硬件选型 9
3.1.1 PLC选型 9
3.1.2 变频器选型 9
3.1.3 水泵的选择 11
3.1.4 喷头的选择 12
3.1.5 电磁阀的选择 14
3.1.6 喷泉灯和按钮 15
3.2电气接线图设计 15
3.2.1主电路接线图 15
3.2.2 I/O分配表及接线图 16
3.2.3变频器参数 20
4. 音乐喷泉程序设计 21
4.1喷泉动作总体思想 21
4.2固定模式 22
4.3音乐模式 24
5.音乐喷泉监控画面的设计 28
5.1组态软件的选择 28
5.2总体设计 28
5.2.1数据词典 30
5.3 登陆界面的设计 30
5.4 音 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
乐模式界面的设计 31
5.5 固定模式画面建立 32
5.6 历史曲线 33
5.7 实时曲线 34
6.音乐喷泉整体调试 35
6.1音乐信号的测试 35
6.2电位器 35
6.3整体接线 35
7.总结与展望 37
参考文献 38
致谢 39
附录一 ：INT0中断程序控制 40
附录二：主程序 42
1.绪论
1.1课题背景和意义
音乐喷泉根据音乐频率、振幅、音色、节拍对喷泉的花型，高度和灯光亮灭、快闪、慢闪变化进行控制。在程序控制的基础上加上了音乐控制，喷泉的变化与音乐所表达的情绪完美的结合，让喷泉更加生动富有情绪感。音乐喷泉属于独特的人造景观，非常具有观赏性，通常安装在湖面，休闲场所，公园等。音乐喷泉的音、色、光形成的美景与自然相媲美，与周围的自然融为一体。能够大大的缓解钢筋混凝土带来的压抑感，人们对生活的要求不断提高，音乐喷泉也便成为一种产业。伴随现代化技术发展的步伐，成为人工景观的主流。在广场等娱乐场所音乐喷泉能够带来美化环境的功能，增加周围空气湿度，降低温度，并且节约了水资源。音乐喷泉的艺术功能，经过音乐喷泉公司的精心设计融入到周围的建筑、景色中，能够发展在时尚界。音乐喷泉的商业价值，可以给娱乐场的游客进行表演，给游览胜地带来更大吸引力。水景和装饰艺术，可以达到放松效果，具有空间感。
随着时代发展，自动化技术也不断进步，由自动化控制的设备也不断走进家家户户，在工作上也带来便利，音乐喷泉控制系统也属于自动化设备的一种。人们非常认可自动化控制的喷泉系统的发展、应用，并且被广泛的应用。自动化水平的提高也带动国内喷泉控制设备的进步、企业的生产率提高，PLC的应用也尤为重要。音乐喷泉控制系统的核心是变频器和PLC，因为PLC能够稳定的喷泉控制系统的输出变化，并且使用价值、成本都比较合适。音乐喷泉系统是由传感器给PLC信号，PLC再经过处理将模拟量转换成数字量控制变频器的变化，由变频器改变泵的出水量，从而控制喷泉出水的高度。
1.2 国内外音乐喷泉的发展趋势
目前，国内有上百家生产音乐喷泉的公司，有些比较著名的公司列如：南京泉杰景观工程有限公司，上海雨琦喷泉有限公司和长沙喜马拉雅音乐喷泉有限公司等。从设计到调试安装都提供一整套服务。在实际中，我国音乐喷泉公司生产的喷泉同国外公司生产的喷泉还具有一定的差距。在水型、灯光上不能正确反应音乐所表达的情绪，并且存在一定的延迟。在音乐的节奏性、协调性和内涵方面存在不足的地方。
音乐喷泉控制是集音乐控制、程控、人工智能与一体化的现场控制系统。可以由多媒体控制设备工业PC、PLC或电脑喷泉控制器，实现实时音控，识别任何一曲音乐、节奏和音频强弱。音乐喷泉的控制系统可以使用单片机，可编程控制器和工业控制机作为控制核心，在电气方面有灯光、音响、变频器、水泵等组成。
德国在二十世纪开始设计音乐喷泉至今已有几十年的历史，音乐喷泉控制系统技术在科学技术的推动下也发展的越来越快，也有越来越的控制方法。
（1）程序控制
程控是将事先编写程序来控制喷泉花型、灯光，从而使灯光和水型具有不同的变化。多个程序随机执行、快速性好，并且可以承受一定的压力。属于模块化结构，便于升级和维护。不过，也存在着不足之处，需要专业人员事先识别出音乐特征并进行编辑、处理。不同的音乐需要重新处理。曲目就会受到影响，不同的音频将需要编辑不同的程序，工作量大大增加。
（2）实时声控
至今国内外大部分音乐喷泉类设备设计公司都采用实时声控的控制方式，对于各类音频信号进行自动识别并且能够做出响应。比程序控制少了事先编程环节，效率大大提高。但是，这种控制方式也存在一些缺陷，喷泉喷水比音乐信号要慢，喷泉所表达的情绪和音乐不相符。喷头花型出现的时间长短都是固定的，不同的音乐都会出现和视觉不一致。音乐的情绪和水型变化的时间也不一致，都是千篇一律。
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