音樂噴泉能將水的靈性、音樂的美感和燈光的色彩結(jié)合在一起，給人以賞心悅目的感覺。如今，設(shè)置在城市廣場等規(guī)模較大的噴泉，已不再是采用幾個按鈕或一些邏輯開關(guān)的簡單控制就能滿足觀眾日益提高的欣賞水平了。隨著社會經(jīng)濟和技術(shù)的發(fā)展、文化藝術(shù)生活品位的提高，人們對噴泉的技術(shù)含量和藝術(shù)效果也提出了更高的要求，因此變頻器在音樂噴泉中為達到特定的藝術(shù)效果而發(fā)揮了極其重要的作用。
一、音樂噴泉控制概述
音樂噴泉系統(tǒng)中有大量的電磁閥門、彩燈、水泵和產(chǎn)生其它機械動作的電機。其中有些變頻水泵需要用模擬信號來連續(xù)調(diào)節(jié)水柱高度、實現(xiàn)特定的藝術(shù)效果，有些部件通過開關(guān)量進行控制，這些開關(guān)信號驅(qū)動閥門、彩燈、水泵隨著音樂進行不同的組合，從而產(chǎn)生各種水形和燈光變換效果。為了達到聽覺、視覺的和諧統(tǒng)一，控制系統(tǒng)應(yīng)能根據(jù)音樂的節(jié)奏、旋律和感情色彩輸出，產(chǎn)生各種不同的狀態(tài)組合來配合水形和燈光實時變化。
形成水形的基本通路是由水泵、管道、閥門和噴頭組成，針對不同水形要求有不同的控制方法。從噴泉的控制來看基本可分為四類：
第一類，啟動水泵直接向管道和噴頭加壓，效果是噴頭的水柱在啟動和停止時有一過渡的升降過程。
第二類，需要通過變頻器控制水泵轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)一種水柱連續(xù)升降的效果。
第三類，在加壓噴水時啟動傳動電機控制噴頭搖擺，達到一種花型變換。
第四類，需要在直接啟動水泵向管道加壓后，通過控制器快速地控制大量的電磁閥門的開閉，使噴嘴以各種方式進行點射，形成所謂“跑泉”和“跳泉”效果。
二、控制系統(tǒng)的構(gòu)成
在較大的噴泉中，一般均有上百個控制點，有些廣場噴泉可達到數(shù)百甚至上千個被控點，所以可以采用模塊化的分級式控制系統(tǒng)來完成系統(tǒng)的全部控制。
一般音樂噴泉系統(tǒng)由工控機、開關(guān)板和跑泉器構(gòu)成三級控制結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)一級的上位機是本控制系統(tǒng)的核心。由于現(xiàn)場電磁干擾很大，使用環(huán)境比較惡劣，主機需要采用標準工控機。上位機的任務(wù)是實現(xiàn)人機交互界面，存放音樂文件，對音頻信號進行讀入、分析，對下級的輸出模塊進行操作和控制整個系統(tǒng)的啟停等功能。為實現(xiàn)上述功能，系統(tǒng)在設(shè)計上根據(jù)不同負載類型，將大量的被控對象分為4種模塊：
(1)樂曲識別與處理模塊。由模擬采集板和音源處理電路組成。
(2)變頻水泵控制模塊。由D／A輸出板和變頻器組成。
(3)開關(guān)量的直控模塊。用于彩燈、水泵和傳動電機等，這是數(shù)量最多的模塊。
(4)分級控制的跑泉模塊。
三、偉創(chuàng)AC60系列變頻器的應(yīng)用
根據(jù)以上所述，其中一類水形需要通過變頻器控制水泵轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)一種水柱連續(xù)升降等藝術(shù)效果。這部分是音樂噴泉的核心技術(shù)。控制噴泉的外部音頻信號有多種來源，其中之一是來自音響系統(tǒng)的音源輸出。該信號經(jīng)過變換電路放大、濾波、限幅和檢波，變成與音樂幅度的對數(shù)成比例的包絡(luò)檢波信號送到采集卡，其幅值為0～10V，并根據(jù)對大量樂曲音頻信號的分析統(tǒng)計，給出一個判斷依據(jù)和相應(yīng)的閾值，這樣就可以實現(xiàn)水形跟隨音樂旋律變化。
其控制電路圖如下：
四、偉創(chuàng)AC60系列變頻器的特點
1、允許額定電壓的±15%的波動范圍，適應(yīng)中國電網(wǎng)的現(xiàn)況；
2、輸入輸出三相電壓：220V、380V、660V、1140V；輸出頻率范圍：0-400Hz可調(diào)；
3、優(yōu)化的SVPWM控制技術(shù)：輸出電流波形平穩(wěn)，抑制電流能力強，負載大范圍波動時，仍能穩(wěn)定運行；
4、較好的靜音控制，15kHz在線可調(diào)，保證扭距合理輸出，同時有效降低電動機的噪音和發(fā)熱；
5、完善的電機保護，具有過載、過流、過壓、欠壓、短路等保護及軟起、軟停功能等；
6、豐富可編程輸入、輸出端子，2路可編程模擬量輸入端口，并可互相切換，結(jié)合豐富的軟件邏輯功能，可滿足不同行業(yè)的應(yīng)用要求；
7、通用型160kW以上內(nèi)置直流電抗器，輸入功率因素高，減少了大功率機器對電網(wǎng)的干擾；
8、具備完善的軟件、硬件保護功能。
偉創(chuàng)AC60系列變頻器已經(jīng)在音樂噴泉領(lǐng)域進行了成功應(yīng)用。結(jié)果表明：該變頻器運行穩(wěn)定，安全可靠和控制精度等技術(shù)性能均能滿足實際要求，而且成本低，使用簡單方便，效果令人十分滿意。
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