一、概述

　　隨著中國國力不斷的增強，人民生活水平的不斷提高，現(xiàn)在在中國許多城市的廣場上都能看到音樂噴泉。音樂噴泉，顧名思義，就是指噴泉的水形根據(jù)播放音樂的旋律有規(guī)律的進行變化，在人的視覺和聽覺上形成和諧的統(tǒng)一，使人在精神上有愉悅的感受。

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

　　二、系統(tǒng)流程與原理

　　現(xiàn)就電氣和計算機自動控制在音樂噴泉中所完成的功能和組成結構作以簡單的敘述，希望能給您帶來一定的幫助。

　　音樂噴泉的控制有以下幾個部分組成。

　　1．音樂信號的采集和處理：

　　在這個過程中，音樂信號的采集由流程圖中的音樂采集分析器來完成，在完成采集的同時，音樂采集分析器將采集進來的信號按照按照分析音樂的算法將采集的信號轉化成由特定規(guī)律的數(shù)字信號來進行輸出。（該音樂采集分析器是我根據(jù)該裝置完成的功能而定義的名稱，在實際上該裝置可能并不是這個名稱，而是別的名稱。在上面的流程圖中，完成音樂信號的部分是一個硬件裝置，但在實際過程中，如果音樂的播放還受流程圖中的工控機控制的情況下，完成音樂信號的采集和分析的部分可以通過組態(tài)王專用驅動程序。）

　　2．音樂噴泉中的水形與音樂采集分析器發(fā)送過來的數(shù)字信號和諧對應的處理過程。

　　在這個處理過程中，操作員要根據(jù)播放音樂的旋律為該音樂配置相應的水形，所作的配置可以存儲在組態(tài)王的工程中，同時也可以根據(jù)需要進行參數(shù)修改。在這個過程中，還可以根據(jù)用戶的需要，定義為以下這幾種模式。

?。?）有音樂自動模式：在這種模式下，隨著音樂在播放過程中旋律的變化，組態(tài)王將實時的、嚴格的按照操作人員設定的水形配置來向控制動作機構的可編程控制器發(fā)送數(shù)據(jù)，以動態(tài)地該變當前水形配合音樂的播放。

?。?）有音樂隨機模式：在這種模式下，隨著音樂在播放過程中旋律的變化，組態(tài)王將實時的、隨機的選擇水形，向向控制動作機構的可編程控制器發(fā)送數(shù)據(jù)，以動態(tài)地該變當前水形配合音樂的播放。

?。?）有音樂手動模式：在這種模式下，隨著音樂在播放過程中旋律的變化，組態(tài)王將操作員實時確定的水形發(fā)送給控制動作機構的可編程控制器發(fā)送數(shù)據(jù)，以動態(tài)地該變當前水形配合音樂的播放。

?。?）無音樂隨機模式：在這種模式下，組態(tài)王將實時的、隨機的選擇水形，向控制動作機構的可編程控制器，以動態(tài)地該變當前水形。

?。?）無音樂手動模式：在這種模式下，組態(tài)王將操作員實時確定的水形發(fā)送給控制動作機構的可編程控制器發(fā)，以動態(tài)地該變當前水形。

　　在上述的5種模式下，都可以在組態(tài)王的畫面中通過視頻控件觀察到現(xiàn)場安裝的攝像頭發(fā)送來的視頻畫面，還可以根據(jù)工程中確定的水形來制作相應的動畫來反映音樂噴泉的當前水形。在組態(tài)王中還可以進行事件的顯示和存儲。

　　3 控制動作機構的可編程控制器接到組態(tài)王發(fā)送下來的數(shù)據(jù)進行邏輯運算控制相應的水泵的開啟和關閉，閥門的開和關，顯現(xiàn)當前需要的水形。

　　三、系統(tǒng)功能

　　下面討論一下組態(tài)王在音樂噴泉工程中所完成的功能

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

　　(2)在組態(tài)王的畫面上播放視頻信號監(jiān)視音樂噴泉現(xiàn)場組態(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(xiàn)場的監(jiān)控方式，在音樂噴泉工程中實現(xiàn)了對音樂噴泉的多視角的監(jiān)視。

　　(3)在組態(tài)王的驅動程序中完成對音樂的分析可以將音樂的分析功能用組態(tài)王的驅動程序來完成，該驅動程序將要播放的音樂文件一種特定的算法進行運算，產(chǎn)生一個純文本文件。該文件中包含有該音樂文件的分段數(shù)、分段時刻、段持續(xù)的時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)境下進行動態(tài)的控制在上述的音樂噴泉工程概述的幾種工作模式下進行相互切換。

　　(5)對生成的音樂文件進行在線修改可以在組態(tài)王中直接啟動Excel對音樂驅動程序分析生成的純文本文件進行修改，修改的內容包括：分段時刻、段持續(xù)的時間和對應的水形組合碼。以此來控制音樂和噴泉的配合。

　　(6)用戶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噴泉控制的安全性。

　　(7)支持在組態(tài)王的畫面中播放動畫，以動態(tài)的動畫完成對工業(yè)現(xiàn)場的模擬，增強美觀效果。組態(tài)王現(xiàn)在支持的動畫格式分別為gif、avi等。

　　(8)控制音樂的播放。組態(tài)王可以直接播放WAV格式的歌曲或音樂CD上的歌曲。實現(xiàn)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）+西門子公司的soft.net網(wǎng)絡組態(tài)軟件。

　　注：在音樂噴泉的概述中，沒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驅動的程序生成的純文本文件，進行一定的邏輯運算后，將運算結果經(jīng)Profibus-DP總線發(fā)送給西門子S7-300PLC。實質上KingAct可以做為一個軟plc被廣泛的用在工業(yè)控制領域中。

　　五、硬件配置

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

　　注：由于音樂噴泉的格各控制機構的安置地比較分散，用戶對控制的實時性要求也比嚴格，所以在該工程中KingAct與西門子的S7-300采用的是Profibus-DP通訊協(xié)議來進行數(shù)據(jù)交換。