0 引言

近年來，隨著城市建設的日新月異，城市的面貌、環(huán)境也在不斷的改善。大連作為遼寧省沿海經濟戰(zhàn)略的核心城市和東北三省的龍頭經濟特區(qū)，城市建設上也取得了舉世矚目的成就。現(xiàn)在的大連城市建設已不滿足于綠草鮮花，在音樂噴泉的建設上也走在了前列。

大連現(xiàn)在有人民廣場音樂噴泉、星海灣音樂噴泉、海軍廣場音樂噴泉等，其中，大連海軍廣場音樂噴泉效果最佳，造價最少，變化最復雜。從控制角度來看，大連人民廣場音樂噴泉和星海灣音樂廣場均采用進口變頻調速器來響應音樂電平的變化，而最大的最復雜的海軍廣場音樂噴泉采用的是普傳科技PI7000 系列高性能變頻調速器。從工程造價上來看，普傳變頻器的價格較進口品牌低1/3以上;從達到的噴泉效果上來看，人民廣場是平鋪線式，星海灣是簇擁式，海軍廣場則是以三維立體式的三個層面來表達音樂的魅力。

在廣場音樂噴泉中使用變頻器控制水泵進行動態(tài)的調節(jié)，從而達到通過不同的水柱水流表現(xiàn)出不同的音樂境界的目的。

1 控制原理實現(xiàn)

1.1 音樂噴泉簡介

大連海軍廣場的音樂噴泉設有各種水泵50臺，噴泉呈三維立體式分布的三個層面分別是：外圍水瀑層、中層水松層、中心高炮層。其中中心的高炮層可噴出高達30 m的水柱。設計要求浪花的噴涌要和音樂節(jié)奏步調一致，變頻器要能瞬時響應，同時要求系統(tǒng)滿足整套設備的調試和絕緣安全性能。

1.2 控制原理

音樂噴泉控制原理如圖1 所示。其控制原理是利用音樂的音頻信號對變頻器進行控制，即通過音樂電平對數(shù)字音樂信號進行解碼分解后，再轉換成4耀20 mA 標準模擬量信號送入變頻器模擬量輸入接口，通過此信號控制變頻器響應音樂的變化，再由變頻器輸出到相應并聯(lián)的泵群中，即可以實現(xiàn)音頻信號對變頻器的控制，從而達到水柱水流隨著音樂的變化而變化的目的。

該系統(tǒng)的水泵采用的是并聯(lián)運行，即幾臺甚至幾十臺泵并聯(lián)共用一臺變頻器。整個系統(tǒng)采用的是開環(huán)模擬量控制方式。

該控制系統(tǒng)分手動控制和自動控制兩種方式，模擬量控制信號線接1F、V3，同時設置外部的故障報警功能(監(jiān)控變頻器的工作情況)，外接燈光報警作控制開關用。

PI7000 變頻器系列運用先進的驅動控制技術———空間電壓矢量技術，采用32 位數(shù)字信號處理器(DSP)實現(xiàn)高性能控制，能配合負載水泵實現(xiàn)在最短時間內平穩(wěn)的加減速，可快速響應急速負載和及時檢測再生功率，從而實現(xiàn)無跳閘的自動加減速過程，在工作頻率1 Hz 左右時，能輸出150%的高起動轉矩，瞬時響應迅速。在功能上選擇普傳科技變頻器預先設定的七段速度運行和八段加速度運行程序，這一切功能非常適合于控制垂直噴泉變化大的控制要求。

1.3 安裝與調試

1)考慮到現(xiàn)場環(huán)境潮濕，所以變頻器與電機的連接采用比YZ 型更耐腐蝕和絕緣強度更高的YC4伊4 橡套電纜，對浸泡在水中的設備及電纜接頭均做了很好的防水處理。

2)現(xiàn)場布線采取動力線與信號線分開走，信號線采用屏蔽線，有效地解決了變頻器在工作時的相互干擾。

3)整個控制柜安裝在地下室，變頻器采用了可靠的接地保護，設置撥動開關的主要目的是為了方便現(xiàn)場操作和調試。

大連海軍廣場總共采用了44 臺普傳科技PI7000 系列通用型變頻器，其中132 kW 6臺、18.5 kW 10臺、5.5 kW 20臺、2.2 kW 8臺。

2 普傳科技變頻器簡介

PI7000 系列變頻器外觀如圖2所示。PI7000系列變頻器2006 年獲科技部“火炬計劃”，通過權威機構檢驗和省級科技成果鑒定被列為遼寧省科技成果轉化項目;被中國變頻器協(xié)會列為“行業(yè)應用手冊”推薦產品。2008 年應市場需求推出了基于PI7000 技術平臺的PI7800 變頻器，它應用先進的空間電壓矢量SPWM 控制技術，采用高性能的功率模塊和DSP 芯片，內置電流控制環(huán)，能夠實現(xiàn)高精度閉環(huán)控制，達到電壓和頻率輸出的高穩(wěn)定性和高精度要求。普傳科技全新的生產工藝和完備的檢測設備，保證了該產品在應用中更加穩(wěn)定可靠。

PI7000 系列變頻器的主要特點有：采用DSP(數(shù)字信號處理器)為核心的控制單元，實現(xiàn)高速高性能控制;集v/f 控制、v/f+PG 控制、矢量控制+PG等三種控制功能于一體;三種空間電壓矢量波形產生方式;具有死區(qū)補償功能，可實現(xiàn)低頻率大輸出轉矩;十種頻率設定方式，模擬端子可以接收0耀10 V、0~20 mA 之內的自定義范圍信號;可實現(xiàn)最多七段速度和八段加速度控制;有六路可編程輸出控制端子;內置PID功能，可實現(xiàn)高性能閉環(huán)控制;具有轉速追蹤啟動與斷電再恢復運行功能;強大的通信功能，支持標準的RS485與Can Bus，同時提供遠控鍵盤功能;人性化顯示菜單，中文液晶顯示，配以LED 顯示，同時顯示3 個狀態(tài)參數(shù);獨特的設計，使變頻器對電源的污染降到最低等。

PI7000 系列變頻器廣泛應用于機械、電子、冶金、石化、建材、化工、造紙、塑料、市政等工業(yè)和高科技領域的生產工藝調速和節(jié)能及自動化控制。

3 結語

該系統(tǒng)中變頻器的動態(tài)響應很快，基本上，當人耳一聽到音樂聲即可見到噴泉的浪花噴涌，而且隨著音樂的節(jié)奏變化噴泉能瞬時做出動態(tài)響應，達到了工作要求。海軍廣場的音樂曲目精選了四十種，無論是高亢的進行曲、浪漫的回旋曲還是纏綿的抒情曲都會在普傳變頻器的驅動下通過不同的水柱水流表現(xiàn)出不同的音樂境界。

在音樂噴泉中采用變頻器控制是非常好的應用案例，采用普傳科技變頻器，可以最少的造價達到最復雜的音樂噴泉的控制要求。