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作者：拓豐舞臺(tái)
2023-06-30 15:40:48
江蘇大劇院包括2 280座的歌劇廳、1 001座的戲劇廳、1 505座的音樂(lè)廳和2 700座的大綜藝廳，還有760座的小綜藝廳以及附屬配套設(shè)施，可滿足歌劇、舞劇、話劇、戲曲、交響樂(lè)、曲藝和大型綜藝演出功能需求，具備接待世界一流藝術(shù)表演團(tuán)體演出的條件和能力，也是公眾的文化活動(dòng)場(chǎng)所。
1 歌劇廳舞臺(tái)機(jī)械構(gòu)成
江蘇大劇院歌劇廳舞臺(tái)為鏡框式舞臺(tái)，由主舞臺(tái)、左、右側(cè)舞臺(tái)及后舞臺(tái)構(gòu)成“品”字型平面結(jié)構(gòu)。臺(tái)口最大尺寸為18.4 m（寬）×12 m（高），主舞臺(tái)區(qū)進(jìn)深可根據(jù)劇情需求調(diào)整，通常為25 m，打開(kāi)后區(qū)防火幕，主舞臺(tái)表演區(qū)可延伸至35.4 m，從樂(lè)池到后舞臺(tái)區(qū)的最大進(jìn)深達(dá)57 m，舞臺(tái)總寬達(dá)68 m。
整個(gè)舞臺(tái)具有“升、降、推、拉、轉(zhuǎn)”等多種變換形式，舞臺(tái)機(jī)械設(shè)備縱剖面布置圖見(jiàn)圖1，使表演的藝術(shù)造型、層次、動(dòng)感更強(qiáng)。
臺(tái)下設(shè)備見(jiàn)圖2，主要包括6塊雙層可傾斜主升降臺(tái)、12塊側(cè)臺(tái)車臺(tái)和側(cè)臺(tái)補(bǔ)償升降臺(tái)、12塊側(cè)臺(tái)輔助升降臺(tái)、前后輔臺(tái)、存儲(chǔ)臺(tái)、后車臺(tái)、后轉(zhuǎn)臺(tái)、后圓環(huán)、后補(bǔ)臺(tái)、芭蕾臺(tái)、2塊樂(lè)池升降臺(tái)、1條樂(lè)池升降欄桿，3塊樂(lè)池座椅臺(tái)車等。
臺(tái)上設(shè)備見(jiàn)圖3，主要包括75道電動(dòng)吊桿、18道燈光吊桿（共6組，每組分左中右3根）、1道LED大屏吊桿、2套安全防火幕、14套自由單點(diǎn)吊機(jī)、大幕、二幕、假臺(tái)口等吊掛設(shè)備；在主舞臺(tái)兩側(cè)共有8道側(cè)吊桿、6道馬道吊桿、12套側(cè)燈光吊籠、2道后區(qū)側(cè)燈光吊桿，左右側(cè)舞臺(tái)上空各配置了6套裝景吊機(jī)；后舞臺(tái)上空設(shè)有14道后臺(tái)電動(dòng)吊桿續(xù)接主舞臺(tái)吊桿，滿足縱向布景等需要；臺(tái)口外設(shè)有1道臺(tái)口外字幕屏吊桿，22套臺(tái)口外單點(diǎn)吊機(jī)等，見(jiàn)圖1～圖3。
圖1 設(shè)備縱剖面布置圖
圖2 臺(tái)下設(shè)備平面布置圖
圖3 臺(tái)上設(shè)備平面布置圖
舞臺(tái)機(jī)械的性能在一定程度上主要取決于控制系統(tǒng)的性能?？刂葡到y(tǒng)的安全可靠性直接影響到舞臺(tái)機(jī)械的安全可靠性，其人機(jī)界面決定了操作的方便程度。劇廳舞臺(tái)機(jī)械控制系統(tǒng)采用了德國(guó)BBH舞臺(tái)技術(shù)有限公司的INTECON舞臺(tái)機(jī)械專用控制系統(tǒng)，其安全性符合歐洲最高級(jí)別安全性等級(jí)EN 61508的SIL3。
2 INTECON舞臺(tái)機(jī)械控制系統(tǒng)
INTECON舞臺(tái)機(jī)械專用控制系統(tǒng)以主控制臺(tái)、移動(dòng)控制臺(tái)、就地控制盤等作為操作平臺(tái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制；配置數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，通過(guò)混合型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在用戶層面進(jìn)行成組及組間的控制；在服務(wù)器層對(duì)驅(qū)動(dòng)器（軸控制單元、變頻器）層面進(jìn)行（舞臺(tái)機(jī)械超過(guò)200多個(gè)傳動(dòng)軸）驅(qū)動(dòng)和控制。系統(tǒng)構(gòu)架如圖4。
圖4 INTECON控制系統(tǒng)架構(gòu)
2.1
用戶層
系統(tǒng)操作站層可同時(shí)連接20個(gè)權(quán)限相等的各種形式的控制臺(tái)，根據(jù)需要，每個(gè)控制臺(tái)均可對(duì)臺(tái)上、臺(tái)下機(jī)械進(jìn)行控制，也可通過(guò)適當(dāng)?shù)膮?shù)設(shè)置屏蔽其他控制臺(tái)的功能。歌劇廳配置了主操臺(tái)、移動(dòng)操作臺(tái)、離線工作站、移動(dòng)安全控制器、大幕操作盤。
2.2
服務(wù)器層
系統(tǒng)配置2臺(tái)Show-controller主控制器，實(shí)現(xiàn)冗余配置。Show-controller在INTECON系統(tǒng)中是一個(gè)中央處理單元,原理圖見(jiàn)圖5。由DK（數(shù)據(jù)信號(hào)集中器）數(shù)據(jù)管理計(jì)算機(jī)和DP（驅(qū)動(dòng)處理器）組成。所有內(nèi)部和外部鏈（連）接均以以太網(wǎng)為基礎(chǔ)，以內(nèi)部交換機(jī)為條件。
圖5 Show-controller控制原理框圖
Show-controller的一個(gè)重要特征是有一個(gè)內(nèi)部以太網(wǎng)交換機(jī)，在網(wǎng)絡(luò)中所有外部和內(nèi)部數(shù)據(jù)均通過(guò)這個(gè)交換機(jī)舞臺(tái)機(jī)械，除所提供的可選的操作面板（臺(tái)）外，它還可以用作系統(tǒng)的外部處理（如工作站），另外，它可以通過(guò)ISDN實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程診斷。所有前面所述的數(shù)據(jù)都是以TCP/IP協(xié)議進(jìn)行處理。由于驅(qū)動(dòng)處理器的實(shí)時(shí)要求，系統(tǒng)這部分的數(shù)據(jù)是通過(guò)由BBH開(kāi)發(fā)的特殊的協(xié)議（DB×SAVENET）進(jìn)行處理。反過(guò)來(lái)，DK（數(shù)據(jù)信號(hào)集中器）主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和系統(tǒng)配置的管理和組織。
2.3
驅(qū)動(dòng)層
驅(qū)動(dòng)層主要器件是BBH軸控制器、SEW公司MDX61系列變頻器。
（1）軸控制器（Axis Controller），一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)設(shè)備的可編程控制器，是專門用于舞臺(tái)機(jī)械的控制器，見(jiàn)圖6、圖7。軸控制器的應(yīng)用不但增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性、大大縮短了調(diào)試時(shí)間，而且也方便了調(diào)試和維修。為了遵守DIN-0801標(biāo)準(zhǔn)，每個(gè)驅(qū)動(dòng)都由一個(gè)控制計(jì)算機(jī)與一個(gè)監(jiān)控計(jì)算機(jī)控制。此外，這個(gè)雙重系統(tǒng)具有不同的性質(zhì)?？刂朴?jì)算機(jī)與監(jiān)控計(jì)算機(jī)所用的不是同一個(gè)處理器，因此，兩個(gè)系統(tǒng)的相互作用消除系統(tǒng)的錯(cuò)誤，另外還集成典型的安全設(shè)備元件，如雙口存儲(chǔ)器或一個(gè)特殊的看門狗回路。
圖6 軸控制器外觀
圖7 軸控制器原理圖
軸控制器采用鐵殼封裝，即使在很接近變頻器或其他開(kāi)關(guān)裝置情況下，也具有極強(qiáng)的抗干擾性，控制和信號(hào)連接位于設(shè)備正面，狀態(tài)LED燈及一個(gè)7段顯示器為調(diào)試和維修提供技術(shù)幫助。
為了處理更多的信號(hào)，軸控制器還備有足夠的模擬和數(shù)字輸入輸出信號(hào)接口，這些信號(hào)兼容各國(guó)特定的安全信號(hào)或在臺(tái)下設(shè)備中經(jīng)常出現(xiàn)的各類系統(tǒng)所特有的信號(hào)。
（2）變頻器采用智能矢量變頻器，帶有安全扭矩關(guān)斷（STO）功能，通過(guò)硬線接受控制指令，驅(qū)動(dòng)調(diào)速設(shè)備。其主要特點(diǎn)有：
? 在電機(jī)速度為零時(shí)，其輸出轉(zhuǎn)矩可達(dá)額定轉(zhuǎn)矩的150%；
? 其閉環(huán)運(yùn)行能達(dá)到1:800的調(diào)速比。
軸控制器、變頻器通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)編碼器提供增量TTL、絕對(duì)值SSI信號(hào)，完成速度閉環(huán)、定位功能。
（3）網(wǎng)絡(luò)：INTECON系統(tǒng)采用以太網(wǎng)傳送數(shù)據(jù)，高速以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳送，保證了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，以達(dá)到設(shè)備運(yùn)行的同步，每個(gè)軸控制器與網(wǎng)絡(luò)均為雙路連接，網(wǎng)絡(luò)部件為冗余配置，當(dāng)任何部件故障時(shí)，網(wǎng)絡(luò)均能繼續(xù)運(yùn)行。
（4）遠(yuǎn)程維護(hù)：運(yùn)行過(guò)程中的任何錯(cuò)誤均可由主控制器、軸控制器的檢測(cè)系統(tǒng)來(lái)診斷故障部位。工程技術(shù)人員可以通過(guò)ISDN進(jìn)入INTECON系統(tǒng)對(duì)舞臺(tái)機(jī)械進(jìn)行有效的遠(yuǎn)程檢測(cè)、診斷并快速修復(fù)，系統(tǒng)的安全防護(hù)和授權(quán)限制保證只有授權(quán)者才有權(quán)遠(yuǎn)程訪問(wèn)系統(tǒng)。
3 控制系統(tǒng)描述
INTECON舞臺(tái)機(jī)械專用控制系統(tǒng)是一個(gè)全面解決舞臺(tái)設(shè)備控制的方案。主控制系統(tǒng)提供正常情況下的全功能控制與操作，包括單體設(shè)備的控制、設(shè)備聯(lián)鎖、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視、預(yù)選擇設(shè)備、設(shè)定運(yùn)動(dòng)參數(shù)、編組運(yùn)行、場(chǎng)景記憶、場(chǎng)景序列、故障診斷、系統(tǒng)維護(hù)、操作向?qū)У?，主要操作包括屏幕窗口、圖形、表格方式結(jié)合功能鍵盤或鼠標(biāo)，并有適當(dāng)?shù)氖謩?dòng)介入功能；可靈活進(jìn)行返回、重復(fù)、跳躍和連續(xù)運(yùn)行等操作。
為了充分滿足裝臺(tái)、排練、演出等各種控制與操作要求，主控制系統(tǒng)的操作設(shè)備是多個(gè)操作臺(tái)的組合，包括：主操作臺(tái)、移動(dòng)式操作盤，以方便在主控制室、舞臺(tái)臺(tái)面、臺(tái)下、各層天橋等不同位置完成對(duì)設(shè)備運(yùn)動(dòng)的監(jiān)控。
4 控制系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備與控制方案
4.1
現(xiàn)場(chǎng)傳感器
現(xiàn)場(chǎng)傳感器指獨(dú)立安裝在現(xiàn)場(chǎng)的用于檢測(cè)速度、位置、限位、負(fù)載以及其他信號(hào)的專用器件或裝置，包括速度閉環(huán)增量編碼器、位置測(cè)量拉線編碼器或測(cè)距機(jī)構(gòu)、稱重的載荷傳感器、各設(shè)備限位開(kāi)關(guān)、安全門開(kāi)關(guān)、防剪切開(kāi)關(guān)等。
4.1.1 速度、位置連續(xù)檢測(cè)裝置
速度連續(xù)檢測(cè)裝置一般安裝在傳動(dòng)軸上，選用增量型旋轉(zhuǎn)編碼器，其解相度通常為1 024 p（脈沖）/r（圈）。安裝增量編碼器的設(shè)備有主升降臺(tái)、側(cè)車臺(tái)、后車臺(tái)、芭蕾臺(tái)，臺(tái)上吊桿類設(shè)備。增量編碼器是速度閉環(huán)控制關(guān)鍵元件，見(jiàn)圖8，選用瑞士ELCO公司產(chǎn)品，臺(tái)下升降臺(tái)采用EC-120RP，其他采用EC100RP。
圖8 增量型旋轉(zhuǎn)編碼器
位置連續(xù)檢測(cè)裝置一般安裝在傳動(dòng)裝置側(cè)或能反映舞臺(tái)機(jī)械設(shè)備實(shí)際運(yùn)行位置的地方，選用解相度通常為10 p（脈沖）/mm（舞臺(tái)機(jī)械設(shè)備的行程）增量型旋轉(zhuǎn)編碼器或絕對(duì)值型旋轉(zhuǎn)編碼器。圖9顯示組合編碼器+拉繩機(jī)構(gòu)，組成拉線編碼器。
圖9 組合編碼器+拉繩機(jī)構(gòu)圖
拉線編碼器是由拉線機(jī)構(gòu)和編碼器組成，多用在臺(tái)下設(shè)備主升降臺(tái)、樂(lè)池升降臺(tái)，拉線編碼器采用ELCO的LD-15000-AR-EAMM 58系列，配套編碼器是絕對(duì)值編碼器，信號(hào)接口SSI。
臺(tái)上位置檢測(cè)裝置安裝在卷筒傳動(dòng)軸上，采用ELCO EAMM 58系列絕對(duì)值編碼器，信號(hào)接口SSI。
4.1.2 限位檢測(cè)裝置
臺(tái)上限位開(kāi)關(guān)選用美國(guó)SUNSr SN5108 RD：將凸輪開(kāi)關(guān)與吊桿卷筒軸相連，凸輪開(kāi)關(guān)包含四副觸點(diǎn)，兩副進(jìn)主控制系統(tǒng)，做限位、極限保護(hù)，兩副進(jìn)緊急驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，行程保護(hù)作用。
臺(tái)下限位開(kāi)關(guān)選用美國(guó)SUNSrSN5108 RD：臺(tái)下設(shè)備多在適當(dāng)位置安裝直接撞擊式限位開(kāi)關(guān)，限位開(kāi)關(guān)一般為擺臂式觸發(fā)開(kāi)關(guān)。
4.1.3 防剪切檢測(cè)裝置
臺(tái)下升降臺(tái)邊沿以及和升降臺(tái)相鄰的固定邊多配置安全邊保護(hù)裝置。此裝置是由安全條和緩沖裝置組成，安全條內(nèi)部是由2條銅導(dǎo)體組成，當(dāng)其受擠壓，銅導(dǎo)體導(dǎo)通，給控制系統(tǒng)發(fā)送信號(hào)。
防剪切開(kāi)關(guān)包括：運(yùn)動(dòng)的升降臺(tái)（或升降臺(tái)組）與靜止臺(tái)之間產(chǎn)生的剪切、同向運(yùn)動(dòng)的兩升降臺(tái)之間由追越產(chǎn)生的剪切、相向運(yùn)動(dòng)的兩升降臺(tái)之間產(chǎn)生的剪切。
運(yùn)動(dòng)的升降臺(tái)（或升降臺(tái)組）與靜止臺(tái)之間產(chǎn)生剪切時(shí)，運(yùn)動(dòng)升降臺(tái)立即停車；同向運(yùn)動(dòng)的兩升降臺(tái)之間，因產(chǎn)生剪切或相向運(yùn)動(dòng)升降臺(tái)產(chǎn)生剪切時(shí)，按照編組設(shè)備事故處理的原則，立即停止所有運(yùn)動(dòng)的升降臺(tái)。設(shè)備（或設(shè)備組）的再次啟動(dòng)，只能向減小事故即“反剪切”的方向運(yùn)動(dòng)。
4.1.4 側(cè)車臺(tái)防擠壓（碰撞）開(kāi)關(guān)
在車臺(tái)兩端設(shè)置鉸鏈檔板和擺臂式行程開(kāi)關(guān)，當(dāng)車臺(tái)前進(jìn)或后退遇障礙物，檔板遇阻沿鉸鏈軸轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，觸發(fā)行程開(kāi)關(guān)動(dòng)作。
控制系統(tǒng)在車臺(tái)前端安裝無(wú)線發(fā)射器，無(wú)線接收器安裝在側(cè)輔臺(tái)處。前述行程開(kāi)關(guān)動(dòng)作后，觸發(fā)無(wú)線發(fā)射器發(fā)射信號(hào)，無(wú)線接收器接收信號(hào)后其繼電器動(dòng)作，繼電器觸點(diǎn)信號(hào)進(jìn)PLC輸入點(diǎn)。通過(guò)軟件編程，發(fā)出停止命令，側(cè)車臺(tái)變頻器緊急停止。
4.2
變頻控制系統(tǒng)
通過(guò)以太網(wǎng)接受控制指令，驅(qū)動(dòng)調(diào)速設(shè)備。臺(tái)上變頻控制柜44臺(tái)，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)吊桿、燈桿、側(cè)吊桿、后吊桿、單點(diǎn)吊機(jī)等；臺(tái)下變頻柜18臺(tái)，驅(qū)動(dòng)主升降臺(tái)、側(cè)車臺(tái)、后車臺(tái)（含轉(zhuǎn)臺(tái)、圓環(huán)）、芭蕾臺(tái)。臺(tái)上變頻控制柜見(jiàn)圖10，臺(tái)下變頻控制柜見(jiàn)圖11。
圖10 臺(tái)上變頻控制柜框圖
圖11 臺(tái)下變頻控制柜框圖
4.3
定速設(shè)備控制柜
軸控制器或PLC從站通過(guò)以太網(wǎng)接受控制指令，通過(guò)直流接觸器驅(qū)動(dòng)定速設(shè)備。軸控制器定速設(shè)備控制柜見(jiàn)圖12，PLC控制定速設(shè)備控制柜見(jiàn)圖13。
圖12 定速設(shè)備控制柜框圖
圖13 PLC定速設(shè)備控制柜框圖
4.4
速度偏差保護(hù)、超過(guò)同步誤差時(shí)的防護(hù)
機(jī)械設(shè)備驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能自動(dòng)識(shí)別不允許的、會(huì)造成危險(xiǎn)狀態(tài)的速度偏差。當(dāng)達(dá)到規(guī)定的速度偏差值時(shí)；在異步關(guān)聯(lián)運(yùn)動(dòng)中（相當(dāng)于安全型編組），組內(nèi)設(shè)備以復(fù)雜的速度、行程等參數(shù)組合運(yùn)行，操作的失誤將導(dǎo)致場(chǎng)景及設(shè)備碰撞或損壞等危險(xiǎn)情況。速度、位置控制是舞臺(tái)機(jī)械重要控制項(xiàng)，精確實(shí)現(xiàn)速度、位置控制，即可完成速度偏差保護(hù)。
INTECON控制系統(tǒng)由以下三個(gè)重要環(huán)節(jié)保證。
異步關(guān)聯(lián)運(yùn)動(dòng)、高速監(jiān)控組通過(guò)上述硬件配置和DP、DB運(yùn)算處理，通過(guò)快速實(shí)時(shí)的通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)速度偏差保護(hù)。速度偏差到達(dá)一定范圍后，超過(guò)同步誤差停止編組運(yùn)行。
4.5
超行程（緊急限位）開(kāi)關(guān)
舞臺(tái)機(jī)械是要在一定空間范圍內(nèi)運(yùn)行的，任何超出行程范圍的運(yùn)行對(duì)設(shè)備自身或周邊設(shè)備都是風(fēng)險(xiǎn)，所以舞臺(tái)機(jī)械系統(tǒng)會(huì)設(shè)置軟限位、行程限位、超行程限位，更有機(jī)械限制等保護(hù)措施。歌劇廳超行程限位在電氣控制系統(tǒng)中作如下處理。
（1）調(diào)速設(shè)備：所有調(diào)速設(shè)備的驅(qū)動(dòng)層均配置變頻器、軸控制器，所有運(yùn)行、安全管理都是由軸控制器完成，變頻器執(zhí)行，軸控制器有安全型輸入電路，該電路串聯(lián)了幾類重要的保護(hù)開(kāi)關(guān)，這一電路稱“安全鏈”，超行程開(kāi)關(guān)是“安全鏈”中一環(huán)。當(dāng)超程開(kāi)關(guān)激活后，“安全鏈”斷開(kāi)，軸控制器發(fā)緊急停止命令關(guān)斷變頻器“STO”，舞臺(tái)機(jī)械“0”類停車。
（2）定速設(shè)備：所有定速設(shè)備的驅(qū)動(dòng)層均配置了主接觸器、正反轉(zhuǎn)接觸器，所有運(yùn)行、安全管理都是由安全型PLC（非標(biāo)準(zhǔn)PLC）完成，雙接觸器執(zhí)行，安全型PLC有安全型輸入模塊，超行程開(kāi)關(guān)是由安全型PLC輸入模塊處理信號(hào)，當(dāng)超程開(kāi)關(guān)激活后，由安全型PLC、安全型輸出模塊發(fā)緊急停止命令關(guān)斷接觸器線圈電壓，舞臺(tái)機(jī)械“0”類停車。
4.6
超速保護(hù)
超速保護(hù)是基于主控制器、軸控制器、變頻器、編碼器系列配置完成的速度控制保護(hù)功能，在主控制器、軸控制器、變頻器內(nèi)均可設(shè)定速度閥值，如1.25倍，在故障情況下，當(dāng)設(shè)備驅(qū)動(dòng)裝置的速度超過(guò)額定速度并達(dá)到1.25倍額定速度時(shí)，設(shè)備會(huì)立即停止，同時(shí)切斷制動(dòng)器電源，“0”類停車。
4.7
設(shè)備聯(lián)鎖
容易產(chǎn)生危險(xiǎn)又相互關(guān)聯(lián)的設(shè)備，屬于異步關(guān)聯(lián)（連鎖性）編組，它們只能按一定的聯(lián)鎖關(guān)系運(yùn)動(dòng)。不滿足聯(lián)鎖關(guān)系，設(shè)備不能運(yùn)動(dòng)，以免發(fā)生危險(xiǎn)。如側(cè)車臺(tái)與輔助升降臺(tái)、主升降臺(tái)的聯(lián)鎖運(yùn)動(dòng)，車載轉(zhuǎn)臺(tái)與前、后輔助升降臺(tái)、主升降臺(tái)的聯(lián)鎖運(yùn)動(dòng)，防護(hù)門、鎖緊裝置與主升降臺(tái)的聯(lián)鎖運(yùn)動(dòng)等通過(guò)PLC軟件編程滿足要求。
進(jìn)出樂(lè)池的門與樂(lè)池升降臺(tái)的聯(lián)鎖關(guān)系，演員升降小車與演員活門的聯(lián)鎖，目前國(guó)外、國(guó)內(nèi)做法會(huì)有差別。國(guó)外劇場(chǎng)，多是設(shè)置電磁門鎖，電磁門鎖分彈簧鎖定型和電磁鎖定型。江蘇大劇院歌劇廳采用設(shè)計(jì)安裝門檢測(cè)開(kāi)關(guān)，開(kāi)門/關(guān)門信號(hào)由PLC I/O數(shù)字采集模塊采集，PLC中央控制器處理，軟件編制時(shí)，將設(shè)備相關(guān)的安全信號(hào)與聯(lián)動(dòng)中的安全因素，關(guān)聯(lián)為該設(shè)備允許運(yùn)行的前提舞臺(tái)機(jī)械，不滿足關(guān)聯(lián)條件，如門開(kāi)，安全繼電器會(huì)關(guān)斷軸控制器安全鏈。
如演員活門是手動(dòng)，就不存在和演員升降小車連鎖控制。
4.8
聯(lián)鎖取消
INTECON控制系統(tǒng)設(shè)置了聯(lián)鎖取消功能，用于緊急情況事故處理或維護(hù)使用。通過(guò)控制柜內(nèi)兩組開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)，一組取消后車臺(tái)位置聯(lián)鎖，另一組取消其他臺(tái)下設(shè)備之間的聯(lián)鎖。聯(lián)鎖取消是一種危險(xiǎn)的操作方式，取消前必須經(jīng)人工安全確認(rèn)，并有專人監(jiān)護(hù)。
4.9
載荷測(cè)定和超載保護(hù)
載荷測(cè)定系統(tǒng)將測(cè)量到的實(shí)際有效載荷值傳輸?shù)娇刂婆_(tái)，控制臺(tái)顯示數(shù)據(jù)供操作人員參考。
分析裝置和控制系統(tǒng)將確保在120%額定載荷（過(guò)載）時(shí)關(guān)閉驅(qū)動(dòng)。一旦過(guò)載，將立即停止機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)（過(guò)載檢測(cè)后的允許行程：最大0.50 m）。關(guān)閉驅(qū)動(dòng)后，可以將其移回至安全位置（例如：載荷釋放）。
載荷測(cè)定是對(duì)升降設(shè)備的載荷測(cè)定，用于考核設(shè)備的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、制動(dòng)裝置、傳動(dòng)系統(tǒng)、支撐和承載結(jié)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)和靜止?fàn)顟B(tài)下負(fù)載能力的考核，分機(jī)械性能測(cè)試和電氣性能測(cè)試，電氣測(cè)試包括制動(dòng)器測(cè)試、電氣載荷傳感器或電流保護(hù)功能測(cè)試。
（1）升降臺(tái)載荷測(cè)試
如圖14 ， 升降臺(tái)有四個(gè)提升點(diǎn), 升降臺(tái)載荷等于Load1+Load2+Load3+Load4，在控制上Load1、Load2一并接入左側(cè)驅(qū)動(dòng)載荷變送器、左側(cè)軸控制器，Load3、Load4一并接入右側(cè)驅(qū)動(dòng)載荷變送器、右側(cè)軸控制器，可滿足偏載測(cè)量。
圖14 升降臺(tái)載荷示意圖
（2）吊桿、燈桿載荷測(cè)試
圖15為吊桿、燈桿載荷測(cè)試方案圖。力學(xué)分析：卷筒和減速機(jī)是一體。圖示“S”型傳感器受拉力，根據(jù)力矩平衡、力臂長(zhǎng)度關(guān)系，可計(jì)算出吊桿的重量。
圖15 吊桿載荷示意圖
傳感器信號(hào)經(jīng)變送器、軸控制器處理，可在操作臺(tái)界面顯示吊桿掛重荷載。稱重傳感器信號(hào)參與控制，確保在120%額定載荷（過(guò)載）時(shí)關(guān)閉驅(qū)動(dòng)。一旦過(guò)載，立即停止機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)（過(guò)載檢測(cè)后的允許行程：最大0.50 m）。關(guān)閉驅(qū)動(dòng)后，可以將其移回至安全位置（例如：載荷釋放）。
如果沒(méi)有載荷測(cè)定系統(tǒng)設(shè)備，也可通過(guò)測(cè)定電流來(lái)切斷過(guò)載。
5 結(jié)束語(yǔ)
舞臺(tái)機(jī)械控制系統(tǒng)是保證舞臺(tái)機(jī)械穩(wěn)定、安全和可靠運(yùn)轉(zhuǎn)的核心系統(tǒng)之一，它所具備的功能是以確保演職人員、劇場(chǎng)管理和操作人員的安全以及舞臺(tái)機(jī)械設(shè)備、演出場(chǎng)景的安全為前提，它的所有工作都是為舞臺(tái)機(jī)械的安全運(yùn)行服務(wù)。江蘇大劇院歌劇廳設(shè)計(jì)采用了德國(guó)BBH INTECON控制系統(tǒng)，符合歐洲安全等級(jí)SIL3。主控制器與現(xiàn)場(chǎng)交換機(jī)、軸控制器通信采用雙回路100M工業(yè)以太網(wǎng)，每臺(tái)設(shè)備兩根網(wǎng)線冗余配置，實(shí)現(xiàn)安全可靠、快速實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸。自2018年3月正式試運(yùn)行以來(lái)，特別是5.19大型綜藝晚會(huì)“家在江蘇”，整個(gè)演出過(guò)程調(diào)用了歌劇廳舞臺(tái)機(jī)械的全部功能，所有的舞臺(tái)機(jī)械設(shè)備都在演出中扮演了角色，出色地完成了任務(wù)，體現(xiàn)了INTECON控制系統(tǒng)的先進(jìn)性、安全性、可靠性；同時(shí)整個(gè)系統(tǒng)經(jīng)中國(guó)藝術(shù)科技研究所國(guó)家舞臺(tái)設(shè)備檢測(cè)中心整體測(cè)試后全部合格，達(dá)到了設(shè)計(jì)方與業(yè)主方的技術(shù)要求。
選自《演藝科技》2019年第2期蔡建清《江蘇大劇院歌劇廳舞臺(tái)機(jī)械控制系統(tǒng)》，轉(zhuǎn)載請(qǐng)標(biāo)注：演藝科技傳媒。更多詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)參閱《演藝科技》。
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