音乐喷泉解决方案

1、 PLC&变频器控制方案的优势

在诸多音乐喷泉控制系统中，不管是采用继电器控制或电磁阀对音乐喷泉进行控制（开关及喷泉扬程控制），由于不能对电动机或其他控制阀进行调速，所以这些方式都存在反应速度慢的弱点。因此，本设计的重点在于音乐与喷泉的同步实时性，在控制系统中采用了变频调速，通过变频器来控制电动机，从而达到快速反应的目的。

2.1  乐曲播放

音乐喷泉所播放的乐曲可以从CD、VCD、DVD等播放器播放，通过功率放大器，将所选歌曲分为两路输出，一路输出到音箱设备，另一路输出到音频转换模块对音频信号进行采样。当操作员在乐曲数据库中确定了演示乐曲后，随后启动该驱动器，正确地播放选定的乐曲。

2.2  水型与乐曲同步控制

当乐曲开始播放，水型会同步演示。在上一首乐曲结束和下一首乐曲开始的间歇期间，水型也会保持同步停止和继续演示。此音乐喷泉控制系统能提供可调整的喷泉延时，使水型与乐曲达到同步的效果。

2.3水型的节奏随动控制

对于不同的音乐，其水型的跳跃和摇摆是与乐曲的节奏同步的，表演出音乐喷泉的激情和活力。这种水型的跳跃和摇摆变化也是由音频转换器对其音频信号采集转换后通过对应的程序所表现出的。通过变频器对潜水泵实现加速、减速等控制，以达到对不同音乐信号的不同观赏感。

2、 音乐喷泉硬件组成

硬件系统主要由PLC（主控制器PL80-M44MAD-DC一个，扩展模块PL80-E4DA2三个 ）、音频转换模块、变频器、潜水泵组成。通过PLC对外部音频信号的采样、转换来控制变频器的动作，从而达到控制系统的要求，并能够实现对音乐和喷泉的实时的完美结合。音乐喷泉控制系统硬件组成部分如图3.1所示。

图3.1  音乐喷泉控制系统硬件结构图

3、 控制原理

控制系统主电路图主要包括变频器、潜水泵两个主要部分。变频器的电源线直接从三相交流电获得，分别接至R、S、T三个端子上，对应的输出到潜水泵，潜水泵则接至U、V、W三个端子上，该控制系统电路中变频器有丰富的保护功能，可以有效保护整个系统稳定运行。变频器DI1由PLC的DO点输出控制启停，而AI1则是由PLC模拟量给定频率，通过输出不同模拟量信号去改变潜水泵的转速。具体控制系统主电路图如图4.1所示。

图4.1 控制系统主电路图

变频器主要参数设置：

该变频器调速仅通过外部PLC信号给定，即可通过模拟量输出各种速度。即使在变频器运行中，各种速度（频率）也可在0～60Hz范围内任意设定。

4、 PLC软件控制部分

5.1主程序流程图

如图5.1所示，当PLC运行时，PLC开始进行参数初始化，并开始扫描系统程序，当按下启动按钮，系统主程序将执行的步骤有：开始计时每0.6s读一次AIW0中的值，将所读值存到累加器AC0中，用AC0与内部设定值相比较，然后判断具体调用哪个子程序，选定后运行子程序，结束。

5.2  停止流程图

在系统需要关闭时，不管是出现何种情况的问题，都可以直接按下停止按钮即可，此时PLC会停止所有工作。如图5.2

所示。