水帘洞里奏管弦 大珠小珠落玉盘
——音乐喷泉

　　喷泉是现代城市生活的重要娱乐设施之一，近来许多大城市的街心花园有各具特色的喷泉点缀其间，成为引人注目的一景。喷泉并不稀奇，物理上早就解释过，根据帕斯卡定理只要有足够高的水塔，形成有压力的水头，就能人造喷泉。我国古代园林里最著名的喷泉大概要算圆明园西洋楼的大水法了。那是清代乾隆十年（1745年）动工修建的，设计者是法国人蒋友仁。两年以后完成了第一个工程即谐奇趣，到乾隆二十四年（1759年），他和意大利人郎世宁主持的整个西洋楼景点才完工。现在还可以看到那附近有个高大的长方台子，据说就是蓄水池（水塔）的地基。当初不但修建艰难，就单说把大量的水靠唧筒压到高高的水塔里去，在没有电动水泵的时代，得多少人劳动才够帝王观赏一回呀！在大水法完工之前，圆明园里已经有了一处叫“水木明瑟”的景点。那虽不是喷泉，却也别具匠心，它是利用水力驱动风扇以避暑的地方。如今人们只知有电扇，岂不知在二百多年前的中国就有“水扇”了。在那里体现了中国劳动人民的智慧，也说明了古代中国人对一些自然现象的认识和对一些自然规律探索取得的成绩。

　　闲话少说，书归正传。现在可好了，自来水本身就有压力，如嫌不够加个高压泵也极其容易。设计和修建的技术也早就不在话下了，根本用不着请外国专家。而且喷泉头组成喷泉群才有气魄，才够壮观。又有人说这还不够，得用彩色灯光照射，使景色丰富多彩，还要有配音伴奏更加活跃气氛。于是乎锦上添花越来越吸人，后来索性把现代自动化技术里的遥控、程控、计算机控制等十八般武艺，一股脑儿全用上了。这样一来喷出的水更有动感，和单调的水柱子有了天壤之别。喷泉的水路系统无非是泵和阀，但是要得到丰富多彩的变化，这两者不能是静止的，至少其中之一是变动的。所以要用变速的泵，以图得到变化不定的水压。或是用能调节阻力的阀门，通过改变流动阻力的办法得到变化的水流。而这里所用的泵和阀都应该防堵塞，耐磨损，动作快速，易于操作。当然还必须防锈防腐。因为喷水池里的水难免有杂物，喷泉的流型变化又有节奏要求，必须快速，而且要令行禁止，不可拖泥带水。为达到上述要求，往往用特制的各种器材。

　　上文所说变转速的泵应由变转速的电动机带动，而普通交流电机不能大范围改变转速，必须用“变频调速电路”与之配合，才最适合喷泉控制的要求。控制喷泉的电路往往不能仅仅靠开关信号动作，例如喷泉水柱的高度、方向、变化速度、停顿时间等，这些都是连续变量的，尤其是和音乐配合更不是开关动作所能胜任的，所以完美的喷泉控制电路应该是个程序控制电路。当然小规模的喷泉也可以用类似全自动洗衣机那样的凸轮顺序控制的办法，大面积的喷泉群或长时间工作的喷泉，尤其是用变频调速泵的喷泉，应该用微处理机构成的无触点控制器，按照程序控制设计。这种用微处理机构成的无触点控制器并不需要特制，可以用工业上广泛使用的“可编程逻辑控制器”（简称“可编程控制器”或用PLC代表）为主体，外配若干接口之类附属电路，就可以和变频调速器及阀门连起来工作。“可编程”的意思是程序可以任意编写，当然也就能够任意改变，这对于使用者是非常灵活机动的。喷泉的水流完全可以根据所配音乐的节奏，做到有起有伏，时缓时急，观众也会在美景之下和乐曲声中逐渐地如醉如痴起来。

　　上面说的可编程逻辑控制器又是什么呢？他没有很深的原理，但是却有一些现代控制的思想。它有点像微处理机控制的全自动洗衣机里那种控制器，但是功能要多，规模更大。它包括时钟、输入输出接口、能任意组合的逻辑运算电路、程序存储器等。它可以接很多个输入开关信号，接很多个输出开关执行器，而且还带有少量的模拟量（连续增减的变量）输入输出接口，用起来非常方便。而且没有凸轮、触点、继电器之类带机械运动和电接点的部件，所以体积小，寿命长，可靠性高。可编程逻辑控制器在自动化领域用得非常普遍，尤其是以各种开关信号为主的逻辑控制系统里及程序控制系统里，用起来更是得心应手。但是目前它在日常生活里还不那么普及，在此只是粗略地提一提而已。
　

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