Число просмотров этой статьи:

“Сухой” фонтан на террасе (Киев, 2014г.)

Автор: | 01.07.2017

Реализован интересный проект – управление фонтаном на террасе на крыше одного из киевских бизнес-центров.

Определение сухого фонтана

Сухой фонтан (или пешеходный фонтан) – вид фонтана, чаша которого не видна и находится ниже уровня поверхности (пола или земли).

Особенно приятно наблюдать  танцующие струи фонтана в вечернее время, когда они подсвечиваются встроенными в пол светильниками.

Работа фонтана

В данном случае под террасой находится емкость с водой. Насос производит циркуляцию воды: емкость – очистное оборудование – форсунки фонтана –емкость. Далее цикл повторяется.

В обычном режиме фонтан работает статично – высота струй примерно 1,5 м и не изменяется. Также возможен динамический режим работы – по команде из системы «умный офис». Этот режим предполагает плавное уменьшение напора струй до минимума, а затем плавное увеличение до максимума.

 Задание заказчика

Заказчик хотел внедрить следующую идею: в случае приближения хотя-бы одного человека к струям ближе чем на  метр, фонтан должен снизить высоту струй; при отдалении людей – напротив, увеличить до прежней высоты:

В истоках такой идеи не будем копаться (это право заказчика), а перейдем к вариантам реализации идеи.

Варианты реализаций идеи

 Вариант первый: датчики движения

Скажу честно, ранее таких заданий не попадалось. Первое, что пришло на ум – поставить датчики движения: обозначился человек (или люди) в поле зрения датчика – и фонтан постепенно снижает струи. Вот план с реализаций данной схемы:

Датчик движения

Вроде-бы все просто на первый взгляд, но не тут то было. Недостатки данной идеи:

  • некорректная зона охвата датчиком движения
  • работающие струи фонтана приведут к сработке датчика движения, а такого не должно быть

Вариант второй: лучевые датчики

В целях обнаружения человека вокруг фонтана возможно использовать фотоэлектрические датчики, которые применяются на автоматических воротах, шлагбаумах, действующие по принципу излучения луча от излучателя и получения отраженного луча от приемника. При пересечении человеком луча отправляется сигнал в систему автоматики и фонтан отключается. Фонтан включится, если человек выйдет из зоны контроля –  при еще одном пересечении луча.

В нашем случае датчики необходимо поставить по углам фонтана в количестве 8 шт.  Для эстетичного вида датчики встраиваются в декоративную стойку с светильником. Высота стойки может составлять 0,5м, 1м, 1,5м, 2м. Таким образом получается 4стойки по углам фонтана с встроенными в каждую стойку двумя датчиками.

Датчик со стойкой-светильником (вырезка из каталога).

Лучевые датчики

В целом эта идея неплохая. Но, есть “но”: ровная терраса прерывается столбиками со светильниками и встроенными датчиками по краям фонтана, и это факт немного режет глаз. Также немаловажной является стоимость данной системы – не в нашу пользу. Поэтому заказчик отказался и от такой реализациии затеи. Для меня этот вариант также попал под сомнения – не уверен, что система будет работать “как часики”. А если животное (кошка, собака) пересекает лучи, фонтан отключится, хотя не должен. Хотя, с другой стороны, откуда на крыше коммерческого здания кошки?). Ну да ладно, ступаем дальше за идеями!

Вариант третий: манометрическа система

Немного опережая текст, скажу: это классная идея, но жутко дорогая! Данная система применяется в основном для охраны периметра. Сейчас подробней опишу.

Принцип работы извещателя основан на контроле изменения давления в сигнальных шлангах, которые укладываются под полом вдоль периметра, и заполняются антифризом под некоторым давлением.

Манометрическая система

Специальная многослойная композиция синтетических материалов обеспечивает шлангам необходимую эластичность в широком диапазоне температур, а так же высокую долговечность. Высокочувствительный преобразователь выявляет микро-изменения давления в шлангах, создаваемые при пересечении человеком зоны обнаружения. Эти изменения анализируются с помощью технологии DSP (цифровая обработка сигнала) по времени, амплитуде, частоте и энергетическому спектру и сравниваются с эталонными матрицами. Сигналы, полученные в результате анализа, используются для управления выходными релейными цепями или передаются в универсальный связной процессор (UCP).

Данный вариант также потерпел фиаско из-за дороговизны.

Вариант четвертый: весовая система

Суть четвертого метода реализации задуманной идеи состоит в измерении массы, находящейся на платформе фонтана в текущий момент времени.

Все просто! Вот оно решение! Приближение человека к фонтану будет измеряться датчиками веса, которые устанавливаются под террасной доской. Датчики веса передают сигналы в преобразователь, который управляет включением/отключением фонтана.

Итак, террасная доска крепится на основание. Этим основанием является вот такая металлическая конструкция. 

Как измерить вес, передающийся от терассной доски на металлическуе основание? Для этого используем датчики веса, которые устанавливаются между металлическим основанием и стойкой.
Таких датчиков нужно шесть.

Выполнил чертежи для встройки датчиков веса:

Вот как должна быть выполнена система с датчиками веса и проводами:

Щит управления

Щит управления фонтаном состоии из следующих компонентов:

  • автоматические выключатели
  • дифференциальный автоматический выключатель
  • преобразователь частоты (или частототный преобразователь) – изменяет высоту струи. Частотные преобразователи я также применял для автоматизации динамического фонтана.
  • реле контроля уровня
  • сверхбыстрый предохранитель для частотного преобразователя (т.к. автоматический выключатель может не успеть отработать при КЗ внутри частотного преобразователя)
  • кнопки, ламповые индикаторы, трехпозиционный переключатель
  • модулятор DMX для светодиодных светильников (подсветка струй). Данный модулятор позволяет управлять цветами RGB-светильника от внешних сигналов управления. Побобные системы управления используются в сценическом свете
  • весовой контроллер – принимает сигналы от тензометрических датчиков (датчики веса), обрабатывает их, и выдает сигнал управления далее в ПЛК (программируемый логический контроллер).

Электрический проект

Привожу электричекий проект по фонтану. Его еще называют проект автоматизации фонтана:

Проект автоматизации фонтана

Мое личное участие в данном проекте:

Разработка систем:

  • электропитания технологического оборудования фонтана;
  • управления основным оборудованием фонтана;
  • приемо-передачи сигналов с системой “умный офис”;
  • концепции и детализации системы реагирования фонтана на приближение к нему.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *