花式喷泉的自动控制设计
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作者:滕俊杰 李素敏
【摘 要】随着社会的发展与科学技术的进步，人们的生活质量也随着经济水平的增长而逐渐的提高，现代化城市的建设进程也在逐渐的加快。在现代化的城市建设中，在一些绿化风景和公共休闲广场的布置中都进行了花式喷泉的建设，花式喷泉是属于高科技的产品，其主要是利用现代化先进的科学技术进行独特的喷洒形状营造，使水花能够在控制下想成多种具有艺术特色的形状，并结合对多种色彩的灯光组合使用为人们带来视觉上的刺激和感官上的享受。其主要是建立在编程控制器和利用电子设备进行自动控制设计基础上得以实现的。
【关键词】花式喷泉;自动控制;设计
【中图分类号】TP273.5 【文献标识码】A
【文章编号】2095-3089（2019）18-0039-02
近年来，随着现代化城市建设规模的不断扩大和实现城市景观化与旅游化的理念的持续推广，城市园林的景观设计中增加了很多花式喷泉的设计，为城市景观的建造增添了不一样的色彩。而随着信息化技术与现代科学技术的有机结合也将传统单一的喷泉形式设计变得更加多姿多彩，使其形式由单调的直接喷射变为花式喷洒，并应用编程控制器使其可以进行自动控制变化喷泉喷洒形态，并且在编程控制器的基础上实现了多种功能的花式喷泉自动控制，具有极高的线上价值。
一、花式喷泉的发展与技术应用现状
1.花式喷泉的种类发展。
花式喷泉的种类从建设条件上总的来说可以分为另种，其一是按照城市形象设计和花式喷泉建设所在位置的现场结构以及地理条件进行喷泉景观的建设与制作。很多都是仿照天然的水幕景观来建设的，例如涌泉形态、管泉流动、溪流、瀑布形式、水帘自然落水景观、水涛形式、雾泉等形式。其二是完全依靠人工进行喷泉设施的设计与建设，进行人工景观的建设，人工花式喷泉景观的建设目前在城市景观建设当中应用最为广泛，且发展速度也极快。其种类也是最为繁多的。比如音乐喷泉、程控喷泉、旱地喷泉、跑动喷泉、光亮喷泉、趣味喷泉、激光水幕电影、超高喷泉等。
2.花式喷泉的技术发展现状。
随着我国的编程控制器的迅速发展，园林与城市景观的设计中实現的了对建筑与喷泉的花式观赏相结合诞生出了花式喷泉项目，而随着编程控制器的研究与开发应用，对花式喷泉的自动控制技术要求也就越来越高。很多喷泉的控制部分都需要进行编程控制其予以实现。当前我国应用的花式喷泉编程控制器为S7-200型系列的PLC技术控制器，其对花式喷泉的组成模块以及详细的硬件模块设计都能够进行设计并对控制方式也能够实现程序的编写。
当前，人们对花式喷泉的景观以及娱乐功能和环保性较为重视，这也就为花式喷泉的研究与应用范围提供了方向。很多城市的景观建设中都设有广场喷泉和城市主题雕塑喷泉，还有部分城市将花式喷泉进行音乐的配备。其喷泉造型十分的绚丽多姿，色彩也极为丰富。为人们带来了极高的视觉体验和艺术观赏的价值体现。一些城市的商业建筑前或购物中心也都设立了很多大型的极广喷泉，其水花的表演十分动感。甚至目前还配备了喷泉水幕电影，更加带给人们以现代化技术的表演与渲染，目前很多花式喷泉的表演已经成为了城市的独具魅力的特色景观之一。
二、当前所应用的花式喷泉自动动控制技术所存在的问题
1.花式喷泉设计方案的盲目性。
当前花式喷泉的形状与规模的设计存在着过于盲目的问题，很多设计作品的形状不具备艺术性，并且喷洒随意，喷泉时间的间断性设计也极为不合理，经常出现抢喷、乱喷等情况，使花式喷泉的形状极度不协调，也不合理。并且范围的控制也极为不科学，造成了很多的水资源和电力能源的浪费。
2.花式喷泉设计的细节部分存在不合理。
花式喷泉的设计需要进行科学合理的密集型细节水流的相互配合，如此才能够体现出花式喷泉的艺术性与美感。但目前很多城市的花式喷泉在细节的处理部分即为不合理，由此也导致了花式喷泉的形式也为粗糙，影响了喷泉的美观和整体效果。
3.喷泉所应用的设施存在质量问题。
当前部分城市所进行的花式喷泉建设所应用的喷泉建设设施存在着很多的质量问题，这也是对城市建设存在管理不规范的体现，尤其是在一些大型的喷泉建设而上面，其设施的质量完全达不到正常的使用标准，设施的残次质量也直接导致了花式喷泉的效果和质量，为城市的形象和地方特色的营造产生了极为不好的影响。
4.花式喷泉没有重视节能环保。
目前我国随着环境污染和能源的消耗情况而极为注重对能源的节约与充分利用，并十分关注对环境的保护。尤其是对水资源的利用，我国目前很多地区仍然存在着缺水的现象。所以对城市喷泉景观的建设也要结合节能环保的理念。特别是针对一些水资源缺陷匮乏的城市尤其要注意对水资源的循环利用和节能技术的应用。
三、花式喷泉的建设中所出现的新技术阐述
1.悬浮式花式喷泉。
其主要是将整座水景喷去演的管打破系统借助悬浮箱技术而实现的，这种花式喷泉所采用的设备设施可以不受季节性变化的影响而保持水位的平衡，其施工工艺的技术性较强，维护工作较为简单。通常在一些大型的自然湖泊或人工湖中采用。
2.水幕激光式喷泉。
这种喷泉主要的作用是进行大型水幕电影的展映方面。其是采用比较特殊的放映机进行播放，再利用水流所形成的透明水膜为放映屏幕，使其具备一些较为特殊的光学效果，其具有极高的视觉穿透性，可以将电影画面制造出一种立体感，是电影内容与水面效果的完美结合。
四、花式喷泉自动控制技术的应用要点
1.花式喷泉自动控制技术中要注意对水泵的选择。
花式喷泉的水泵种类可以根据不同的喷泉设计进行分类应用。其分类较多，按照应用形式大致可以分为卧式水泵和潜水泵，很多花式喷泉建设都是结合对水泵流量和使用场合以及能耗比来进行水泵选择的。以潜水泵为例，潜水泵的体积较小，并且重量很轻，不需要进行灌引水，其不需要泵房安置，而是直接放置在水下，对成本有较高的节约作用。并且其维护修理以及管理等较为便利。也具有对水资源的节约功能。相比卧式水泵其能够大量的节约水资源的利用，并且适用于很多喷泉的喷水要求。 2.花式喷泉自动控制技术中要注意对喷头的选择。
花式喷泉自动控制技术中所应用的喷泉喷头按照喷泉形状和造型设计可以分为很多种，例如可调直流喷头、涌泉喷头、集束喷头、旋转喷头等，其种类比较分舵，且喷出的水形状也各不相同，目前多数的喷头设计所采用的是集束喷头，其是由多个直流喷头所组合而成，且直射喷头的口径大小也能够确定喷头的出水量和高度，甚至可以作为整个花式喷去演的主要喷射水柱，使花式喷泉可以喷到最高点。也可以将多个集束喷头进行组合成不同的排列。其装饰的效果可以具有极多的设计效果。
3.花式喷泉自动控制的设计要注意控制器的应用。
花式喷泉的运行原理是通过利用编程控制器控制水泵的喷水的方式，使其可以在水流喷出时形成具有极高艺术性的造型。而花式喷泉的编程控制器单片机的成本较低，适合用于控制小型的花式喷泉。单片机通过控制步进电机来控制电磁阀，实现对喷头流量的控制，从而使喷泉水姿、灯光色彩产生变化。但采用單片机控制原理，是以可控硅作为功率开关元件，由于可控硅承受过电压、过电流的能力较差，因而不能长时间运行。
4.花式喷泉自动控制的管道设计要求。
花式喷泉的设计喷水池进行配管设计时，必须考虑喷头喷出的水花造型具有极高的艺术性美观。高质量的美观效果在喷水池设计中是必须考虑的问题。所以在喷头设计中一般考虑直形喷头，其喷头所采用的直管段要具有不低于五十倍喷嘴直径的长度，当但在实际的使用过程中方不能有急转弯这种情况出现。如果有要求的需要，可以在喷头前的管段内部设置整流器，使喷出水柱的密实性更好。
结束语
花式喷泉设计不但需要具有极其专业的程序设计知识，还需要具有极高的艺术审美以及对其建设材料的高辨识度。并且还要结合一定的喷泉设计技巧。其大多数是源自于生活中的因素启发。由此可以看出花式喷泉的设计不但是一项极为高端的实践活动，更是通过人们的劳动和理念的结合所创造出的一种艺术，使其可以将实用性与艺术性进行结合，并极大的丰富人们的日常生活和城市的景观艺术，在很大的程度上促进了城市现代化建设进程，推动了城市化建设的发展。
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