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近年来,音乐喷泉以其独特的魅力和特殊的功能,愈来愈成为城市休闲娱乐产业中的一项重要产品。一个音乐喷泉的表演效果很大程度上取决于喷泉控制系统的性能。目前,国内的喷泉项目逐渐向智能化,分散化,综合化,多样化方向发展,从而也对喷泉控制系统提出了更高的要求。
本文主要针对上述特点对音乐喷泉中的控制技术进行了研究,以工程项目开发为导向,将变频、数控、以太网等技术引入喷泉控制系统之中,提升了音乐喷泉控制系统的技术含量,有关论文工作在系统功能增强和结构改进方面做出了创新贡献,具体归纳如下:
(1)改进了原有系统的变频器控制部分,增加了基于RS-485的总线控制方式,设计了变频器的分组及变频水型的分类规则,并采用水型脚本的方式实现了简单友好的用户交互接口。这种方式简化了现场布线,有效地降低了硬件成本,同时也丰富了表演效果。
(2)采用上、下位机的两级控制方式实现了对公司自行研制的多自由度数控喷头的全方位控制,并根据数控喷头的机械特点制定了统一的动作协议,依照此协议,上位机和下位机采用工业以太网方式通信。本文工作的成功尝试为今后数控喷头在喷泉领域的广泛使用奠定了基础。
(3)针对原有系统结构上的固有局限,首次提出了一种基于以太网分布式架构的大型综合水景表演系统的解决方案。采用专用的嵌入式控制器代替原有的扩展卡完成I/O功能,采用串口服务器连接原有的串行总线网络,主控系统与下位机控制器采用自行拟定的的喷泉控制协议通过以太网方式进行通信。这种控制方式结构灵活、可靠性高、扩展性好,并在国内目前最大的城市广场音乐喷泉中获得成功运用。
(4)实现了水竖琴、地雷泉等小型交互性喷泉控制系统,进一步提高喷泉的娱乐性和趣味性。同时,将控制系统及上述新的喷泉控制设备和技术应用于实际的工程项目中,并不断地加以改进,目前,以上成果已分别成功应用于9个喷泉工程中(见附录)。