基于PLC的水幕电影和音乐喷泉控制系统设计
- 格式：doc
- 大小：414.00 KB
- 文档页数：31
湖北民族学院毕业论文（设计）基于PLC的水幕电影和音乐喷泉控制系统设计学生姓名：李微娜学号： 030840508系别：电气工程系专业：电气工程及其自动化指导教师：李绍武评阅教师：论文答辩日期答辩委员会主席进入21世纪以来，随着国民经济的发展和人民生活水平逐步提高，人们也越来越注重居住环境的舒适和美观。
在这样一种背景下，各种音乐喷泉系统逐渐被推广和应用。
与此同时，从外国引进的水幕电影技术也开始逐渐走进人们的生活。
本文以PLC为控制中心，实现对音乐喷泉和水幕电影的同步控制。
设计思路主要为借用采集到的有源音箱扬声器的信号，使喷泉与音乐同步，利用PLC及变频技术实现了喷泉组样式及快慢的控制。
此外，考虑到大型水幕电影耗资巨大，本文主要针对适合小型演出的水帘型水幕电影的控制进行设计。
通过实验，此系统喷泉部分具有较好的时间及音乐同步性，可以很好地实现声、光、水的结合；水幕电影部分，降低了成本，具有相对广阔的应用前景。
关键词：PLC，音乐喷泉，水幕电影，控制系统In the 21 century, along with the development of national economy and the people's living level gradually improve, people pay more and more attention to the living environment is comfortable and beautiful.In this kind of background, all kinds of music fountain system is gradually popularized and applied.At the same time, from the water curtain of foreign film technology too is gradually came into the life of people.This paper uses PLC to control center, and to realize the music fountain and the water curtain movie synchronous control.Design thought mainly for use the collected active speakers speaker of the signal, make fountain and music synchronization, use of PLC and inverter technology to achieve the fountain and the speed of the control group style.Moreover, given the large the water curtain movie costly, this article mainly aims at the curtains of water for performing small type the water curtain movie the control of the design.Through the experiment, the system has a good time of fountain and music synchronicities, can well realize sound, light, water combination;The water curtain movie part, reduce the cost and has relatively broad application prospects.Keywords: PLC, music fountain, water curtain movie, control system1绪言喷泉和水幕电影均是将水或其他液体经过一定压力通过喷头喷洒出来具有特定形状的组合体，提供水压的一般为水泵。
喷泉景观概括来说可以分为两大类[1]：1、因地制宜，根据现场地形结构，仿照天然水景制作而成；2、完全依靠喷泉设备人工造景。
而水幕电影根据其规模大小可分为[2]：1、水帘型；2、大型水幕；3、水面型。
喷泉原是一种自然景观，是承压水的地面露头。
园林中的喷泉，一般是为了造景的需要，人工建造的具有装饰性的喷水装置。
喷泉可以湿润周围空气，减少尘埃，降低气温。
喷泉的细小水珠同空气分子撞击，能产生大量的负氧离子。
因此，喷泉有益于改善城市面貌和增进居民身心健康。
随着我国人民物质和精神生活水平的不断提高，现在许多城市的市民广场、文艺晚会中里都能看到水幕电影的身影。
随着科学技术突飞猛进的发展，在水幕电影中采用的主要是从国外的高新技术，在人们的视觉和听觉上形成和谐的统一，使人们在精神上有种愉悦的感受。
1.1课题背景社会的发展和进步，使人们对生活环境的要求较从前有很大提高。
在当今社会，人工音乐喷泉，它集光、色、音于一身，给人以美感。
并且随着经济的快速发展，耗资巨大的水幕电影也逐渐走进人们的生活。
在喷泉得到广泛应用的过程中，也出现了一些问题和不足，有些认识上的误区和不良倾向应该引起人们的重视。
否则将对喷泉行业的健康发展产生负面影响。
（1）方案设计上的盲目性，往往导致作品成为败笔，使作品难于长久存在。
（2）细部设计的不合理直接影响作品效果。
（3）质次价高的伪劣产品直接影响着有关厂商和公司的信誉。
（4）节能、节水、环保问题应引起足够的重视。
喷泉的水造型是通过细部设计来实现的，机、泵、管、阀门、喷头的合理选配，直接影响着喷水效果。
有些喷泉的设计，只注意了流量、工作压力等技术指标，忽视了流态效果这个重要因素，水造型效果差。
例如：成功的超高水柱密实段长，破裂段和雾化段短，水柱直径和喷水高度比例合适，抗风能力强，喷水效果挺拔、雄伟。
而目前的一些超高水柱，水柱密实段短，破裂段和雾化段长，水柱直径与喷水高度相比显得细小单薄，抗风能力差，水柱很容易被吹散飘移，这就是有关参数选配不合理所致。
在整体水造型的组合效果上也存在差类似的问题。
细部设计不合理，是技术经济指标差的表现，需要在设计阶段给予解决。
各种水幕电影中，小型的垂直水帘，或许成本最低，但是成像范围过小，意义不大。
最大型的，新加坡的，固定的水幕景观电影，据悉投入超过1.3亿新加坡币；国内不定期举办的，中型水幕景观，一般投入在2000万元人民币以上；大型的、单一的、激光效果的水幕表演，据悉投入也在1000万元以上。
水幕工作时的电费、水费、场地费、人员费用等如同烧钱，而且后期维护成本甚高。
并且水幕电影只能在场地非常开阔的，室外区域举行，水池、湖面、河边、江边、海边，或能提供极好供水、排水系统的广场等[3]。
然而，无论是音乐喷泉还是水幕电影，其控制系统都存在着不可忽视的不足之处。
传统的喷泉控制一旦设计好控制电路，就不能随意改变喷水花样及喷水时间。
而水幕电影则具有成本太高，和受场地限制的缺陷。
喷泉的控制系统可采用单片机，可编程序控制器，甚至可采用工控机作控制核心。
水幕电影也可用三种方法进行控制：编程控制、直接控制和实用程序控制。
若采用PLC控制，利用PLC体积小、功能强、可靠性高，且具有较大的灵活性和可扩展性的特点，通过改变喷泉的控制程序或改变方式选择开关，就可以改变花式喷泉的喷水规律，从而不需要改变硬件就可变换出各式花样，适合应用于大型广场或景区的喷泉中。
将小型水幕电影（如水帘型）的技术进行完善，降低成本，扩大可以应用的范围。
1.2 课题研究的目的及意义1.2.1 应用前景随着音乐喷泉市场的需求越来越大，国内外关于音乐喷泉的研究与开发工作也蒸蒸日上。
如今，人们对喷泉的追求主要有一下几个方面：1、大型化，譬如首尔“巨型喷泉”盘浦大桥给这座大桥带来了全新的惊喜；2、智能化，随着生活节奏的加快，人们对智能化的追求越发强烈；3、小型化，随着人们对住宅小区及别墅的环境的要求的提高，小型化喷泉已成为音乐喷泉发展的一个方向；4、融入环境方向，譬如北京奥运村的喷泉给游客带来的视觉冲击。
1.2.2 科学意义采用PLC控制，可使控制系统具有更大的灵活性，有效解决单片机控制不稳定的问题，提高了系统运行的可靠性。
此外，PLC的定时功能、计数功能、步进功能，可灵活编写、增减和修改程序。
利用PLC体积小、功能强、可靠性高，且具有较大的灵活性和可扩展性的特点[4]，通过改变喷泉的控制程序或改变方式选择开关，就可以改变花式喷泉的喷水规律，从而不需要改变硬件就可以变换出合适花样。
而且，PLC还具有强大的自诊断功能，可以迅速方便的检查判断出故障，缩短检修时间，也不需要很多的外围设备和大量复杂的界限，可以缩短设计、施工和投产周期。
1.2.3 理论价值随着计算机硬件技术的飞速发展，新型喷泉与计算机的交互应用越来越广泛，音乐喷泉也越来越精密，使得越来越多的控制部分需要计算机来完成。
计算机控制灯光喷泉成为必然趋势。
因此，建立以PLC为核心的多媒体计算机音乐控制喷泉，采用基于组态程序的计算机控制系统来监控音乐、灯光、流水的变化，以获得较理想的效果。
1.3 国内外研究的现状自古以来, 喷泉水景在我国园林建造中应用广泛, 然而就其技术而言, 一般系利用地形之高差或自然之水压, 而形成镜池、溪流、涌泉、壁流、瀑布等, 景观形式较为单一。
十多年来, 国外喷泉技术装备大量进入国门, 国内也建立了许多喷泉器材生产厂。
八十年代中期, 深圳、佛山、上海等地相继建成了用微机控制的彩色音乐喷泉, 其奇异的景观, 声、光、景三者的相互协调和同步变化, 令人耳目一新, 给人以视听上的高度享受。
随着国民经济的高速发展及人民生活的普遍提高, 喷泉水景已逐步成为美化城市改善环境的重要手段。
1.3.1 国内现状喷泉的控制技术是喷泉的重要组成部分，经历了声控、程控到微机控制的发展过程。
目前，生产喷泉器材的工厂在控制方面一般与科研机构、大专院校相结合，使我国自行设计建造的花样喷泉开始采用微机控制技术，进入电脑彩色音乐喷泉的初级阶段。
为了适应喷泉工程建设的需要，国内出现了众多的喷泉设备厂和喷泉设计专业公司，国内较著名的喷泉公司有天津市大德喷泉技术有限公司、北京金瀑布环境艺术有限公司、。
