基于富士FRENIC5000G11S实现喷泉音乐信号处理系统的设计

随着社会经济实力的发展、科学技术的进步、审美思维的创新以及人们城市化生活方式的提高，音乐喷泉作为一种城市景观，其音型相随、极具感染力的城市水景工程广泛进入了现代城市建设的议事日程。城市音乐喷泉水景工程带给人们的是赏心悦目的视听感觉大餐，可以给紧张、忙碌、压力巨大的现代人带来心灵的清新和愉悦感觉。在这一种水景工程系统中，音乐喷泉的水型能够随音乐轻舞悦动的主要原因是依靠变频器的控制作用。

1、音乐喷泉控制系统的组成

本文所介绍的城市水景工程中的音乐喷泉控制系统主要由计算机（工控机、PLC等）、音乐信号处理系统、中间继电器、变频器、执行机构组成。图1所示是城市音乐喷泉控制系统的组成结构框图。

2、音乐喷泉的控制原理

在现在的城市广场以及其它城市景观。音乐喷泉已经被广泛使用，城市音乐喷泉的工作方式大体上可分为两种方式。第一种是将音乐信号存储在计算机系统中，然后通过软件程序对音乐信号进行处理，再将音乐信号输出到音乐信号处理系统中，接着由变频器从音乐信号处理系统获得电压信号，并根据电压信号的大小输出不同的频率，这些不同的频率信号在作用到水泵或摆动系统的电机后，便可通过调整水泵的出水量及控制水柱的高低来达到水形随音乐信号的变化而高低变化的效果；

第二种则是将音乐源通过音乐信号处理系统直接作用于变频器，从而达到音乐喷泉的控制效果。

3、变频器的功能设置

不同厂家不同型号的变频器一般都有着不同的功能，现以富士FRENIC5000G11S为例来简要说明。该变频器具有F01～47、C01～33、P01～09、H03～39、A01～18、U01～61等多种功能设置方法。这些功能大多都可以选择出厂时的默认状态，下面对使用时需要重新设置的部分功能进行详细介绍。

F02：表示运行状态，设置为l可让变频器处于自动工作状态；

F07：表示加速时间，设置为0.2～0.8可使喷泉水柱柔和升起；

F08：表示减速时间，设置为0.2～0.8可使喷泉水柱柔和降落；

F15：表示上限频率，设置为50可将变频器输出频率最大限制在50 Hz，以保护水泵或电机；

F16：表示下限频率，设置在15以上可保证在没有音乐信号时，喷泉也有一定高度的水柱存在；

E45：表示LED监视选择，设置为1可通过变频器的显示屏监视音乐喷泉系统的工作状态；

C05～C07：为多步频率设定，利用C05～07可使喷泉实现逐步叠加，以用于追跑泉或高水柱喷泉，给人以视觉上的冲击效果。通常C05可设置为15，C06可设置为30，C07可设置为50；

P01：表示电机1的状态，当负载为潜水泵时，可设置其为2，当负载为减速机时，可设置为4。

4、变频器的连接

设计时，可将变频器的电源输入端L1、L2、L3直接接到控制柜中空气开关的输出端，而将变频器的U、V、W输出到水泵或摆动电机，同时将变频器的信号输入端11、12、13分别接到音乐信号处理系统的输出端。并将变频器的X1、X2、X3接到中间继电器的常开触点，这样，通过继电器就可在PLC、单片机或工控机的控制下，对音乐喷泉的水柱水型进行控制。具体连接如图2。

5、结束语

通过上述电路连接及功能设置，在音乐喷泉控制系统中，便可通过变频器来控制音乐信号的强弱，并将这种音乐信号的强弱变化完美地体现在喷泉水型高低及水型摆动的快慢上，从而给人以美的享受。

责任编辑：gt