音乐喷泉设计资料Word下载.docx
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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。
3.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。
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
指导教师(签字):
年月日
6.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
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;
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
四、面板操作……………………………………………………23
变频器在音乐喷泉控制系统中的应用
音乐喷泉的组成............................................25
变频技术在音乐喷泉的应用……………………………………..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
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控制变频器,而且还能控制固态继电器。
二.面板说明
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
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