一、概述

　　隨著(zhù)中國國力不斷的增強，人民生活水平的不斷提高，現在在中國許多城市的廣場(chǎng)上都能看到音樂(lè )噴泉。音樂(lè )噴泉，顧名思義，就是指噴泉的水形根據播放音樂(lè )的旋律有規律的進(jìn)行變化，在人的視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)上形成和諧的統一，使人在精神上有愉悅的感受。

　　音樂(lè )噴泉涉及到的專(zhuān)業(yè)非常的廣泛，包括音樂(lè )分析、給排水、電氣、通訊、和計算機自動(dòng)控制。所以說(shuō)，音樂(lè )噴泉這個(gè)行業(yè)是一個(gè)綜合性非常強的行業(yè)。一個(gè)音樂(lè )噴泉工程的成功實(shí)施需要以上方面的專(zhuān)業(yè)人員緊密的配合才能完成。

　　二、系統流程與原理

　　現就電氣和計算機自動(dòng)控制在音樂(lè )噴泉中所完成的功能和組成結構作以簡(jiǎn)單的敘述，希望能給您帶來(lái)一定的幫助。

　　音樂(lè )噴泉的控制有以下幾個(gè)部分組成。

　　1．音樂(lè )信號的采集和處理：

　　在這個(gè)過(guò)程中，音樂(lè )信號的采集由流程圖中的音樂(lè )采集分析器來(lái)完成，在完成采集的同時(shí)，音樂(lè )采集分析器將采集進(jìn)來(lái)的信號按照按照分析音樂(lè )的算法將采集的信號轉化成由特定規律的數字信號來(lái)進(jìn)行輸出。（該音樂(lè )采集分析器是我根據該裝置完成的功能而定義的名稱(chēng)，在實(shí)際上該裝置可能并不是這個(gè)名稱(chēng)，而是別的名稱(chēng)。在上面的流程圖中，完成音樂(lè )信號的部分是一個(gè)硬件裝置，但在實(shí)際過(guò)程中，如果音樂(lè )的播放還受流程圖中的工控機控制的情況下，完成音樂(lè )信號的采集和分析的部分可以通過(guò)組態(tài)王專(zhuān)用驅動(dòng)程序。）

　　2．音樂(lè )噴泉中的水形與音樂(lè )采集分析器發(fā)送過(guò)來(lái)的數字信號和諧對應的處理過(guò)程。

　　在這個(gè)處理過(guò)程中，操作員要根據播放音樂(lè )的旋律為該音樂(lè )配置相應的水形，所作的配置可以存儲在組態(tài)王的工程中，同時(shí)也可以根據需要進(jìn)行參數修改。在這個(gè)過(guò)程中，還可以根據用戶(hù)的需要，定義為以下這幾種模式。

?。?）有音樂(lè )自動(dòng)模式：在這種模式下，隨著(zhù)音樂(lè )在播放過(guò)程中旋律的變化，組態(tài)王將實(shí)時(shí)的、嚴格的按照操作人員設定的水形配置來(lái)向控制動(dòng)作機構的可編程控制器發(fā)送數據，以動(dòng)態(tài)地該變當前水形配合音樂(lè )的播放。

?。?）有音樂(lè )隨機模式：在這種模式下，隨著(zhù)音樂(lè )在播放過(guò)程中旋律的變化，組態(tài)王將實(shí)時(shí)的、隨機的選擇水形，向向控制動(dòng)作機構的可編程控制器發(fā)送數據，以動(dòng)態(tài)地該變當前水形配合音樂(lè )的播放。

?。?）有音樂(lè )手動(dòng)模式：在這種模式下，隨著(zhù)音樂(lè )在播放過(guò)程中旋律的變化，組態(tài)王將操作員實(shí)時(shí)確定的水形發(fā)送給控制動(dòng)作機構的可編程控制器發(fā)送數據，以動(dòng)態(tài)地該變當前水形配合音樂(lè )的播放。

?。?）無(wú)音樂(lè )隨機模式：在這種模式下，組態(tài)王將實(shí)時(shí)的、隨機的選擇水形，向控制動(dòng)作機構的可編程控制器，以動(dòng)態(tài)地該變當前水形。

?。?）無(wú)音樂(lè )手動(dòng)模式：在這種模式下，組態(tài)王將操作員實(shí)時(shí)確定的水形發(fā)送給控制動(dòng)作機構的可編程控制器發(fā)，以動(dòng)態(tài)地該變當前水形。

　　在上述的5種模式下，都可以在組態(tài)王的畫(huà)面中通過(guò)視頻控件觀(guān)察到現場(chǎng)安裝的攝像頭發(fā)送來(lái)的視頻畫(huà)面，還可以根據工程中確定的水形來(lái)制作相應的動(dòng)畫(huà)來(lái)反映音樂(lè )噴泉的當前水形。在組態(tài)王中還可以進(jìn)行事件的顯示和存儲。

　　3 控制動(dòng)作機構的可編程控制器接到組態(tài)王發(fā)送下來(lái)的數據進(jìn)行邏輯運算控制相應的水泵的開(kāi)啟和關(guān)閉，閥門(mén)的開(kāi)和關(guān)，顯現當前需要的水形。

　　三、系統功能

　　下面討論一下組態(tài)王在音樂(lè )噴泉工程中所完成的功能

　　(1)組態(tài)王以強大畫(huà)面制作能力搭建良好的人機交互界面?！敖M態(tài)王”軟件以?xún)?yōu)秀的性能、純中文界面、編程風(fēng)格簡(jiǎn)單、實(shí)時(shí)性能好，且與其他應用程序交換方便，易調試在工控領(lǐng)域獲得了廣泛的應用和認可。在音樂(lè )噴泉這個(gè)特殊領(lǐng)域依然可以使用組態(tài)王以強大畫(huà)面制作能力，制作出畫(huà)面美觀(guān)適合于操作員的畫(huà)面。

　　(2)在組態(tài)王的畫(huà)面上播放視頻信號監視音樂(lè )噴泉現場(chǎng)組態(tài)王提供的視頻控件可以播放符合WVF標準的視頻采集卡采集到的視頻信號。豐富了對生產(chǎn)現場(chǎng)的監控方式，在音樂(lè )噴泉工程中實(shí)現了對音樂(lè )噴泉的多視角的監視。

　　(3)在組態(tài)王的驅動(dòng)程序中完成對音樂(lè )的分析可以將音樂(lè )的分析功能用組態(tài)王的驅動(dòng)程序來(lái)完成，該驅動(dòng)程序將要播放的音樂(lè )文件一種特定的算法進(jìn)行運算，產(chǎn)生一個(gè)純文本文件。該文件中包含有該音樂(lè )文件的分段數、分段時(shí)刻、段持續的時(shí)間和對應的水形組合碼。水形組合碼包含有該水形組合碼對應那些基本水形的信息。

　　(4)在組態(tài)王運行環(huán)境下進(jìn)行動(dòng)態(tài)的控制在上述的音樂(lè )噴泉工程概述的幾種工作模式下進(jìn)行相互切換。

　　(5)對生成的音樂(lè )文件進(jìn)行在線(xiàn)修改可以在組態(tài)王中直接啟動(dòng)Excel對音樂(lè )驅動(dòng)程序分析生成的純文本文件進(jìn)行修改，修改的內容包括：分段時(shí)刻、段持續的時(shí)間和對應的水形組合碼。以此來(lái)控制音樂(lè )和噴泉的配合。

　　(6)用戶(hù)的權限分配和安全管理為不同的操作員分配不同的操作權限，保障了操作員對音樂(lè )噴泉控制的安全性。

　　(7)支持在組態(tài)王的畫(huà)面中播放動(dòng)畫(huà)，以動(dòng)態(tài)的動(dòng)畫(huà)完成對工業(yè)現場(chǎng)的模擬，增強美觀(guān)效果。組態(tài)王現在支持的動(dòng)畫(huà)格式分別為gif、avi等。

　　(8)控制音樂(lè )的播放。組態(tài)王可以直接播放WAV格式的歌曲或音樂(lè )CD上的歌曲。實(shí)現了真正意義上的多媒體在組態(tài)軟件上的使用。

　　四、軟件配置

　　軟件配置為：Windowns NT 4.0+Severs Pack 6補丁程序+組態(tài)王6.01+KingAct+Step 7 5.1版（S7-300PLC的編程軟件）+西門(mén)子公司的soft.net網(wǎng)絡(luò )組態(tài)軟件。

　　注：在音樂(lè )噴泉的概述中，沒(méi)有提及到流程圖中的KingAct軟邏輯軟件。它在工程中的作用是讀取音樂(lè )驅動(dòng)的程序生成的純文本文件，進(jìn)行一定的邏輯運算后，將運算結果經(jīng)Profibus-DP總線(xiàn)發(fā)送給西門(mén)子S7-300PLC。實(shí)質(zhì)上KingAct可以做為一個(gè)軟plc被廣泛的用在工業(yè)控制領(lǐng)域中。

　　五、硬件配置

　　硬件配置為：研華PCL726或其它公司的模擬量板卡+西門(mén)子的S7-300PLC(用戶(hù)可以根據工程的具體需要配置其它公司的可編程控制器)+ 西門(mén)子公司的CP 5611通訊卡。

　　注：由于音樂(lè )噴泉的格各控制機構的安置地比較分散，用戶(hù)對控制的實(shí)時(shí)性要求也比嚴格，所以在該工程中KingAct與西門(mén)子的S7-300采用的是Profibus-DP通訊協(xié)議來(lái)進(jìn)行數據交換。