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信息技术教学与研究
○2010年第13期周刊

音乐喷泉中的音响系统PLC控制

刘洋

（乌海职业技术学院，内蒙古乌海016000）

音乐喷泉是一种科技含量较高，设计和制造难度较大的的水花随着音乐优美的旋律而翩翩起舞。
喷泉。目前音乐喷泉最常采用控制方式为实时控制，即对音乐系统启动后，根据有无音乐信号（计算机上播放或外部输
的主要因素进行全员实时跟踪采集、分解处理并转换成模拟入），启停喷泉。当有音乐信号时，获取声音强度，通过模拟量
量或数字量讯号，用以控制水泵的运行组合和转速变化，或用卡，实时输出到变频器，作用到变速电机上，使喷头喷水产生
以控制液压伺服阀或电动调节阀的运行组合和开启度，同时随音乐起伏的效果。为更准确地表现音乐，对一些喷头或喷头
相应控制灯光的组合变化。组合同一定强度的音乐进行了绑定。
一、PLC应有实例1.信号源
1.温度控制系统使用声卡播放音乐信号，有利于获得高信噪比，良好的音
设计思想：温度的采样由温度传感器、温度显示控制仪来响效果与音乐喷泉相协调，方便操作，性能更好。其线路输出
实现，应用可编程序控制器来控制脉冲调宽功放电路的输出，信号幅度约1V，频响20—20kHz，将左右声道混合成单声道信
最终实现对温度的控制。号。当然，这个信号源也可采用其它音频设备的音频信号，如：
温度控制系统由可编程序控制器、温度显示控制仪、传感放音机、收音机、话筒放大信号等。
器、烤箱等组成。传感器将检测到的烤箱温度转换成电压信2.信号转换电路
号，将此电压信号传送到温度显示控制仪显示当前烤箱温度，将音频信号进行缓冲放大、高中低分段分频、直流变换、
同时向PLC输出直流采样信号；PLC按照预先编制的控制程序数字量变换、驱动放大输出等处理，为变频调速器和可编程序
对采样信号进行数据处理，控制脉冲调宽功放电路的输出，进控制器提供与各频段音乐信号强弱相对应的模拟0—10V直流
而决定加热功率的大小。电压信号和TTL电平的数字信号。另外还设置模拟信号强弱调
实验要求：编制出相应的控制程序，再在模型设备上进行节及数字信号阀值（门槛比较电压）调节，以适应各种不同的
调试和检验，配合计算机完成对可编程序控制器的程序输入、信号，方便喷水和灯光的动作灵敏度的调节。
输出控制信号和对运行结果的实时监控。3.可编程控制器PLC
2.电梯控制系统根据信号处理变换器输出的数字开关量信号，按照一定
设计思想：电梯的种类多种多样，按拖动系统来分，有交的功能和要求编制出控制程序，依程序对电机进行启动和关
流单速/双速拖动电梯、交流调压调速电梯（ACVV）、交流变频闭控制，各电机可按程序或音乐节奏进行转速快慢的连续变
调压调速电梯（VVVF）、直流电梯（已趋淘汰）；按控制方式来化，电机的控制和安排较为灵活多样，可自行编程改变其循环
分，有信号控制电梯、集选控制电梯、下集选控制电梯，等等。型式，以提高带负载能力，驱动更多更大电机组负载。
交流调压调速电梯舒适感好、简单、经济、能量消耗低，使用了三、音乐喷泉PLC控制部分的设计过程
小惯量系统，实现短楼层距离行驶和最佳的时间行驶曲线，能1.信号源使用从声卡中直接提取
满足目前市场对中、低速电梯的要求。PLC在电梯控制系统中计算机上都装有声卡，声卡具有以下的功能。
完成的主要功能有：楼层位置检测，门控制，处理召唤，选向控（1）录制、编辑和回放数字声音文件。包括对音频信号采
制，启、停控制，等等。样、量化、文件生成等操作。
实验要求：电梯的控制线路主要由以下几部分组成：轿内（2）控制声源，进行音频混合数字化（通常用Mixer程序来
指令、厅门召唤线路，轿厢位置信号输入及指层线路，启动运控制卡上的混合器。
行线路，开关门控制线路，安全保护电路，电源电路，紧急电动（3）在记录和回放声音文件时通过DSP对音频信号进行
运行控制电路。压缩。
二、系统工作原理（4）可进行语音合成，让计算机朗读文本。
音乐喷泉就是利用音乐的主要音素（频率、振幅、音色和（5）语音识别功能，可让计算机接受用户话音指令。
节拍）控制喷水的花型组合变化、水柱高低、远近变化和灯光（6）具有MIDI接口（乐器数字接口），在计算机上可控制多
色彩组合，其原理是将声音信号转变为电信号。台带MIDI接口。
经过放大及其它一些处理推动继电器或电子开关，再去电子乐器进行MIDI文件存放、压缩、编辑和回放。
控制设在水路上的电磁阀的启闭，从而达到控制喷头水路的还有对信号滤波、放大及采样保持、A/D和D/A转换等功
通断。这样随着声音的变化，人们可以看到喷水大小、高矮和能。因此，一方面我们可以借助于多媒体获得高质量的音乐享
形态的变化。它能把人们的听觉和视觉结合起来，使喷泉喷射受，另一方面可以在声卡强大的语音信号处理功能的基础上

取名为yule。此数据库中的几个表