技术交流
基于ＰＬＣ的音乐喷泉控制系统设计
周安辽宁锦帅Ｉ渤海大学工学院
摘要：音乐喷泉中主要包括的因素有声音、灯光以及音色等三部分，喷泉水泵在工作的整个过程里面需要按照所对应的音乐相关 要素从而完成喷泉速度的控制，通过联系灯光所发生的变化最后就产生了所谓的喷泉。运用基于ＰＬＣ对喷泉系统进行控制，从而可以 达到完美控制喷泉的声音以及灯光等要素。 关键字：ＰＬＣ喷泉控制系统音乐
这些年，人民的生活质量逐渐得到了改善，许多的大型商场以 及大型的公园里面都有音乐喷泉的设施，该系统中的要素主要包括
了三点，分别是灯光、灯色以及声音等，使得水柱改变以及音乐之间
很好地结合了起来，在一定程度上充分展现出了艺术美感，从而人
们有了美感的享受。在控制音乐喷泉的过程中用到了ＰＬＣ也就是指 的是可编程序控制器、单片机以及继电器等等，同时核心部件是工
控机。引入继电器进行系统控制，当电路设计好之后，是不可以随便
地对喷水的花样和喷水发射的时间进行任意的更改。由于ＰＬＣ的体 积比较小，同时ＰＬＣ有着较强的功能，另外也有着高效的可靠性，根
据在控制音乐喷泉的过程中，同时结合基于ＰＬＣ的系统在扩展性以
及灵活性等方面有着巨大的优势，开关的选择是需要根据对喷泉里
面的控制程序进行修改，就能够成功实现喷泉喷水规律的改变，最 终即使是硬件不改变的情况下，依然是能够产生新的花样，在很多
的大型商场甚至是大型的娱乐场所中，基于ＰＬＣ的喷泉系统功能还
包括了自诊断，通过该功能可以实现对故障及时的做出诊断，从而
使得检修的时间缩短，所以使得控制系统能够保持很大的稳定性以 及可靠性，所以本文设计的喷泉系统运用到了ＰＬＣ。
１音乐喷泉的原理 将声卡中的音乐信号取出来，其中的一部分主要是通过音响设
备实现，另一路就是将电流信号从扬声器取出来，通过采用ＰＬＣ对
形成的数字量进行限幅以及滤波处理后，再接着通过Ｄ／Ａ模块，生
成直流电压信号，其中的电源范围是处于Ｏ到ｉ０Ｖ之间。当变频器收 到了信号之后，可以马上启动起来，最终可以形成水花不断随着音乐
第３５卷第４期吉林工程技术师范学院学报Ｖｏｌ３５Ｎｏ４ ２０１９年４月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＪｉｌｉｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＡｐｒ．２０１９
收稿日期：２０１９０１１７作者简介：颜爱明（１９６９），男，国网盐城供电公司高级工程师，主要从事电气工程研究。基于ＰＬＣ的音乐喷泉系统设计
颜爱明，娄 锋，宋骁磊，唐金鹏，孙 军
（国网盐城供电公司，江苏盐城２２４００８）
［摘 要］本系统设计实现的控制核心为ＰＬＣ，系统能够实现水柱状态和音乐节奏的完美结合，变频器
是实现水柱状态变化的主要器件，音乐控制系统主要是通过音频信号的采集，将采集到的音乐信号传输
到ＰＬＣ。该系统在一定程度上实现了系统的简单化和一体化。
［关键词］ＰＬＣ；音乐喷泉；变频器；软件设计
［中图分类号］ＴＭ７６ ［文献标识码］Ａ ［文章编号］１００９９０４２（２０１９）０４００６１０３
随着中国经济实力的增长，人们对生活环境质
量的要求也是水涨船高。音乐喷泉控制系统的形态
和灯光能够根据音乐的音调实现自动且连续的改
变，并且呈现出多姿多彩的花型和绚丽的灯光变化，
满足人们对音乐享受和视觉效果需求。因此在大型
休闲广场、办公楼广场以及主题公园等场所都会有
音乐喷泉的身影。因为建设音乐喷泉所需要的很多
设备和技术大多都是从国外进口的，所以这就使得
国内音乐喷泉建设的成本高昂。音乐喷泉控制系统
的ＰＬＣ（可编程序控制器）具有使用方便、可靠性高、
适应面广、抗干扰能力强、通用性强、编程简单等特
点。本文设计实现的音乐喷泉控制系统能够实现对
喷泉灯光的变换和水柱状态的多点控制，并且线路
设计简单，能够实现水柱和灯光随着音乐节奏变化
而变化。
一、系统整体设计方案
本系统设计以ＳＩＥＭＥＮＳ公司的Ｓ７－２００系列的
ＰＬＣ作为整个控制系统的主要控制单元，系统的总
体设计框图如图１所示。ＰＬＣ和变频器是该音乐喷
泉的控制系统主要控制单元，通过Ｆ／Ｖ转换电路、
模／数转换电路、信号隔离电路等音乐信号处理电路
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基于PLC和变频器的音乐喷泉控制系统设计
作者：吴慧君 吴文兵
来源：《电子技术与软件工程》2015年第17期
摘 要
本文主要介绍了一种用可编程控制器和PLC实现音乐喷泉实时控制的方法，详细介绍了音乐喷泉控制系统的控制要求，硬件设计及软件编程。
【关键词】可编程控制器 变频器 音乐喷泉控制系统
音乐喷泉将音乐和喷泉喷发有机结合，喷泉根据音频信号做各种花式变换，给人以美的感受。目前，音乐喷泉的控制方法越多，继电器或电磁阀控制是最常用的控制方法。这两种方法都不能对电动机或其它控制阀进行调速，所以反应速度较慢，同步性差。本设计中采用变频调速来控制电动机，从而使电磁阀和继电器快速响应，实现喷泉的实时控制。
1 音乐喷泉的控制要求
音乐喷泉控制内容包括乐曲播放、水型控制和彩灯控制。
乐曲播放控制。由计算机播放器播放乐曲，通过功率放大器将所选乐曲分两路输出。一路输出到音响设备，另一路输出到A/D转换模块。输出到音响设备可完成音乐播放，输出到A/D转换模块的信号经采样传送到PLC（可编程控制器），作为控制灯光和水型的原始信号。
1.1 水型控制
当乐曲播放时，水型会同步演示。乐曲播放时经采样得到的数字信号再用PLC转换成实数，与PLC内部设定的采样值范围进行比较，比较后得到的信号用来控制变频器高、中、低三个控制端的开关量，调节变频器的7个频段，最终控制潜水泵的转速。
1.2 彩灯控制
与水型控制类似，音乐信号经处理后得到的采样值范围信号也用来控制水下彩灯的动作，使彩灯变化与音乐和喷泉喷发同步。
2 系统的硬件设计 龙源期刊网
2.1 整体设计
硬件系统主要由PLC、A/D转换模块、变频器、潜水泵和彩灯组成。如图1，电脑播放器和功率放大器及音响用来播放乐曲；A/D转换模块完成对音乐信号的采集和模数转换；PLC用来对数字信号进行类型转换和比较，并用得到的信号控制变频器和彩灯；变频器用来控制谁潜水泵的喷发速度；彩灯和潜水泵通过PLC的控制进行各种花式变换。
PLC 课 程 设 计
题 目：花样喷泉设计
系 别：机电工程学院
专 业：应用电子技术
学 号：
姓 名：
指导老师：
设计时间：2009-12-30
PLC 喷泉灯课程设计
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摘要
可编程序控制器（Programmable Logic Controller）简称PLC,是一种以微处理器为基础、带有指令存储器和输入输出接口、综合了微电子技术、计算机技术、自动控制技术、通信技术的新一代工业控制装置。它能够存储和执行指令，进行位置控制、逻辑控制、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。
PLC是电子技术、计算机技术与继电器逻辑自动控制系统相结合的产物。它不仅充分发挥了计算机的优点，以满足各种工业生产过程自动控制的需要，同时又照顾一般电气操作人员的技术水平和习惯，采用梯形图或状态流程图等编辑方式，使PLC的使用始终保持大众化的特点。
PLC可以用于单台机电设备的控制，也可以用于生产流水线的控制。使用者可根据生产过程和工艺要求编制控制程序。程序运行后，PLC就根据现场输入信号（按钮、行程开关、接近开关或其他传感信号）按照预先编入的程序对执行机构（如电磁阀、电动机等）的动作进行控制。
关键词； PLC，喷泉，控制系统
PLC 喷泉灯课程设计
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Abstract:
PLC (Programmable Logic Controller) referred to as PLC, is a
microprocessor-based, with instruction memory and input-output interface,
a combination of micro-electronic technology, computer technology,
