2021年7~8月间，协会舞台机械专委会对舞台机械行业主流厂商进行了专题远程调研，调研的目的是掌握行业发展的动态、了解企业对技术服务的需求、共享企业创新的成果。

调研的重点是近两年在抗疫的严峻形势下，企业克服重重困难，大力开展技术创新活动，以创新促发展，引领技术提升，稳住市场供求，进一步活跃民众健康的文化生活，所取得的一系列成果。

此次参与调研的业内主流企业有：浙江大丰实业股份有限公司、北京北特圣迪科技发展有限公司、北京金东高科科技有限公司、甘肃工大舞台技术工程有限公司、天津舞台科学技术研究所、北京秀域科技文化股份有限公司、广州格睿德工程技术有限公司、杭州子午舞台设计有限公司、成都炎兴自动化工程有限公司等九个单位。

九家企业都积极参与调研活动，进行了充分地研讨及总结，调研获得了大量详实的资料，充分展示了各个企业的技术创新成果。协会近期将择其要点，分篇章予以转载，供业内共享。

成都炎兴自动化工程有限公司近两年重点在旅游剧场、庆典活动以及流动演出中的舞台机械控制系统有显著的技术突破与提升。

《重庆·1949》堪称“中国旅游演艺的里程碑式项目”，使用大量最新演艺科技，用同一时间线下的多维度表现不同叙事场景融合推进的蒙太奇演绎空间意境，在立体时空光影中，呈现出极具震撼性的沉浸式体验。该项目台上台下共计有406台调速设备，另外定速和液压设备也接近100台，这对控制系统的处理能力和稳定性提出了很高的要求。

《重庆·1949》采用多维立体室内旋转舞台，整个舞台由5个可360°旋转的圆环组成，其中1、2、3环为核心表演及布景区域，4、5环则既是舞台也是观众席，演艺空间与观演空间交相穿插，观众与演出融为一体，经历一场身临其境的独特观演体验。5个旋转圆环台直径从20m、30m依次到60m，驱动每个圆环的电机数量依次是3台、9台、15台、21台、27台。为了确保圆环旋转位置的精确度，除驱动设备配备增量编码器，还在每个环形轨道上铺设条码带，读取绝对位置信息以实时修正运行数据。

台上设备主要有168台单点吊，2台大型环形灯架，25台三动作（平移、升降、旋转）威亚组成。悬浮在空中的28个屋顶，每个屋顶由6台单点吊悬吊，如此数量众多的单点吊同时启动时需要强大的控制系统处理能力，该项目中将168台设备分为2组，将处理负荷分散的同时运用先进的控制架构将不同分组中的设备无缝互联起来。环形灯架和三动作威亚采用5G无线通讯方式，环形灯架由于旋转会产生信号盲区，所以在这里使用多个无线AP形成信号漫游，即信号接收器在离开一个无线区域时，会自动连接下一个信号更强的路由器。 

图9-1、图9-2 重庆1949演出场景

设备特点：

• 同时运行的设备数量大，多数场景同时运行的设备数量超过400台。

• 无线通信数量巨大，台上的环形灯架、威亚设备均采用无线通信，台下转环上的可移动座椅设备、盖板等均采用无线控制，需考虑无线通信的实时性和稳定性。

• 采用物体编组方式，每个屋檐设备采用6台单点吊机来控制，由于屋檐在运行过程中需要变化不同的造型，传统的单点编程方式效率低，无法满足导演要求，采用物体编组方式直接输入物体的倾斜角度和高度。

• 采用摩擦轮的转台同步，每个转环均采用摩擦轮驱动，且需要的驱动电机也不同，同时最大线速度差异也很大，但很多场景需要转环的严格同步，采用传统的基于PLC的自动轨迹控制方式已无法满足此类应用，需手动进行设备的运行轨迹编程。

• 设备安全设置完整，在设计和实施过程中采用符合SIL3的安全设计，包括采用安全PLC模块进行安全输入采样和安全输出，采用双编码器设计进行编码器的双采样和分析比较，增加载荷传感器，用于过载和欠载检测。

• 设计有外部信号触发装置，方便和灯光音视频同步触发。

• 威亚小车运行防摇，威亚小车由于采用直轨自行走小车，小车速度快，启停须加入防摇，否则在设备运行过程中演员晃动影响演出效果。

第七届世界军人运动会开幕式文艺表演名为《和平的薪火》，分为上篇“泱泱华夏·生生不息”和下篇“路路相连·美美与共”，通过回溯历史，展现源远流长的华夏文明和博大精深的中国古代军事文化，及其为推动人类社会进步作出的重要贡献。炎兴自动化所提供的威亚系统参与了其中：和合之道、江山如画、丝绸之路、飞天仙女、星星之火、新的天地、梦想腾飞、点火仪式的表演。

图9-3、图9-4 武汉军运会会场与演出

整个表演包含64条索道和198个吊点，由于设备数量比较多，为方便拐角滑轮的布置，设备机房分南北塔分开布置。南北两个威亚塔直线距离超过400m，索道的垂直弧度超过10m，威亚小车行走越靠近南北威亚塔坡度越大。其中整场晚会威亚系统的重点和难点在“丝绸之路”这个节目，此节目将设备分为3组，一组是由12台滑车和22个吊点组合的超大丝绸；二组是4台滑车和4个吊点组合的布上商人；三组是8台滑车和8个吊点组合的飞天仙女。另外也有节目使用到安全编组的功能，即多个吊点同时吊挂同一个物体时，当组内吊机的位置偏差超限或者其中一台故障，组内所有的吊机都能安全停止来保证其吊挂的物体安全。例如星星之火：由15个固定吊点使用安全编组组合吊挂的整个雾森系统。梦想腾飞：由4个固定吊点使用安全编组组合吊挂的绿色大树。点火仪式：由8台滑车和16台吊机吊挂了8块彩幕，每块彩幕由2台吊机使用安全编组组合吊挂。

 在开幕式、文艺晚会、演唱会等流动演出业中，需舞台机械设备达到类似灯光音响设备即插即用的要求。传统方式采用PLC组态方式的机械控制系统，由于需要组态，一般就得软件人员到场进行临时编程，或把组态好的足够多的设备带到活动现场，而这种组态好的设备一般分为多个组，比如30台设备为一组，采用一个总控和操作台进行控制。但是此类应用对于特殊的要求有所不足，比如某个演出需采用多个设备的编组来操控或多个设备间存在安全互锁等使用情况，均无法很好的满足，不仅需携带大量的设备，还会带来操控方式的不便。

演出专用轴控制器则完全克服了上述缺点，系统通过分配IP地址后则可方便地根据项目需要进行扩展，强电和弱电通过接口实现即插即用，控制器同时集成强大的安全功能：

• 主控制器采用双CPU架构，对安全相关信号进行输入输出表决，有效降低安全风险。

• 控制器提供安全失效数字量输入（FSDI）,接入信号如限位信号、超程信号、松绳信号、乱绳信号、急停、过载信号、欠载信号、抱闸反馈信号、变频器正常信号、主接触器状态等反馈信号，所有点位都可灵活配置。

• 电机制动为双冗余控制，每个CPU控制一个安全失效继电器输出回路，释放时，制动器将制动。继电器采用安全继电器输出，即强制导向性继电器，防止触点粘连导致控制失效。同时，每路都提供制动器有效性信号反馈检查，接入安全失效数字量输入通道。

• 位置信号通过双编码器输入，支持1路增量式编码器加1路绝对值编码器或2路增量式编码器，分别送入CPU1和CPU2进行表决。同时每个信号通道以及电源都有监控电路反馈状态。

• 变频器通过模拟量给定控制变频器转速，并通过模拟量反馈来监控变频器执行情况。其中模拟量信号输出也带有输出诊断功能。

图9-5 轴控制器安全设计框图 

图9-6、图9-7、图9-8 演出应用

注：图9-6跨年晚会东方/湖南/浙江/央视、图9-7京东618/苏宁818/天猫双11、图9-8港澳台演唱会。

（来源：中国演艺设备技术协会）

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