基于富士FRENIC5000G11S實(shí)現(xiàn)噴泉音樂信號(hào)處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的發(fā)展、科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步、審美思維的創(chuàng)新以及人們城市化生活方式的提高，音樂噴泉作為一種城市景觀，其音型相隨、極具感染力的城市水景工程廣泛進(jìn)入了現(xiàn)代城市建設(shè)的議事日程。城市音樂噴泉水景工程帶給人們的是賞心悅目的視聽感覺大餐，可以給緊張、忙碌、壓力巨大的現(xiàn)代人帶來(lái)心靈的清新和愉悅感覺。在這一種水景工程系統(tǒng)中，音樂噴泉的水型能夠隨音樂輕舞悅動(dòng)的主要原因是依靠變頻器的控制作用。

1、音樂噴泉控制系統(tǒng)的組成

本文所介紹的城市水景工程中的音樂噴泉控制系統(tǒng)主要由計(jì)算機(jī)（工控機(jī)、PLC等）、音樂信號(hào)處理系統(tǒng)、中間繼電器、變頻器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。圖1所示是城市音樂噴泉控制系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)框圖。

2、音樂噴泉的控制原理

在現(xiàn)在的城市廣場(chǎng)以及其它城市景觀。音樂噴泉已經(jīng)被廣泛使用，城市音樂噴泉的工作方式大體上可分為兩種方式。第一種是將音樂信號(hào)存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，然后通過軟件程序?qū)σ魳沸盘?hào)進(jìn)行處理，再將音樂信號(hào)輸出到音樂信號(hào)處理系統(tǒng)中，接著由變頻器從音樂信號(hào)處理系統(tǒng)獲得電壓信號(hào)，并根據(jù)電壓信號(hào)的大小輸出不同的頻率，這些不同的頻率信號(hào)在作用到水泵或擺動(dòng)系統(tǒng)的電機(jī)后，便可通過調(diào)整水泵的出水量及控制水柱的高低來(lái)達(dá)到水形隨音樂信號(hào)的變化而高低變化的效果；

第二種則是將音樂源通過音樂信號(hào)處理系統(tǒng)直接作用于變頻器，從而達(dá)到音樂噴泉的控制效果。

3、變頻器的功能設(shè)置

不同廠家不同型號(hào)的變頻器一般都有著不同的功能，現(xiàn)以富士FRENIC5000G11S為例來(lái)簡(jiǎn)要說(shuō)明。該變頻器具有F01～47、C01～33、P01～09、H03～39、A01～18、U01～61等多種功能設(shè)置方法。這些功能大多都可以選擇出廠時(shí)的默認(rèn)狀態(tài)，下面對(duì)使用時(shí)需要重新設(shè)置的部分功能進(jìn)行詳細(xì)介紹。

F02：表示運(yùn)行狀態(tài)，設(shè)置為l可讓變頻器處于自動(dòng)工作狀態(tài)；

F07：表示加速時(shí)間，設(shè)置為0.2～0.8可使噴泉水柱柔和升起；

F08：表示減速時(shí)間，設(shè)置為0.2～0.8可使噴泉水柱柔和降落；

F15：表示上限頻率，設(shè)置為50可將變頻器輸出頻率最大限制在50 Hz，以保護(hù)水泵或電機(jī)；

F16：表示下限頻率，設(shè)置在15以上可保證在沒有音樂信號(hào)時(shí)，噴泉也有一定高度的水柱存在；

E45：表示LED監(jiān)視選擇，設(shè)置為1可通過變頻器的顯示屏監(jiān)視音樂噴泉系統(tǒng)的工作狀態(tài)；

C05～C07：為多步頻率設(shè)定，利用C05～07可使噴泉實(shí)現(xiàn)逐步疊加，以用于追跑泉或高水柱噴泉，給人以視覺上的沖擊效果。通常C05可設(shè)置為15，C06可設(shè)置為30，C07可設(shè)置為50；

P01：表示電機(jī)1的狀態(tài)，當(dāng)負(fù)載為潛水泵時(shí)，可設(shè)置其為2，當(dāng)負(fù)載為減速機(jī)時(shí)，可設(shè)置為4。

4、變頻器的連接

設(shè)計(jì)時(shí)，可將變頻器的電源輸入端L1、L2、L3直接接到控制柜中空氣開關(guān)的輸出端，而將變頻器的U、V、W輸出到水泵或擺動(dòng)電機(jī)，同時(shí)將變頻器的信號(hào)輸入端11、12、13分別接到音樂信號(hào)處理系統(tǒng)的輸出端。并將變頻器的X1、X2、X3接到中間繼電器的常開觸點(diǎn)，這樣，通過繼電器就可在PLC、單片機(jī)或工控機(jī)的控制下，對(duì)音樂噴泉的水柱水型進(jìn)行控制。具體連接如圖2。

5、結(jié)束語(yǔ)

通過上述電路連接及功能設(shè)置，在音樂噴泉控制系統(tǒng)中，便可通過變頻器來(lái)控制音樂信號(hào)的強(qiáng)弱，并將這種音樂信號(hào)的強(qiáng)弱變化完美地體現(xiàn)在噴泉水型高低及水型擺動(dòng)的快慢上，從而給人以美的享受。

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