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控制系统的原理是什么?
发布时间:2019-05-13 09:10:08
控制系统的原理是通过集成控制芯片中的汇编程序对经A/D转换的音频信号进行采样和处理,分级控制单相电动机,最终达到控制喷头流量的方法。采用程序控制或人工按键控制电磁阀来控制花型。音频信号还用于控制灯光色彩和光线明暗的变化,从而使灯光效果和喷泉水姿随音乐节奏而变化。音乐喷泉是由电脑控制声、光及喷孔组合而产生不同形状、不同色彩、配合音乐节奏而构成的综合水景。水的形态会随着声音的抑扬顿挫而变化,加上灯光的照射,可以形成舞姿优美、色彩斑斓的多样喷泉。音频控制系统大多系统采用多媒体PC通过上位机程序播放音乐。
 

      在喷泉系统的控制方面,喷泉水泵目前已采用变频调速技术,实现水泵无级调速,能根据音频信号的强弱随时调节水泵速度,多功能阀及万向喷头由喷泉专用控制器控制,可根据设定程序实现各种图案和形状。音乐喷泉控制系统是集音频控制技术、程序控制技术于一体的控制系统,属于一种工业现场控制系统,其上位机大多采用多媒体工业PC机组成,可实现全程实时音控,能根据乐曲旋律、节奏和音频的强弱程度控制喷泉系统,其电气控制系统主要有

以下三种形式:

 
       集中式控制:集中式控制系统采用放射型结构,能满足控制室离水池较近,规模较小,花型变化较少的音乐喷泉。
现场总线式控制: 现场总线是一种串行数据通信链路,实现喷泉现场基本控制设备与上级控制设备之间的联系。现场总线式的优点有:一条传输线可控制多台设备,控制系统简单,安装和维护容易;采用数字通信技术,抗干扰性强,精度高;控制功能分散到喷泉现场,提高了电控系统的可靠性和灵活性。
       网络现场总线式控制:网络现场总线结构与现场总线相似,性能优于后者,网络现场总线属于分布式控制系统,电控系统运行速度更快,达到音乐喷泉实时控制的要求,稳定性也更好;网络连接结构种类很多,能同时支持总线型和放射型,可采用混合结构;网络现场总线与现场总线主要差别是前者采用专用网络操作系统,实现网络上各个设备之间的相互操作。
 音乐喷泉灯光控制系统、电气控制系统,在此不再详细叙述。

4 抗干扰措施

 
音乐喷泉系统集音乐、灯光、喷泉于一体,其电气控制系统相对比较复杂,容易出现以下音频信号干扰问题:
 
       从变频器工作原理可知,当变频器运行时,其输入输出侧会产生丰富的谐波,此谐波信号通过传导、辐射、耦合等方式对其他设备产生干扰。在设计时采用正确的布线和屏蔽线来消除感应方式的干扰传播。在变频器和变压器之间串入交流电抗器,对高频谐波电流进行抑制。通过接入无线电干扰抑制滤波器,抑制通过辐射传播的干扰。
     音乐喷泉系统中谐波干扰信号经过音频放大系统放大后,形成刺耳的噪音,并影响音乐的播放。为避免这种情况的发生,可采取以下措施:降低变频器载波频率;变频器可靠接地,接地线采用线径较粗的线,且接地点与变频器距离要尽量短;变频器输入、输出动力线尽量远离音频信号线和控制线,不要将动力线与控制线置于同一线槽中;音频信号放大系统的电源尽可能与变频器供电电源隔离等。
     谐波干扰信号会干扰变频器的正常工作,喷泉水泵需随音频信号的强弱随时调节转速,这就要求变频器响应速度快,在设计时要对变频器选型及调节参数深入了解。一般情况下,一台音乐喷泉变频器要求控制多台水泵,在选用时首先应保证变频器的功能大于水泵功能总和,并至少预留10%的裕量,在变频器参数设定方面,变频器的加减速时间尽量短。但加减时间过短容易出现过电流保护,在使用时应特别注意。目前大多变频器具有故障自恢复功能,在调试可将此功能打开,以避免误信号引起变频器报警停机。

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