音樂(lè)噴泉能將水的靈性、音樂(lè)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(jué)。如今，設(shè)置在城市廣場(chǎng)等規(guī)模較大的噴泉，已不再是采用幾個(gè)按鈕或一些邏輯開(kāi)關(guān)的簡(jiǎn)單控制就能滿足觀眾日益提高的欣賞水平了。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的發(fā)展、文化藝術(shù)生活品位的提高，人們對(duì)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(lè)噴泉中為達(dá)到特定的藝術(shù)效果而發(fā)揮了極其重要的作用。
一、音樂(lè)噴泉控制概述
音樂(lè)噴泉系統(tǒng)中有大量的電磁閥門(mén)、彩燈、水泵和產(chǎn)生其它機(jī)械動(dòng)作的電機(jī)。其中有些變頻水泵需要用模擬信號(hào)來(lái)連續(xù)調(diào)節(jié)水柱高度、實(shí)現(xiàn)特定的藝術(shù)效果，有些部件通過(guò)開(kāi)關(guān)量進(jìn)行控制，這些開(kāi)關(guān)信號(hào)驅(qū)動(dòng)閥門(mén)、彩燈、水泵隨著音樂(lè)進(jìn)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(dá)到聽(tīng)覺(jué)、視覺(jué)的和諧統(tǒng)一，控制系統(tǒng)應(yīng)能根據(jù)音樂(lè)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(lái)配合水形和燈光實(shí)時(shí)變化。
形成水形的基本通路是由水泵、管道、閥門(mén)和噴頭組成，針對(duì)不同水形要求有不同的控制方法。從噴泉的控制來(lái)看基本可分為四類：
第一類，啟動(dòng)水泵直接向管道和噴頭加壓，效果是噴頭的水柱在啟動(dòng)和停止時(shí)有一過(guò)渡的升降過(guò)程。
第二類，需要通過(guò)變頻器控制水泵轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)一種水柱連續(xù)升降的效果。
第三類，在加壓噴水時(shí)啟動(dòng)傳動(dòng)電機(jī)控制噴頭搖擺，達(dá)到一種花型變換。
第四類，需要在直接啟動(dòng)水泵向管道加壓后，通過(guò)控制器快速地控制大量的電磁閥門(mén)的開(kāi)閉，使噴嘴以各種方式進(jìn)行點(diǎn)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(gè)控制點(diǎn)，有些廣場(chǎng)噴泉可達(dá)到數(shù)百甚至上千個(gè)被控點(diǎn)，所以可以采用模塊化的分級(jí)式控制系統(tǒng)來(lái)完成系統(tǒng)的全部控制。
一般音樂(lè)噴泉系統(tǒng)由工控機(jī)、開(kāi)關(guān)板和跑泉器構(gòu)成三級(jí)控制結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)一級(jí)的上位機(jī)是本控制系統(tǒng)的核心。由于現(xiàn)場(chǎng)電磁干擾很大，使用環(huán)境比較惡劣，主機(jī)需要采用標(biāo)準(zhǔn)工控機(jī)。上位機(jī)的任務(wù)是實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互界面，存放音樂(lè)文件，對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行讀入、分析，對(duì)下級(jí)的輸出模塊進(jìn)行操作和控制整個(gè)系統(tǒng)的啟停等功能。為實(shí)現(xiàn)上述功能，系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上根據(jù)不同負(fù)載類型，將大量的被控對(duì)象分為4種模塊：
(1)樂(lè)曲識(shí)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(kāi)關(guān)量的直控模塊。用于彩燈、水泵和傳動(dòng)電機(jī)等，這是數(shù)量最多的模塊。
(4)分級(jí)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(guò)變頻器控制水泵轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)一種水柱連續(xù)升降等藝術(shù)效果。這部分是音樂(lè)噴泉的核心技術(shù)?？刂茋娙耐獠恳纛l信號(hào)有多種來(lái)源，其中之一是來(lái)自音響系統(tǒng)的音源輸出。該信號(hào)經(jīng)過(guò)變換電路放大、濾波、限幅和檢波，變成與音樂(lè)幅度的對(duì)數(shù)成比例的包絡(luò)檢波信號(hào)送到采集卡，其幅值為0～10V，并根據(jù)對(duì)大量樂(lè)曲音頻信號(hào)的分析統(tǒng)計(jì)，給出一個(gè)判斷依據(jù)和相應(yīng)的閾值，這樣就可以實(shí)現(xiàn)水形跟隨音樂(lè)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(diǎn)
1、允許額定電壓的±15%的波動(dòng)范圍，適應(yīng)中國(guó)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(qiáng)，負(fù)載大范圍波動(dòng)時(shí)，仍能穩(wěn)定運(yùn)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(shí)有效降低電動(dòng)機(jī)的噪音和發(fā)熱；
5、完善的電機(jī)保護(hù)，具有過(guò)載、過(guò)流、過(guò)壓、欠壓、短路等保護(hù)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(jī)器對(duì)電網(wǎng)的干擾；
8、具備完善的軟件、硬件保護(hù)功能。
偉創(chuàng)AC60系列變頻器已經(jīng)在音樂(lè)噴泉領(lǐng)域進(jìn)行了成功應(yīng)用。結(jié)果表明：該變頻器運(yùn)行穩(wěn)定，安全可靠和控制精度等技術(shù)性能均能滿足實(shí)際要求，而且成本低，使用簡(jiǎn)單方便，效果令人十分滿意。
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