Sponzorisan sadržaj: FOX electronics d.o.o., Tel: 011 2415 393, email: info@fox.rs, www.fox.rs

U ovom tekstu je ukratko opisan sistem za automatsko upravljanje radom muzičke fontane u Surdulici. Sistem je koncipiran na bazi PLC-a marke Fatek i realizovan po narudžbi firme BMD BAU iz Beograda. Autor projekta je Computer Servis iz Kovina.

photo: Fox Electronics

Osnovna ideja prilikom dizajniranja ovog sistema, bila je izrada takvog upravljačkog uređaja, koji bi korisniku obezbedio potpunu autonomiju i omogućio samostalano kreiranje koreografja tokom eksploatacije.

Strukturu upravljačkog sistema čini PLC marke Fatek sa CPU jedinicom, VOM modulom i digitalnim izlaznim modulima. Regulator boje izveden je pomoću PWM regulatora i RGB drivera, a upravljanje pumpama se vrši frekventnim regulatorima preko ModBus komunikacije.

Za interakciju sa korisnikom upotrebljen je HMI grafički touch terminal, a promena režima rada se obavlja pomoću preklopnika moda.

HMI podržava rad sa USB portom preko kojeg je omogućena razmena svih podataka i učitavanje HMI aplikacije, pa je na taj način obezbeđen update i backup.

Preko USB-a je moguće vršiti kopiranje i razmenu koreografija izmedju korisnika i prebacivanje na računar, a svi podaci su čitljivi u Excel-u i mogu se jednostavno editovati na računaru.

photo: Fox Electronics

Prilikom razmatranja idejnog rešenja u verziji sa PLC-om, trebalo je rešiti problem upravljanja muzikom. PLC se ne može baš pohvaliti multimedijalnim sposobnostima i nije bilo lako pronaći kontroler koji je imao ove mogućnosti. Izuzetak je FATEK PLC, koji u svojoj standardnoj ponudi ima tzv VOM (Voice Output Module), dizajniran za primenu u Voice aplikacijama  VOM koristi standardnu SD karticu i na nju se  može snimiti muzički materijal do 2GB, a CPU može adresirati do 245 naslova.

photo: Fox Electronics

Opis fontane
Fontana u Surdulici je projektovana kao složeni objekat sa dva centralna bazena i nekoliko manjih. U centralnim bazenima se nalaze mlaznice i reflektori, koji čine elemente fronta i raspoređeni su u matrice dimenzija 4×4 (bazen 1) i 2×4 (bazen 2). Bočni bazeni (back) su opremljeni različitim elementima, kao što su izvor vode, vodoskok sa više mlaznica, bočne mlaznice i tzv. pačiji kljunovi. Pritisak vode obezbeđuju pumpe sa regulisanim pogonom, dok su za svetla zaduženi RGB LED reflektori i trake.

Edit Mod
Podešavanje rada fontane se uglavnom svodi na programiranje događaja u Edit režimu. Događaji se programiraju za dnevni, ili sedmični ciklus, a po danu je moguće hronološki  rasporediti i aktivirati do pet događaja. Svaki događaj sadrži spisak do deset numerisanih aranžmana, koje sistem izvodi po redosledu upisivanja.
Ako se Fontana programira da radi u tzv. slobodnom  (Free) modu, tada je dovoljno u događaj upisati samo željeni vremenski period za taj mod.

photo: Fox Electronics

Omogućen je i kombinovani režim, pa fontana tokom dana može raditi u slobodnom modu, a onda u određeno vreme može aktivirati muzičku koreografiju.

Prilikom projektovanja sistema, naročita pažnja je posvećena izradi baze koreografije, (matrice), pa je ona zbog racionalizacije podeljena na dva dela: bazu sekvenci i  bazu dinamičkih figura. Baza sekvenci je unikatna za svaku koreografiju ponaosob, dok je baza dinamičkih figura zajednička.

Postupak kreiranja koreografije uglavnom se svodi na editovanje ove dve baze, i za to se koriste dva editora.
Editor sekvenci nudi mogućnost upotrebe nekoliko efekata, koji definišu ponašanje svetala i pumpi tokom reprodukcije. Tako na primer, prilikom promene sekvence, razlikujemo diskretan prelaz i postupno pretapanje boja i visine vodenog stuba.  Sa editorom figura na jednostavan način je moguće modifikovati bazu dinamičkih figura. Dinamičke figure su nizovi od 16 statičkih oblika koji se u toku trajanja jedne sekvence izvode u 16 koraka. One se kreiraju za svaku fontanu posebno, zavisno od prostornog rasporeda elemenata, tako da prilikom izvođenja grade atraktivne dinamičke utiske.

Na ovaj način koreografu je znatno olakšan posao, naročito kada je potrebno kreirati brze dinamičke promene.

Run Mod
U ovom režimu se aktivira rad fontane i preko terminala se može odabrati Free mod, Sinhro, ili Koreografija.

Prilikom izbora rada Koreografije operater može birati između pojedinačnog rada, rada po play listi, ili nedeljnog ciklusa. U sva tri slučaja izvođenje odabranog aranžmana počinje učitavanjem baze matrice iz terminala u PLC i analizom njenog zaglavlja. Taj postupak traje nekoliko sekundi zbog veličine matrice. Nakon toga, kontroler aktivira  željenu muzičku numeru i sinhronizuje prvu sekvencu.

photo: Fox Electronics

Dalji rad se vrši sukcesivnim učitavanjem sekvenci i izvođenjem funkcija koje su u njoj specificirane. Sekvence su promenljivog trajanja i njihova pozicija se očitava u svakom scan time-u, a reprodukcija traje sve dok postoje podaci u matrici.

Ukoliko je tako podešeno, po završetku jedne numere, prelazi se na sledeću itd. U opštem slučaju koreografija ne mora sadržati sve elemente, pa čak ni muziku. U tom smislu postoji više vrsta koreografija, pa čak i specijalni programi koji služe za održavanje fontane. Programiranjem i povremenim izvođenjem ovih programa  proverava se status fontane, po potrebi se dopunjava vodom itd.

Izrada matrice je dug i zahtevan posao, a njena reprodukcija ne traje dugo. Da bi se ipak fontana koristila tokom celog dana, na raspolaganju je Free Mod. To je veoma praktičan režim u kojem se uz podešavanje samo nekoliko parametara može obezbediti samostalan rad sitema. Upravljanje analognim i digitalnim vrednostima preuzimaju ugrađeni aperiodični algoritmi (Rainbow, LFSR…), koji generišu ogroman broj kombinacija, pa fontana može danima raditi bez ponavljanja.

Kao posebna atrakcija predviđen je i tzv Sinhro Mod u kome fontana samostalno vrši kreiranje koreografije u realnom vremenu. Ovaj režim je u suštini kombinacija prethodnog režima sinhronizovanog sa eksternim signalom – trigerom. Triger može generisati interni muzički izvor, ili neki drugi signal, npr. spoljni mikrofon.
Na taj način se rad fontane može sinhronizovati sa zvukom iz okruženja, nekim koncertom u blizini i sl.

Postoji mogućnost reprodukcije kombinovanih aranžmana, u kojima se koristi matrica samo sa vremenskim pozicijama za sinhronizaciju algoritama. Ovo je sinhroni režim u kome se prilikom reprodukcije muzike generišu slučajni, uvek različiti i vema atraktivni aranžmani.

Test Mod
Ovo je vrlo koristan režim rada, koji će najviše poslužiti tokom instaliranja opreme i njenog održavanja. U test modu je mouće proveriti funkciju svakog ventila, reflektora, frekventnih i RGB regulatora i audio sistema. Test mod ima i simulator, sa kojim možemo pogledati koreografiju na ekranu HMI, pre nego što se ona izvede na fontani.

photo: Fox Electronics

Remote režim
Fatek CPU podržava rad sa LAN portom i TCP/IP, preko kojeg je moguće povezati sistem na Internet, ili Wi-Fi. Ovo je korisna opcija kojom se obezbeđuje daljinsko održavanje sistema i update-ovanje baza.  Preko Wi-Fi se može povezati više PLC-ova u mrežu, ili u tzv CLINK, koji omogućava višeprocesorski rad. Na ovom principu radi uređaj nazvan replikator, koji upravlja nekim udaljenim sistemom, i koji se može iskoristiti za sinhronizaciju dekorativne rasvete.

Mp3 Modul
VOM modul korišten u prvobitnoj verziji je u međuvremenu zamenjen i razvijen je novi  mp3 modul značajno boljih karakteristika. Novi muzički modul se takođe upravlja preko PLC-a, koristi standardnu SD karticu i može adresirati do 3.000 naslova u mp3 formatu sa maksimalnim bit rate-om do 320 kbps.

Karakteristike
Karakteristike sistema u Surdulici:

  • Napajanje: 3x380VAC
  • Ukupna snaga pumpi: 10KW
  • Broj regulisanih pogona: 4 (prosirivo do 8)
  • Broj fiksnih pogona: do 16
  • DC izvor: 24V, 42A
  • RGB driver: 24V, 100A
  • Ventili: 24
  • Reflektori: 32
  • Maksimalno (zbir): 128
  • Audio sistem:
  • Pojačalo: 2x120W
  • Zvučnici za spoljnu montažu: 4 x 60W