1、 1本课题所涉及的内容国内(外)研究现状综述随着我国人民物质和精神生活水平的不断提高，现在中国许多城市的市民广场、单位和居民生活小区里都能看到各种形式的音乐喷泉。音乐喷泉，顾名思义就是指喷泉的水形根据播放音乐的旋律和节拍有规律地进行变化，同时辅以灯光、激光或其它介质的变化，在人们的视觉和听觉上形成和谐的统一，使人们在精神上有舒心愉悦的感受。音乐喷泉涉及的专业非常广泛，包括音乐信号分析、给排水、电气控制、通讯、摄像技术、 计算机自动控制、三 维动画制作和网络通讯技术等。所以说音乐喷泉这个行业是一个综合性非常强的行业。一个音乐喷泉工程的成功实施需要以上几方面的专业工程技术人员紧密的配合才能完成。在
2、国际上，由于现在大多数喷泉使用单位对音乐喷泉的要求越来越高，他们想让喷泉具备更多的变化手段或表现形式，所以有越来越多的用户或者需要根据自己的喜好；或者对音乐喷泉控制程序进行进一步研发和应用；或者抱着游戏的态度对喷泉本身的水形变化根据音乐信号的特征进行有目的或随机的编排。这就要求音乐喷泉控制系统中的组态软件、PLC 编程软件、网络通讯架构和变频器必须具备“宏指令编辑功能” （即在组态界面专门开辟出的编辑菜单或子程序内填写相应的数据后存储形成新的控制程序）、开放式编程环境（即可以在线或离线编制与主控制程序相适应的符合国际标准的开放式程序写入到组态软件和 PLC 程序内形成新的控制程序）和快速稳定可
3、靠的网络通讯功能。可喜的是，随着国内外科学技术的迅猛发展，为音乐喷泉的创新型设计和智能化设计提供了强大的动力，相信在不久的将来，人们所见到的将是一个全新的智能的高科技音乐喷泉！2本课题有待解决的主要关键问题音乐喷泉的控制由以下两个部分组成：1 音乐信号的采集和处理.（音乐信号经整流滤波转换标准的电压（或电流）信号后，送到 A/D 转换模块，转换成数字信号的 过程）2 音乐喷泉中的水形与音乐采集分析器输出的数字信号和谐对应的处理过程.（数字信号传输到 PLC 主机， PLC 主机计算得到一个控制量去控制变频器从而控制水泵的转速，即是控制了水柱的高度的过程）本课题有待解决的两个主要关键问题：可编程
4、控制器：音乐喷泉的成败最重要的是看喷出的水流是否有音乐感。可编程控制器的主要功能是对音乐信号进行处理，再将处理后的信号传输到下一级控制设备， 这样就可以控制所需的水型及灯光按照音乐的节奏高低起伏做动感变化，使音乐喷 泉真正达到了水上芭蕾的艺术效果。变频器：变频器通过通讯网络实时接收 PLC输出的控制信号，使水泵的转速与音乐同步变化，因而使喷出的水柱能够随着音乐的高低、节奏的快慢而起伏变换，达到了音乐喷泉特殊的艺术效果。广东省技师学院33对课题要求及预期目标的可行性分析 (包括解决关键问题技术和所需条件两方面)设计要求随着音乐在播放过程中旋律的变化，音乐信号经整流滤波转换标准的电压（或电流）信号
5、后，送到 A/D 转换 模块，转换成数字信号，并将实时的、严格按照操作人员设定的水形配置向 PLC发送数据，并由 PLC输出指令动态地改变水形以配合音乐的播放。PLC 接到输入的数据进行逻辑运算控制相应的水泵的开启和关闭和控制变频器从而控制水泵的转速，达到控制水流量的要求。控制系统主要由：整流滤波 A/D 转换模块、可 编程控制器、变频器等组成。音乐喷泉的成败最重要的是看喷出的水流是否有音乐感。可编程控制器所具有的准确、精密、快速、稳定的特点和多点控制的功能已使它成为现代高技术音乐喷泉工程中不可缺少的设备。变频器通过实时接收 PLC输出的控制信号，使水泵的转速与音乐同步变化，因而使喷出的水柱能
6、够随着音乐的高低、节奏的快慢而起伏变换，达到了音乐喷泉特殊的艺术效果。因此变频器应具有信号响应速度快、启动和停止力矩大、灵敏度高，控制效果好，使用寿命长，工作安全可靠等特点。除此之外还需要自身综合运用所学的基础理论、基础知识和基本技能，能够进行 PLC 系统设计和实施，掌握 PLC 对音乐喷泉的控制方法。4完成本课题的工作计划及进度安排1、第一周：毕业调查学习，与指导老师交流设计事宜。2、第二周：查阅文献，收集资料；3、第三周：确定系统的设计方案，撰写开题报告；4、第四至六周：总体设计，结构设计， 详细计算，编程与调试等等；5、第七至九周：撰写毕业设计说明书，批改，更正；5指导教师审阅意见指导
7、教师(签字)： 年 月 日广东省技师学院56指导小组意见指导小组组长(签字)： 年 月 日说明：1. 本报告前 4 项内容由承担毕业论文(设计) 课题任务的学生独立撰写；2. 本报告必须在第八学期开学两周内交指导教师审阅并提出修改意见；3. 学生须在小组内进行报告，并进行讨论；4. 本报告作为指导教师、毕业论文(设计)指导小组审查学生能否承担该毕业设计(论 文) 课题和是否按时完成进度的检查依据，并接受学校的抽查。摘要随着我国人民物质和精神生活水平的不断提高，现在中国许多城市的市民广场、单位和居民生活小区里都能看到各种形式的音乐喷泉。音乐喷泉，顾名思义就是指喷泉的水形根据播放音乐的旋律和节拍有
8、规律地进行变化，同时辅以灯光、激光或其它介质的变化，在人们的视觉和听觉上形成和谐的统一，使人们在精神上有愉悦的感受。随着科学技术的不断发展和人们生活水平的不断提高，人们对环境的要求越来越高，尤其是喷泉在城市和社区环境建设中起着尤其重要的作用。当今喷泉工程和高新技术的结合正是历史发展的必然，由于喷泉工程中采用了大量的高新技术，从而使喷泉效果更加绚丽多彩，婀娜多姿，令人赏心悦目、流连忘返。随着科学技术突飞猛进的发展，变频调速器技术正大步走进喷泉控制领域，发挥着不可替代的作用。特别是一些小型喷泉只有一台潜水泵，其变化按常规讲只能是喷或不喷的变化，但如果引进变频调速器技术，其变化将是极其丰富的。 本设
9、计涉及的主要内容有：电气设计方案的选择、电气控制系统设计的概况、电气控制系统电气原理图的设计、电气元件的选型、PLC 的程序设计、操作面板布置设计、如何提高该控制系统可靠性的措施等。用组态软件、可编程控制器、变频器、音响系 统、灯光系 统和其它工控器件组成的高技术含量和高可靠性的音乐喷泉控制系统可以提供完整的音乐喷泉解决方案关键词：音乐喷泉控制器；PLC ；变频器；广东省技师学院7目录音乐喷泉控制器一、概述.10二、面板说明11三、端子说明13四功能说明13五接线说明14六技术参数16七开孔尺寸17可编程序控制器说明书一、概述19二、面板说明.21三、与负载（潜水泵、水下灯等）的连接及说明22
10、四、面板操作23变频器在音乐喷泉控制系统中的应用音乐喷泉 系统的组成25变频技术在音乐喷泉 系统的应用28计算机控制系统硬件组成.32程序编制32设计小节37参考文献37电器设计方案的选择音乐喷泉控制器一.概述本控制器能充分发挥变频调速器的特点，为您的喷泉工程增光添彩。它可将来自光盘 CD、VCD、DVD 的音乐信号自动转换成变频调速器所要求的控制信号。输出信号与输入的音乐信号大小成线性关系，使喷泉的喷高随音乐信号大小变化，音乐、水花、彩灯融 为一体，演出一场交响水诗。该控制器除以上把音频信号转化为模拟量信号 ，还可以在某点音频信号实行开关量输出，另外还带有音频启动 信号。所以该控制器不仅 能
11、控制变频器，而且 还能控制固态继电器。二面板说明广东省技师学院9编号 名称 说明（1） 音频放大倍数调节旋钮调节单位音频对应输出电压的大小（2） 起始电压调节旋钮调节没有音频输入时的输出电压,（3） 固态驱动设定电压调节旋钮固态驱动设定电压和输出电压比较,当输出电压大时,固态输出点就有输出，当输出电压小时，固 态输出点截止（4） 音频输入选择开关OFF 时把音频输入信号切断,ON 时开着音频输入信号（5） 起始电压输入选择开关OFF 时关掉起始电压(起始 电压为 0V),ON 时为开启起始电压（6） 频谱显示切换开关用于切换显示固态设定驱动频谱和实际输出频谱。左边固态设定输出频谱，右边为实际输
12、出频谱（7） 频谱显示 显示输出频谱强度和固态设定频谱强度（8） 电源指示灯 有电源就亮（9） 音频启动指示灯 有音频信号输入就亮，确认音乐信号开始播放（10） 固态输出指示灯 固态输出点有输出就亮表 2-1功能及动作原理1. 音频放大倍数旋钮：调节单位音频的对应输出电压。如果输出电压随音频输入信号变化不大，输出电压只在很小范围内变化， 则可调大放大倍数；如果在有很小的音频信号输入时输出信号就超过 10V，并且启 动电压不太高，那么就调小音频放大倍数。2. 起始电压 旋钮：起始 电压是没有音频输入时，对外的输出电压。调节起始电压可以确定变频器在没有音频信号时变频器的输出频率，当有音频信号输入时
13、变频器输出频率是此基础上的叠加。如果没有起始电压的情况下，当刚有音频信号输入时， 变频器频率上升，而水泵是来不及出水的，这样音控效果就很不明显。如果加了起始 电压，水泵在没有音频信号的输入情况下就有出水，当有音频信号输入时，出水量增加，音控效果就比较明显。3. 固态驱动设 定电压旋钮：把开关（6）选择到固态显示， （7）上显示的频谱的大小对应固态驱动设定电压大小。当输出电压大于固态驱动设定电压时，固态输出点对外输出， 输出电压小于固态驱动设定电压时，固态输出点截止。用固态来实现音控时，在 输入的广东省技师学院11音频信号是比较柔和的情况下，那么固态驱动设定电压就要调小一点，如果在输入的音频信号
14、比较强烈，那么固态驱动设定电压就要调大一点。（起始电压固态驱动设定电压该音乐最大输出电压）4. 音频输入选择开关：OFF 时断开音频输入信号，ON 时接通音频输入信号。5. 起始电压开关：当为 OFF 的时，起始 电压就 为 0V，ON 时起始电压为起始电压旋钮选择的电压。在（4）为 OFF，（6）选择到输出显示的情况下， （7）显示的频谱大小对应起始电压大小。6. 显示切换开关：选择显示固态设定输出频谱和实时输出频谱。7. 频谱显示光柱：实时显 示当前音乐节奏及音 乐强度+起始电压，当切换固态显示时显示当前固态驱动设定电压。8. 电源指示灯：显示控制器是否通电进入待机工作状态。9. 音频启动
15、指示灯：显示是否有音频信号输入。10. 固态输出指示灯：显示是否有固态输出点有输出。三端子说明：图 3-1 功能端子图表 3-1四功能说明：1 本控制器将来自 CD、VCD、MP3 的音乐信号自动转换成变频器所要求的 0-10V直流电压信号与输入的音乐信号大小成线性关系。 （有 3 路输出）2 本控制器可设定起始电压，使用人员可调节起始电压来选择没有音频输入时的输出电压，而当有音频信号输入的时候输出电压是起始电压和音频对应电压的叠加。3 本控制器还带有音频启动输出功能，其中当有音频信号输入 Y0 和 CM0 端子就接通（为无源触点）。广东省技师学院134 本控制器还带有控制固态继电器的功能，用
16、户可调节比较电压来控制输出。这样在没变频器的的情况下，用固态继电器也可以达到音控的效果。 （有继电器输出和晶体管输出，其中晶体管输出电源已提供）五接线说明：如图图 5-1 音控喷泉固态驱动接线图图 5-2 音控喷泉变频驱动接线图说明：1. CD VCD DVD 和 MP3 的左右声道信号直接到控制器的 VL 和 VR，在 输出信号不是圆孔的情况下可接端子 VL，VR ，COM。2. VF0，VF1，VF2，GND 接到变频器模拟量电压输 入端（如图 5-2）3. Y2，Y3，Y4，分 别接固态继电器的（-）， V+接（+）（如图 5-1）4. Y0，CM0，可以启动可编程顺序控制器等控制器来完
17、成音乐启动的效果。六技术参数电源输入额定电压 AC220V电压允许范围 AC220V10广东省技师学院15额定频率 50Hz/60Hz允许瞬间断电时间 20ms 以内的瞬 间断电，机器继续运行电源保险丝 250V 3A信号输入 音频信号项目 继电器输出 晶体管输出 模拟量输出电压 AC250VDC30V 以下DC12V 0-10VDC电路绝缘 机械绝缘 光耦合器绝缘光耦合器绝缘电阻负载 2A/点 500mA/点 2K感性负载 80VA 最大负载灯负载 100W 0.9W/DC 12V开关漏电流 0.1mA/DC12 6-1电源与输入规格表表 6-2 输出规格表 七开孔尺寸V广东省技师学院17图
18、 7-1可编程序控制器使用说明书 数字化输入输出、LED 数码显示 可同时控制 40 路各种负载 一百步程序可任意设定循环步数 每步时间可独立设定、最小 时间 0.2 秒 手 动自动双功能，自由 选择 水下灯开关可在白天一次性将水下灯关断 输 入与输出信号光电隔离，可靠性高 五位密码锁保护，输入正确的密 码才能编制或修改程序 音 乐启动程序（输出）功能，增加音 乐喷泉功能一、概述随着科学技术的不断发展和生活水平的不断提高，人们对环 境的要求越来越高，尤其是 喷泉在城市和社区环境建设中起着尤其重要的作用。当今喷泉工程和高新技 术的结合正是历史发展的必然趋势，由于 喷泉工程中采用了大量的高新技术，
19、从而使 喷泉效果更加绚丽 多彩，婀娜多姿，令人赏心悦目、流连忘返。该控制器是专为大中型喷泉工程配套而设计制造的。可以现场编程，修改程序一直达到用 户满意为止，而无须事先设计程序考虑喷水造型，可完全在 现场根据用 户要求和实际效果编制程序， 这必将受到喷泉工程公司和用户的欢迎。本控制器是新一代的可 编程控制器，它不仅能编制 100 步程序， 而且迎合了电子技术的发展，输入输出全部数字化。它具有如下的特点：设计新颖，更具时代气息：本控制器是新一代的可 编程控制器，采用了当代先进的微处理器技术，迎合了电子技术的发展，步数与步长 的输入及输出全部数字化，并用数码管显示，准确、直 观，可存 储多达 10
20、0步程序，每步程序之间的间隔 时间独立可调（0.220 秒），可由用户随意设定，这无疑增加了喷泉的变化花型，增强了喷泉的可观赏 性。操作简单，方便使用：可根据实际 情况现场编程， 输入信息自 动存储。而且改变程序的操作只须按一下轻触开关，选定欲修改的步数，然后通过编程输出键改变该步程序的 组成内容，即可完成。 编制程序与程序运行之间的切换选用了五位密码锁，目的是当程序 编制好以后，可对程序进行密码保护，这样，即使操作者误操作也不会破坏已编好的程序，只有 输入正确的密 码，才可以 编制或修改程序。该控制器有手动功能，用户可以通过控制器面板上的 40 支自锁按键开关控制任何一路 负载的启动或停止，
21、方便 调试水型。该控制器面板上设有水下灯开关，白天 时可一钮化关掉所有水下灯，夜晚时又可一钮化将水下灯编入运行序列。无须调整输出端子的 连接方式或一路一路的拉闸 合闸的重复操作，既方便又安全，特别是在喷泉系统中水下灯组较多时，其作用更加明 显。广东省技师学院19带负载能力强：本控制器有 40 路输出，每路 输出电流 25mA，输出电压 DC12V。可直接驱动固态继电器（需根据实际情况在输出回路中串接限流电阻），或本公司配套产品 KKG-08 型光电隔离式固态继电器。输入输出信号光电隔离，可靠性高。该产品的信号输入部分与输出部分采用光电耦合，可防止输出部分发生故障时，对与输入部分 连接的控制设备
22、的意外破坏，提高了本产品的可靠性和系统的安全性。增加音乐启动程序功能：在以往的中小型音乐喷泉控制系统中，多采用在音乐的伴奏下，按照 预先编好的程序不停的变化花型，但发现 一个问题，在音 乐停止的时候，喷泉还在变化，给人一种喷泉变化与音乐没有直接关系的感觉，为了解决 这个问题，我 们在该控制器上增加了音 乐功能，在播放音乐的时候，控制器按照预先编好的程序进行变化，并 对外输出，在音 乐停止的 时候，程序继续变化，但已经停止对外输出。二、面板说明、面板图 、背板图、说明编号 简要说明 编号 简要说明 (01) 控制部分电源开关 (02) 输出部分电源开关 (03) 控制部分电源保险 (04) 输出
23、部分电源保险 (05) 手动、自动转换开关 (06) 水下灯开关 (07) 程序输出指示灯 (08) 音乐启动程序指示灯 (09) 立体声音频插座（前） (10) 编 程输 出指示灯 (11) 系统编程开关 (12) 手动输 出开关 (13) 输出指示灯 (14) 程序步数指示数码管 (15) 程序运行时间指示数码管 (16) 加步键 (17) 减步键 (18) 加时键 (19) 减时键 (20) 程序编制五位密码锁 (21) 允许编程指示灯 (22) 电源线及其插头 (23) 输出端子 (24) 输出泵公共端 (25) 输出灯公共端 (26) 音乐启动程序输出/直接程序输出转换开关 (27)
24、 立体声音频插座（后）三、与负载（潜水泵、水下灯等）的连接及说明：、负载的连接：本控制器背板（23）位置是输出端子。请选用适当线径、长度的导线将每路对应的固态继电器负端与本控制器背板的输出端子 0140 可靠连接。将控制潜水泵的固态继电器正端与本控制器背板的输出泵公共端（24）可靠连接。将控制水下灯的固态继电器正端与本控制器背板的输出灯公共端（25）可靠连接。具体连接请参阅附图。、补充说明：每路输出端子既可单独控制潜水泵或水下灯固态继电器，也可将潜水泵及其相关的广东省技师学院21水下灯固态继电器的负端并在一起接于同一路输出端子上，只是请务必将所有控制潜水泵的固态继电器正端连起来一同接于输出泵公
25、共端上，而所有控制水下灯的固态继电器正端连起来一同接于输出灯公共端上，该点非常重要，因为本控制器面板上的水下灯开关，是利用控制输出灯公共端的通断的方式来实现其功能的，如果未将水下灯公共端单独引出接于输出灯公共端上，该功能无效。除此以外，还需在水下灯控制回路中串接隔离二极管，具体连接请参阅控制器背板图。三、与负载（潜水泵、水下灯等）的连接及说明：、负载的连接：本控制器背板（23）位置是输出端子。请选用适当线径、长度的导线将每路对应的固态继电器负端与本控制器背板的输出端子 0140 可靠连接。将控制潜水泵的固态继电器正端与本控制器背板的输出泵公共端（24）可靠连接。将控制水下灯的固态继电器正端与本
26、控制器背板的输出灯公共端（25）可靠连接。具体连接请参阅附图。、补充说明：每路输出端子既可单独控制潜水泵或水下灯固态继电器，也可将潜水泵及其相关的水下灯固态继电器的负端并在一起接于同一路输出端子上，只是请务必将所有控制潜水泵的固态继电器正端连起来一同接于输出泵公共端上，而所有控制水下灯的固态继电器正端连起来一同接于输出灯公共端上，该点非常重要，因为本控制器面板上的水下灯开关，是利用控制输出灯公共端的通断的方式来实现其功能的，如果未将水下灯公共端单独引出接于输出灯公共端上，该功能无效。除此以外，还需在水下灯控制回路中串接隔离二极管，具体连接请参阅控制器背板图。四、面板操作、电源开关和保险：该控制
27、器控制部分和输出部分电源分别控制，控制部分电源开关位于控制中心面板的（01）位置，输出部分电源开关位于控制中心面板的（02）位置，打开控制部分电源开关，控制系统即正常工作，但是不对外输出。再打开 输出部分电源开关，控制系 统对外输出。这样可方便操作者编制程序，而喷泉并不喷水。控制器面板（03）（04）位置分别为控制部分和输出部分电源保险（3A），保险盒内有两只保险，一只正在使用，另有一只备份。、手动自动转换开关（05）：该控制器有手动自动两种工作方式，可通过该开关进行转换。控制器处于手动状态时。用户可以通过控制器面板上的手动输出开关（12）手动控制各负载。可以用于喷泉的检查调试。控制器 处于自
28、动状态时，系 统按预先编好的程序自动循环运行。、系统编程开关的使用：系统编程开关位于控制器面板（11）位置，共 40 支。为无锁循环按键（需进入编程状态），即按一下为开，与该键编号相同的编程输出指示灯（10）会相应点亮，与此同时控制器输出一个控制信号，启动对应负载（潜水泵、水下灯等）。再按一下 该键则为关，与该键编号相同的编程输出指示灯会相应熄灭，与此同时控制信号停止输出，负载停止运行。若再按一次，该键又处于开的状态。如此开关开关循环交替使用。、加步键、减步键：加步和减步按键位于控制器面板（16）、 （17）位置，分别为 1 支轻触键。 当控制器处于编程状态时，每按一次加步键，步数 显示数码管
29、（14）显示的数据会自动加 1， 表示程序前进了一步，同时上步程序会被自动存储。 （如果该步程序还未编内容， 则位于控制器面板（10）位置的编程输出指示二极管将没有显示，若已编有程序则相应的指示灯点亮，用户可以对其进行编程，完成后只需再按下加步键即可自动存储）。减步按键与加步按键用法、功能完全相同，只是按下它会使程序后退一步。加步、减步的范围在 0099 步。、加时键、减时键：加时和减时按键位于控制器的（18）、 （19）位置，分别为 1 支轻触键。 时间的基本计量单位是 0.2 秒；步长0.2 秒时间显示值。例如时间显示为 12时，则步长0.2 秒122.4 秒。当本控制器处于编程状态时，按
30、下加时键，显示时间数码管（15）显示的数据会加 1， 它表示每步运行时间各不相同，将 给喷泉的控制增加新的内容，让操作者更加灵活、自如地控制喷泉。时键与加时键相反，是使运行时间减少 0.2 秒，加时、减时的范围在0.220 秒之间，但当时间设为 00 秒时，运行程序，控制器会自 动将其置成 1，即最少要运行 0.2 秒。、程序编制五位密码锁（程序编制与程序运行的转换）：系统上电复位，将手动、自动转换开关（05）置于自动位置，系统按预先编好的程序自动循环广东省技师学院23运行，周而复始、循环不止。当需要修改程序 时，按动五位密码锁（20），输入正确的密码，系统自动进入程序编制模式，允许编程指示灯
31、（21）点亮。用户可以用加步（16）、减步（ 17）按键开关顺序选择要编辑的某步程序，通过系统编程开关（11）调整该步程序的输入内容。用加时（18）、减时（19）按键开关调整该步程序的运行时间。程序修改完成后，按一下程序运行键（20），即五位密 码锁的 1 号键。系统进入程序运行状态，此 时允许编程指示灯（21）熄灭，按 预先编好的程序自动循环运行，周而复始、循环不止。五位密 码锁出厂时密码设 置为“13425”。、音乐启动程序功能：音乐喷泉有多种控制方式，其中一种就是在音乐的伴奏下不停的变换水型组合。虽然不能达到完美，但也不失为 一种经济、 实用、大众式音乐喷泉。只要喷泉设计的基本水型足够多
32、，能 组成内容不同的水型 组合，那末再配上美妙的音乐旋律，一定能收到意想不到的艺术效果。不妨一试。在以往的中小型音乐喷泉控制系 统中，多采用在音 乐的伴奏下，按照预先编好的程序不停的变化花型，但发现一个问题，在音乐停止的时候， 喷泉还在变化，给人一种喷泉变化与音乐没有直接关系的感觉，为了解决这个问题，我们在该控制器上增加了音乐启动输出功能，在播放音乐时，控制器按照 预 先编好的程序进行变化，并 对外输出，在音乐停止的时候，程序虽 然仍在运行，但已 经停止 对外输出。如需 实现音乐启动输出功能，可将后板上的音乐启动 程序输出直接程序输出转换开关（26）拨向上方，即可实现音乐启动程序功能。当有音乐
33、 信号从音频插座（09）或（27）输入时，前面板音乐指示灯（08）点亮，同时 启动程序开始运行并 对外输出，此 时程序功能指示灯（07）也点亮；当音乐信号消失后，程序输出将维持一段时间 （约一秒），若仍无音 乐 信号出现时， 电路将自动停止程序输出（但面板上程序仍在运行），此时音乐指示灯（08）和程序功能指示灯（07）几乎同时熄灭，表示因没有音乐信号而不能启动程序输出。当可编程序喷泉控制器应用在纯程序喷泉时，即不需要“音 乐启动程序输 出” 功能时，可将后面板上的音乐启动程序输出直接程序输出转换开关（26）拨向下方，此 时程序指示灯（07）点亮，而音乐指示灯（08）因为没有音乐信号输入而没有点
34、亮，或因有音 乐信号输入而点亮，都将不影响输出状态，表明控制器 进入直接程序输出状态。出厂时设 置为直接程序输出状态、水下灯开关（06）：当把潜水泵和水下灯一起编入程序后，而白天启动喷泉时，又不需要水下灯参加程序运行，一般做法是将水下灯的空气开关扳下来，到夜晚再一个一个的搬上去，很不方便，为解决这一问题，特设水下灯开关，当将此开关扳向水下灯开时，水下灯全部随程序运行，当将此开关扳向水下灯关时，水下灯全部关断，而无需依次开关水下灯控制空气开关，方便，实用，快捷。需强调两点：要实现水下灯一钮 化控制，关键是：必须将水下灯部分的固态继电器的正公共端单独接到输出“灯 ”公共端（25）上，否则此功能无效
35、。当水下灯和潜水泵的固态继电器负端同时接在一个输出端子上要求实现一钮化控制水下灯时，为保证可靠工作，必须在水下灯回路上加一支隔离二极管（1N4148），具体 连接见背板图。、输入输出信号光电隔离，可靠性高：该产品的信号输入部分与输出部分采用光电隔离加双独立电源的设计，可防止输出部分发生故障时，对与输入部分连接的控制设备的意外破坏，提高了本产品的可靠性和系统的安全性。独立输出电源部分采用浮空技术，即 泵公共端（24）、灯公共端（ 25）和 1-40 路输出端子决不能接外壳（地线），否则失去隔离意义！变频器在音乐喷泉控制系统中的应用音乐喷泉 系统的组成一般音乐喷泉 系统主要由音频 控制系统、喷泉
36、控制系统和灯光 控制系统构成。音频 控制系统主要由音乐播放器、前置放大器、功率放大器、监听音箱及音柱组成，大多系统采用多媒体 PC 通过上位机程序播放音乐，如图 1 所示。广东省技师学院25图 1 音频 控制系统示意图喷泉 系统主要由喷泉控制器、 变频器、水 泵、多功能阀、万向喷头及供水管网组成，其中喷泉水泵目前已采用变频调速技术，实现水泵无级调速，能根据音频信号的强弱随时调节水泵速度，多功能阀及万向喷头由喷泉专用控制器控制，可根据设定程序实现各种图案和形状。 系统如下图 2 所示。图 2 喷泉 系统控制示意图音乐喷泉 控制系统集音频控制技术、程序控制技术和智能控制技术于一体的 控制系统，属于
37、一种工业现场 控制系统，其上位机大多采用多媒体工业 PC 机组成，可实现全程实时音控，能根据乐曲旋律、节奏和音频的强弱程度控制喷泉 系统，其 电气 控制系统主要有以下三种形式:(1) 集中式控制集中式 控制系统采用放射型结构，能满足控制室离水池较近，规模较小，花型 变化较少的音乐喷泉。(2) 现场总线式控制现场总线是一种串行数据通信链路，实现喷泉现场基本控制设备与上级控制设备之间的联系，例如 RS-485总线和 CAN总线， 现场总线式优点有:一条传输线可控制多台设备， 控制系统简单，安装和维护容易;采用数字通信技术，抗干扰性强，精度高 ;控制功能分散到喷泉现场，提高了电控 系统的可靠性和灵活
38、性。(3) 网络现场总线式控制网络现场总线结构与现场总线相似，性能更优越于后者，网络现场总线属于分布式控制系统，电控 系统运行速度更快，达到音乐喷泉实时控制的要求， 稳定性也更好;网络连接结构种类很多，能同时支持总线型和放射型，可采用混合结构;网络现场总线与现场总线主要差别是前者采用专用网络操作 系统，实现网络上各个设备之间的相互操作。此外音乐喷泉 系统包括灯光 控制系统，在此不再详细叙述，由上可见音乐喷泉 控制系统是集声、光、电于一体的复杂的现场 控制系统。广东省技师学院27变频技术在音乐喷泉 系统的应用随着变频调速技术的不断推广，风机水泵专用 变频器已被广泛用于水泵及风机负载，音乐喷泉 系
39、统中需要采用大量的水泵来控制喷泉循环水，根据水泵工作特性知道泵的流量与泵转速成比例关系，通过调节水泵转速可直接控制水泵的流量，在音乐喷泉 系统需要实现喷泉水量实时调节，因而变频调速技术更适合在音乐喷泉 系统使用，此外根据水泵特性知道，采用变频调速技术具有一定的节能效果， 这也是 变频器在音乐喷泉 控制系统得推广应用的原因。以某广场音乐喷泉 系统为例，其电气 控制系统主要由上位机、音频放大 系统、 喷泉跑泉电脑控制器、 变频器及各种电磁阀构成，如 图 3 所示。图 3 音乐喷泉 控制系统示意图康沃音乐喷泉专用 变频器的应用以某广场音乐喷泉 系统为例，该音乐喷泉 系统由深圳水体公司设计，选用康沃
40、CVF-P2-4T0370 和 CVF-P2-4T0150 音乐喷泉专用 变频器，其 变频器控制图如下图 4 所示。图 4 音乐喷泉 变频器控制图喷泉控制器选用 MF-32S喷泉专用控制器，其具有 32 路继电信号输出、1 路 420mA电流输出，并有 RS-485 通信电路，根据音乐信号输出 020mA 信号 控制变频器，同 时根据喷泉控制程序 控制变频器是否处于自动运行(即 PLC 运行)，当 X6闭合时 变频器按 PLC 运行，断开时按外部多段速运行，由于 变频器外部端子运行具有优先级，当 X1 至 X3闭合时按多段速广东省技师学院29设定速度运行，当 X7 端子闭合， 变频器运行频率由
41、外部电压信号 010V给定， 喷泉控制器根据程序设定分别输出相应信号 控制变频器， 变频器主要参数设定如附表所示。附表 变频器主要参数设定调试注意事项音乐喷泉 系统是个集音乐、灯光、喷泉于一体的 系统，其 电气 控制系统相对比较复杂，在调试时容易出现以下问题:(1) 音频信号干扰问题从 变频器工作原理知道，当 变频器运行时其输入输出侧会产生高次谐波，此谐波信号通过传导、辐射、耦合等方式对其它设备产生干扰，如图 5 所示。图 5 变频器干扰信号主要途径音乐喷泉 系统中谐波干扰信号会经过音频放大 系统放大后，形成刺耳的噪音并影响音乐的播放。调试时若遇到这种情况可采取以下措施:降低 变频器载波频率; 变频器可靠接地，接地线采用线径较粗的线，并且接地点与 变频器距离要尽量短; 变频器输入、输出动力线尽量远离音频信号线和控制线，不要将动力线与控制线走在同一线槽中;音频信号放大 系统的电源尽可能与 变频器供电电源隔离等。(2) 变频器跳保护问题喷泉水泵需随音频信号的强弱随时调节转速，这就要求 变频器响应速度快，在 系统调试时应注意 变频器选型及参数调节，一般情况一台音乐喷泉 变频器要求控制多台水泵，在选
