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11.4.1控制对象

控制对象往往布置中条件恶劣的环境中(大部分布置于水下或潮湿部位〉: 一 般布置分散、 控制距 离较远;控制对象常是连续、  频繁动作;所以对其应有严格要求。

喷泉的控制对象及控制内容主要有以下几部分:

1电机部分

1)水泵电机一一控制水泵的启停和转速变化;

2)摇摆机构电机一一控制摇摆机构的启{亭、  转速和停止位置;

3)摇摆机构步进电机一一控制摇摆机构的启停、 转速、 转数和停止位置;

2阀门部分

1)电磁阀一一控制阀门的开关;

2)气动阀一一控制阀门的开关;

3)液压伺服阀一一控制阀门的开关和开启度;

4)比例调节阀一一控制阀门的开关和开启度;

5)电动调节阀一一控制阀门的开关和开启度。

3灯光部分

1)水下灯一一控制灯的开关、 亮度和颜色变化;

2)强光灯一一控制灯的开关、 亮度、 颜色和图案变化;

3)光纤灯一一控制灯的开关、 颜色和变化组合;

4)激光灯一一控制灯的开关、 亮度、 颜色、 图案变化。

4自动开关部分 有些喷泉工程需要对多种自动开关进行控制,常用的有液位开关、压力开关、光电开关、感觉开关、

行程开关等。 5综合控制部分

大型音乐喷泉和水景表演系统,要求喷水与大型投影系统、大型激光表演系统、大型灯光表演系统、 喷火系统、 烟花系统、 烟雾系统、 现场音响系统等进行联合表演控制。

11.4.2控制方法

1手动控制: 即将喷头和照明灯具分成若干组, 每组分别设置控制阀门(或专用水泵〉 和开关。 根据 需要可手动开启其中 一组、 多组或全部。 每组喷头设置有流量、 压力调节阀, 可人工调节其喷水流量、 喷水高度和射程等。  是最简单的运行控制方式。

2程序控制: 将喷头按照喷水造型要求进行分组, 每组分别设置专用水泵或控制电动阀(或气动阀、 电磁阀等〉。 利用时间继电器、 可编程序控制器或计算机, 按照预先输入的程序, 使各组喷头和灯具按 照程序运行。  因为可编程序控制器具有很大的内存容量, 又有很多触点可以接出, 同时每对触点还允 许相当的电流容量, 所以为组编丰富多彩、 变化多端的水流造型和照明灯具的色彩变化创造了有利条 件。

3音乐控制

1)简单音乐控制: 对音乐的节奏、 节拍 高低等简单元素, 进行实时跟踪采集、 分解处理并转换 成模拟量或数字量讯号, 用以控制水形的高低变化、 色彩变换和运行组合。简单音乐控制需要一 定的 处理速度, 以适应多种、 迅速变化的要求, 一 般采用计算机和音频处理器实现。 音频处理器负责实现音频到控制信号的转换, 然后由计算机进行音频数字量采集处理, 输出到控制设备。工作方框如图11.4.2-1所示。 这种控制方式不必对音乐光盘预先进行编辑处理,所以对任何新版光盘甚至现场即兴演 奏都可以响应。

2)预编辑音乐控制:对特定音乐经过分析后, 将其分成若干部分, 选择最能表达音乐内涵的一种
或几种水形及灯光控制信号, 按序存储在控制器内, 并接受音乐开始信号启动。 工作时, 控制器将编 辑的每部分音乐的时间, 传送给水形组合电路, 把预编辑的水形命令, 发送给驱动电路, 使音乐与喷 水造型既保证同步又按指定组合表演。
3)多媒体音乐控制: 应用多媒体计算机把音源、 水形、 图形、 灯光、 激光和焰火等多个不同系统的 管理集成于一体的控制, 是目前喷泉的最高表现形式。 由于多媒体音乐控制系统的复杂性, 加上对其 它表演媒体的控制,可能需要多台工业计算机联网同步运行。以喷泉为主体的控制方框图如图11.4.2-2所示

图11.4.22以喷泉为主体的多媒体音乐控制方框图

随着其它表演系统的重要性的提高, 为了使多个系统同步工作和系统管理,有时增加一 台总控计 算机, 来实现多系统整合, 使其它表演系统不再附属于喷泉系统而独立起来。 总控系统通过网络(以 太网〉与各分系统连接起来, 总控软件设计是以时间为主线的多轨控制, 随时间的发展向各系统发送 表演控制指令,通过网络采用远程管理软件,可远程管理各系统计算机,控制系统方框图如图11.4.2-3所示

图11.4.2-3独立总控的多媒体音乐控制方框图

多媒体音乐喷泉控制软件方框图,如图11.4.2-4所示。

图 11.4.2-4 多媒体音乐喷泉控制软件方框图

11.4.2.3 制系统的类型

应根据喷水系统和其他相关系统的具体情况、 要求经成本核算后确定常用控制系统类型有以下几种:

1集中式控制系统:由 一 台主控机实现控制的运算和信号输出, 即所有的控制线路都由一 台控制机 引出, 发出执行命令。 优点是便于系统的组织和管理, 缺点是线路集中可靠性差, 当控制机发生故障 时。 整个系统将无法工作, 适合设备布置较集中, 控制距离不远的系统采用。

2分布式控制系统: 以多个现场专用控制设备为基础, 通过某种网络方式连接成一个系统。 现在己 开发出现场阀门控制器、 现场灯光控制器、 现场变频控制器等专用控制设备。 这些设备可分布中喷泉工作的现场, 通过通讯线路把这些控制器连接到控制主机。 适合多处喷泉景点,分散布置相距较远的工程采用。

3现场总线控制系统: 采用现有的标准现场总线系统实现对设备的控制, 如ProfiBus、INTERBus, CANBus 等, 总线上可连接各种IO、 DA、 AD等模块, 也可连接上面提到的现场专用喷泉控制设备。现场总线系统可靠性较高, 设备成熟, 适合各种大型水景工程的控制。

4网络控制系统: 以以太网为基础的控制系统, 偏向于控制管理和数据应用, 实时性差, 中喷泉控 制中主要是用来管理多个系统间的事务管理、 数据交换、 操作管理等, 一般与其他控制系统互补应用, 形成更强大更易于管理的系统。

5综合控制系统: 对于大型、 综合性喷泉, 往往综合采用以上各种系统类型。