音乐喷泉的变频控制方案

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来源：大连普传科技有限公司深圳分公司

* {4 b, ~3 D# f( H* V7 r$ G6 d* O音乐喷泉是一种为了娱乐而创造出来的可以活动的喷泉。它根据美学设计并且经常会产生3维的效果。这种效果是由于声波或光波或激光穿过水粒子而产生的。在此过程中，水流被操控，散射及折射光，然后一个3维的画面就产生了。
  音乐喷泉的起源：1930年，德国发明家奥图皮士特先生首先带出喷泉的概念，起初他只在百货商店和餐馆建造小型喷泉，及后经过多年的发展，其音乐喷泉的设计及构造已变得更大型及复杂。根德皮斯特域先生早于十二岁已跟随父亲设计及建造喷泉，1952年的夏天，西柏林的工业展览中，一个美国人看到音乐喷泉的表演，并把它带回纽约电台音乐会堂。1953年1月15日音乐喷泉在美国首次表演，表演期间超过一百五十万人观看。现在根德皮斯特域先生继续改善其音乐喷泉及推向全世界，多年的改良已大大减低建造和维修的成本，电脑更已用在音乐喷泉上，使其表演能更复杂和美丽。现在，随着人们物质文化生活水平的提高，人们对美的追求更加迫切。因此，在各个城市的广场随之而来的是更多的音乐喷泉。
  下面是某音乐广场喷泉水景工程项目的情况介绍，设计采用16台水泵组成，要求喷泉的浪花喷涌受播放的音乐控制，随音乐协调一致，实现在欣赏音乐的同时观赏到喷泉美景。根据设计要求，浪花的喷涌要随着音乐节奏起伏一致，根据该要求我们选择使用变频器来控制这16台泵的工作，通过音频变送器——随着音乐节奏的强弱产生大小不同的模拟量信号，来调整变频器的输出频率，从而实现各泵随着音乐变化来控制喷泉出水强弱形成音乐喷泉。
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7 V+ o0 l) O9 i现场实景
7 Y, A/ L; h3 Y' Y5 y. M 乐喷泉的控制
  按设计要求，音乐喷泉必须满足喷水跟随音乐节拍协调一致，随着音乐的强弱水柱快速变化。要将音频信号转换成变频器可以接受的模拟量信号，同时要求变频器响应速度要快，具体如下：
  利用音乐播放器DVD的音频信号对变频器进行控制，音乐的音频信号本身是一个功率很小的交流电压信号，经过整流滤波稳压可以输出一个相对应的直流电压信号，相对来讲该信号很微弱，采用信号变送器可以输出0－5V的标准直流电压信号，再将该信号通过一个多路分配控制器分别输入到每台变频器的模拟量输入口，作为变频器的频率输入信号，即可以实现音乐喷泉的控制要求。
) C: r! v5 H2 _7 S  全部变频器选用普传科技矢量型产品PI9000系列。其中，PI9130 011F3 一台、PI9130 5R5G3 七台、PI9130 7R5G3八台，一比一配置分别控制同功率的水泵，共有16台变频器同时现场工作，现场布线必须注意：动力线与信号线要分开布线，信号线采用屏蔽线，以有效防止相互干扰，保证变频器稳定运行。
# V3 ]- z( U" _# @4 p2 I  另外，客户要求变频器在频率到达50HZ的时候有继电器输出信号，还要求所有的泵的浪花喷涌高度不能高于10M。调试时逐步将变频器的最大输出频率进行调整，最后当频率在 40HZ时能很好的达到要求，所以最大频率设定在40HZ，变频器的动态响应很快，加减速时间设置要短，最后设为0.53S，基本当音乐一响起即可见到喷泉的浪花喷涌，随着音乐的节奏变化喷泉能瞬时做出响应。变频器调试后，具体参数设置如下：
F0.11（命令源选择）        1（端子）
F0.13（加速时间1）        0.53（S）
F0.14（减速时间1）        0.53（S）
F0.21（上限频率）        40（Hz）
F0.23（下限频率）        10（Hz）
( M; M( z! z! O4 xF2.02（继电器1输出）        26（频率到达）
6 N) m5 u2 k6 Z, f8 XF7.28（频率检测1）        50（Hz）
F7.29（频率检出幅度）        20（%）

  变频调速技术是现代电力传动技术的一个主要发展方向，变频调速有优异的调速性能和显著的节电效果，广泛应用在城市各领域，有的是为了提高产量有的是为了节能降耗，最近几年，人们在喷泉景观工程中也开始采用变频调速装置，以使喷泉效果花样繁多更具动感，尤其是音乐喷泉，通过使用变频装置实现了音乐（音频）对喷泉的控制，使现场效果超出了人们的想象，人们在欣赏聆听音乐的同时，观赏到动感超群的音乐喷泉，为城市的美化建设增加了新的元素，音乐喷泉采用变频器来控制，方便喷泉的花样设计、易于操控和维护，可以大力进行推广。
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