噴泉在城市和社區(qū)環(huán)境建設(shè)中起著及其重要的作用。噴泉工程和高新技術(shù)的結(jié)合也使得噴泉的形式更加多樣化，實(shí)現(xiàn)效果更加多彩迷人。其中，音樂(lè)噴泉系統(tǒng)以聲、光、水、火、電、色、形俱美，實(shí)現(xiàn)了獨(dú)特的藝術(shù)效果，已經(jīng)成為城市景觀建設(shè)和表演劇場(chǎng)的重要組成部分，婀娜多姿、賞心悅目，可激起人們的沉思、詠嘆、驚喜、雀躍的情緒，并從中獲得水美的藝術(shù)享受。目前，很多廣場(chǎng)或公園或酒店或景區(qū)，以及戶外演出中也采用音樂(lè)噴泉景觀設(shè)計(jì)，各類(lèi)花樣的噴泉、彩色的燈光和優(yōu)美的音樂(lè)形成一幅怡人的夜景，從而吸引著人們的目光，尤其在炎熱的夏季，令人流連忘返。

      園林中的噴泉，一般是為了滿足造景的需要而進(jìn)行人工建造的具有裝飾性的噴水裝置。此類(lèi)噴泉可以濕潤(rùn)周?chē)諝?、減少塵埃、降低氣溫。噴泉的細(xì)小水珠與空氣分子撞擊，能產(chǎn)生大量的負(fù)氧離子。因此，噴泉有益于改善城市面貌和增進(jìn)居民身心健康。目前，城市化的發(fā)展及景觀建設(shè)的需要，使得音樂(lè)噴泉系統(tǒng)日漸被推廣應(yīng)用。

      噴泉是一種將水在一定壓力下通過(guò)噴頭噴灑出來(lái)具有特定形狀的形態(tài)。提供水壓的一般為水泵?？傮w來(lái)說(shuō)，噴泉景觀可以分為兩大類(lèi)：一是因地制宜，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地形結(jié)構(gòu)，仿照天然水景制作而成，如壁泉、涌泉、霧泉、管流、溪流、瀑布、水簾、跌水、水濤、漩渦等；二是完全依靠噴泉設(shè)備人工造景，這類(lèi)水景近年來(lái)在各個(gè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，發(fā)展迅速、種類(lèi)繁多，有音樂(lè)噴泉、程控噴泉、擺動(dòng)噴泉、跑動(dòng)噴泉、光亮噴泉、游樂(lè)噴泉、超高噴泉、舞臺(tái)水簾幕、激光水幕電影等。

      普通的音樂(lè)噴泉系統(tǒng)主要由音頻控制系統(tǒng)、水路控制系統(tǒng)、燈光控制系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)構(gòu)成。音頻控制系統(tǒng)包括播放器、放大器、功率放大器、揚(yáng)聲器、音柱等；水路控制系統(tǒng)主要由噴泉控制器、變頻器、水泵、多功能調(diào)節(jié)閥、噴頭和供水管網(wǎng)組成；燈光控制系統(tǒng)包括各種燈具、燈具控制軟件系統(tǒng)、燈光控制回路系統(tǒng)等；電氣控制系統(tǒng)包括弱電控制回路、強(qiáng)電系統(tǒng)、水泵、噴嘴等硬件。

      控制回路包括觸發(fā)開(kāi)關(guān)、集成控制芯片、音樂(lè)輸出回路、水泵驅(qū)動(dòng)回路和燈光顯示回路。觸發(fā)開(kāi)頭連接在集成控制芯片的觸發(fā)輸入端，音樂(lè)輸出回路、水泵驅(qū)動(dòng)回路和燈光顯示回路分別連接在集成控制芯片的各對(duì)應(yīng)輸出端。通過(guò)觸發(fā)開(kāi)關(guān)觸發(fā)集成控制芯片工作，使集成控制芯片輸出音頻信號(hào)至音樂(lè)輸出回路播放音樂(lè)，同時(shí)，分別輸出一個(gè)穩(wěn)定脈沖和一個(gè)根據(jù)音樂(lè)旋律和節(jié)奏而同步變化的脈沖至電機(jī)放大電路，得到疊加的變化電流，通過(guò)此電流來(lái)控制水泵電機(jī)，從而驅(qū)動(dòng)水泵隨著音樂(lè)的變化而改變抽水高度。將音樂(lè)的節(jié)奏和強(qiáng)度轉(zhuǎn)變?yōu)榭刂菩盘?hào)，此信號(hào)再控制一個(gè)電壓控制器件，電源經(jīng)過(guò)該電壓控制器件后，輸出電壓也隨音樂(lè)的變化而改變，進(jìn)而控制水泵電機(jī)。改變頻率就改變了電機(jī)的轉(zhuǎn)速，也就改變了水泵的壓力。音樂(lè)的不同頻率經(jīng)集成控制芯片處理送到變頻電機(jī)的控制端，使得電機(jī)轉(zhuǎn)速隨著音樂(lè)的音調(diào)、節(jié)奏和強(qiáng)弱有所變化，水泵的壓力隨之變化，噴岀的水柱就有了高低變化，在同一時(shí)間由幾套設(shè)備對(duì)多組噴嘴實(shí)施控制。音樂(lè)噴泉控制系統(tǒng)如圖1 所示。

      音樂(lè)噴泉控制系統(tǒng)是集聲、光、水、火、電于一體的復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)。隨著變頻調(diào)速技術(shù)的不斷推廣，水泵專(zhuān)用變頻器已被廣泛用于水泵控制，音樂(lè)噴泉系統(tǒng)中需要采用大量的水泵來(lái)控制噴泉循環(huán)水，根據(jù)水泵工作特性知道泵的流量與泵轉(zhuǎn)速成比例關(guān)系，通過(guò)調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速可直接控制水泵的流量。音樂(lè)噴泉系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)噴泉水量實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，因此，變頻調(diào)速技術(shù)更適合在音樂(lè)噴泉系統(tǒng)中使用。此外，根據(jù)水泵特性知道，采用變頻調(diào)速技術(shù)具有一定的節(jié)能效果，這也是變頻器在音樂(lè)噴泉控制系統(tǒng)中得以推廣應(yīng)用的原因。隨著音樂(lè)噴泉應(yīng)用不斷推廣，各種噴泉專(zhuān)用控制器也不斷完善。噴泉控制器或跑泉控制器具有多功能開(kāi)關(guān)量輸出、標(biāo)準(zhǔn)模擬量輸出及內(nèi)置通信接口電路，可通過(guò)RS-485或總線方式與上位機(jī)進(jìn)行通信，其輸出的標(biāo)準(zhǔn)電流或電壓信號(hào)可作為變頻器調(diào)速給定信號(hào)，結(jié)合音樂(lè)噴泉專(zhuān)用變頻器的特有功能可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制。

     當(dāng)音樂(lè)信號(hào)比較低時(shí)，在潛水泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，電路輸出控制信號(hào)通過(guò)固態(tài)繼電器打開(kāi)泄水閥，減小管道壓力，從而降低噴水高度；而音樂(lè)信號(hào)比較強(qiáng)時(shí)，泄水閥被關(guān)閉，管道保持正常的壓力，水噴得比較高。這樣，電磁閥在音樂(lè)信號(hào)控制下時(shí)開(kāi)時(shí)閉、管道壓力不停變化，水花上下跳躍，形成泄水型音樂(lè)噴泉。

    當(dāng)音樂(lè)信號(hào)達(dá)到一定幅度時(shí)，電路輸出控制信號(hào)通過(guò)固態(tài)繼電器啟動(dòng)潛水泵噴水，信號(hào)低于一定幅度電路無(wú)輸出，潛水泵斷電停止噴水，這樣，潛水泵在音樂(lè)信號(hào)的控制下時(shí)噴時(shí)斷、水花上下跳躍，形成給水型音樂(lè)噴泉。

    音樂(lè)噴泉系統(tǒng)的控制

    控制系統(tǒng)的原理是通過(guò)集成控制芯片中的匯編程序?qū)?jīng)A/D轉(zhuǎn)換的音頻信號(hào)進(jìn)行采樣和處理，分級(jí)控制單相電動(dòng)機(jī)，最終達(dá)到控制噴頭流量的方法。采用程序控制或人工按鍵控制電磁閥來(lái)控制花型。音頻信號(hào)還用于控制燈光色彩和光線明暗的變化，從而使燈光效果和噴泉水姿隨音樂(lè)節(jié)奏而變化。音樂(lè)噴泉是由電腦控制聲、光及噴孔組合而產(chǎn)生不同形狀、不同色彩、配合音樂(lè)節(jié)奏而構(gòu)成的綜合水景。水的形態(tài)會(huì)隨著聲音的抑揚(yáng)頓挫而變化，加上燈光的照射，可以形成舞姿優(yōu)美、色彩斑斕的多樣噴泉。音頻控制系統(tǒng)大多系統(tǒng)采用多媒體PC通過(guò)上位機(jī)程序播放音樂(lè)。

     在噴泉系統(tǒng)的控制方面，噴泉水泵目前已采用變頻調(diào)速技術(shù)，實(shí)現(xiàn)水泵無(wú)級(jí)調(diào)速，能根據(jù)音頻信號(hào)的強(qiáng)弱隨時(shí)調(diào)節(jié)水泵速度，多功能閥及萬(wàn)向噴頭由噴泉專(zhuān)用控制器控制，可根據(jù)設(shè)定程序?qū)崿F(xiàn)各種圖案和形狀。音樂(lè)噴泉控制系統(tǒng)是集音頻控制技術(shù)、程序控制技術(shù)于一體的控制系統(tǒng)，屬于一種工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)，其上位機(jī)大多采用多媒體工業(yè)PC機(jī)組成，可實(shí)現(xiàn)全程實(shí)時(shí)音控，能根據(jù)樂(lè)曲旋律、節(jié)奏和音頻的強(qiáng)弱程度控制噴泉系統(tǒng)，其電氣控制系統(tǒng)主要有以下三種形式：

·         集中式控制：集中式控制系統(tǒng)采用放射型結(jié)構(gòu)，能滿足控制室離水池較近，規(guī)模較小，花型變化較少的音樂(lè)噴泉。

·         現(xiàn)場(chǎng)總線式控制： 現(xiàn)場(chǎng)總線是一種串行數(shù)據(jù)通信鏈路，實(shí)現(xiàn)噴泉現(xiàn)場(chǎng)基本控制設(shè)備與上級(jí)控制設(shè)備之間的聯(lián)系?，F(xiàn)場(chǎng)總線式的優(yōu)點(diǎn)有：一條傳輸線可控制多臺(tái)設(shè)備，控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單，安裝和維護(hù)容易；采用數(shù)字通信技術(shù)，抗干擾性強(qiáng)，精度高；控制功能分散到噴泉現(xiàn)場(chǎng)，提高了電控系統(tǒng)的可靠性和靈活性。

·         網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)總線式控制：網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)總線結(jié)構(gòu)與現(xiàn)場(chǎng)總線相似，性能優(yōu)于后者，網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)總線屬于分布式控制系統(tǒng)，電控系統(tǒng)運(yùn)行速度更快，達(dá)到音樂(lè)噴泉實(shí)時(shí)控制的要求，穩(wěn)定性也更好；網(wǎng)絡(luò)連接結(jié)構(gòu)種類(lèi)很多，能同時(shí)支持總線型和放射型，可采用混合結(jié)構(gòu)；網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)總線與現(xiàn)場(chǎng)總線主要差別是前者采用專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上各個(gè)設(shè)備之間的相互操作。