淺談舞臺(tái)機(jī)械控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則

畢高　戴明　朱宵　鄧煒

摘 要：隨著社會(huì)的進(jìn)步和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國(guó)民物質(zhì)生活日益富足，更加期待高質(zhì)量的文藝演出豐富我們的精神生活。而劇場(chǎng)有著設(shè)備復(fù)雜化和場(chǎng)景多樣化等特征，在演出過(guò)程中需要更換場(chǎng)景，以優(yōu)化演出效果，對(duì)于各類舞臺(tái)機(jī)械設(shè)備的高效控制便顯得至關(guān)重要。本文從國(guó)內(nèi)舞臺(tái)機(jī)械控制系統(tǒng)發(fā)展入手，探討了其主要功能與設(shè)計(jì)原則。

關(guān)鍵詞：舞臺(tái)機(jī)械;控制系統(tǒng);設(shè)計(jì)原則

舞臺(tái)機(jī)械控制系統(tǒng)的主要作用在于對(duì)文化節(jié)目演出過(guò)程中所需應(yīng)用各種設(shè)備加以科學(xué)調(diào)配、管理和監(jiān)控，其應(yīng)用效果會(huì)直接影響到演出成效。如何充分明確控制系統(tǒng)的功能需求和設(shè)計(jì)原則，繼而實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)，使其展現(xiàn)出更好的應(yīng)用質(zhì)量，值得廣大舞臺(tái)機(jī)械控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與管理人員深思。

1、舞臺(tái)機(jī)械控制系統(tǒng)的發(fā)展

與一些發(fā)達(dá)國(guó)家相比，國(guó)內(nèi)舞臺(tái)技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展時(shí)間較短，改革開放之前還主要依靠人力驅(qū)動(dòng)方式進(jìn)行舞臺(tái)機(jī)械控制，各種機(jī)械設(shè)備發(fā)展也較為緩慢，與歐洲相比要滯后幾十年。在表演過(guò)程中通過(guò)人力推拉一些笨重的設(shè)備，經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致很多不確定因素的出現(xiàn)，繼而影響到舞臺(tái)設(shè)備的正常運(yùn)行，妨礙舞臺(tái)演出效果的良好呈現(xiàn)。

改革開放之后，國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，國(guó)民精神文化需求越來(lái)越高，音樂(lè)、雜技、戲曲以及舞蹈等多種文化形式愈顯豐富化。全國(guó)各地相繼建設(shè)各種劇場(chǎng)，這也在一定程度上促進(jìn)了舞臺(tái)機(jī)械設(shè)備以及相應(yīng)控制系統(tǒng)的發(fā)展，以舞臺(tái)設(shè)備為基礎(chǔ)的文化產(chǎn)業(yè)進(jìn)入到快速發(fā)展時(shí)期，主要采用繼電器配合接觸器的控制方式。然而，由于舞臺(tái)機(jī)械設(shè)備的數(shù)量較多，在控制系統(tǒng)中大量配置繼電器與接觸器，會(huì)導(dǎo)致接線復(fù)雜程度較高，影響設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性，如果發(fā)生故障，需要花費(fèi)大量人力、物力和財(cái)力進(jìn)行維修。因?yàn)槲磁渲糜?jì)數(shù)功能，不能實(shí)現(xiàn)定位控制，很難保證演出效果。

進(jìn)入21世紀(jì)之后，傳統(tǒng)控制模式已然無(wú)法有效滿足舞臺(tái)機(jī)械設(shè)備的管理與控制需求。專業(yè)舞臺(tái)機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)相繼涌現(xiàn)，為客戶供給設(shè)計(jì)、制造、安裝以及維修保護(hù)等全程服務(wù)，而且已然發(fā)展到較高的水平，使舞臺(tái)機(jī)械設(shè)備與控制系統(tǒng)步入又一個(gè)高速發(fā)展時(shí)期。就產(chǎn)品方面來(lái)說(shuō)，由于對(duì)聲、光、機(jī)電、計(jì)算機(jī)控制以及液壓控制等諸多新型技術(shù)的應(yīng)用，開發(fā)出各種貼合我國(guó)國(guó)情的系列產(chǎn)品，在全國(guó)各地劇場(chǎng)和文體中心中投入使用，獲得較為優(yōu)質(zhì)的效果。

同時(shí)，國(guó)外的舞臺(tái)機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)（比如德國(guó)的SBS、奧地利的瓦格納等）看到中國(guó)龐大的市場(chǎng)需求，逐漸步入中國(guó)市場(chǎng)，依靠自身成熟的技術(shù)與豐富的劇場(chǎng)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，獲得國(guó)內(nèi)諸多劇場(chǎng)投資方的青睞，幾乎實(shí)現(xiàn)了對(duì)國(guó)內(nèi)高端劇場(chǎng)建設(shè)的壟斷。

如今，舞臺(tái)機(jī)械設(shè)備技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及數(shù)字技術(shù)等高新科技的優(yōu)化發(fā)展，為提高舞臺(tái)控制系統(tǒng)整體穩(wěn)定性、實(shí)用性以及科學(xué)性提供了強(qiáng)大動(dòng)力。到目前為止，國(guó)內(nèi)大型舞臺(tái)設(shè)備控制系統(tǒng)已然實(shí)現(xiàn)高度智能化、自動(dòng)化以及網(wǎng)絡(luò)化控制，并會(huì)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步優(yōu)化，為廣大國(guó)民提供更高質(zhì)量的服務(wù)。

2、舞臺(tái)機(jī)械控制系統(tǒng)主要功能

系統(tǒng)功能包括：①各設(shè)備之間具備安全而可靠的聯(lián)鎖條件，結(jié)合相應(yīng)位置狀態(tài)對(duì)參數(shù)輸入范圍進(jìn)行自動(dòng)化調(diào)整，分析已經(jīng)輸入的參數(shù)允許執(zhí)行與否，在設(shè)備間距離低于安全距離的情況下，設(shè)備可以自動(dòng)停止運(yùn)行，從而確保全部設(shè)備的安全運(yùn)行;②為起到良好的事故防范效果，需要配置三重限位保護(hù)，即上下硬限位、上下軟限位以及上下超程限位。如果設(shè)備到達(dá)軟限位或者限位開關(guān)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)立即關(guān)停設(shè)備，避免因用戶誤操作而造成演出事故;③控制系統(tǒng)兼具演出模式控制功能、裝臺(tái)模式控制功能、參數(shù)設(shè)置功能、裝臺(tái)監(jiān)視功能以及系統(tǒng)維護(hù)功能等;④當(dāng)處于演出凸輪模式下，可以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)往返以及加速度可變等功能，讓控制系統(tǒng)不但可以對(duì)設(shè)備位置目標(biāo)進(jìn)行設(shè)置，還能實(shí)現(xiàn)時(shí)間目標(biāo)的設(shè)置;⑤控制系統(tǒng)具有集成化與網(wǎng)絡(luò)化效果，實(shí)現(xiàn)集中控制和分散控制的有效融合，除了對(duì)主操作臺(tái)加以控制之外，還需配備移動(dòng)操作臺(tái)、就地操作箱以及便攜式操作盤等;⑥在操作臺(tái)當(dāng)中配備兩個(gè)操作手柄，能夠在同一場(chǎng)景當(dāng)中實(shí)現(xiàn)對(duì)不同設(shè)備的操作，并配置急停按鈕與復(fù)位按鈕，當(dāng)出現(xiàn)緊急情況時(shí)能夠立刻停止設(shè)備的運(yùn)行，保障設(shè)備應(yīng)用安全與人員生命財(cái)產(chǎn)安全;⑦控制系統(tǒng)應(yīng)該具備優(yōu)質(zhì)的操作界面，同時(shí)操作方法較為簡(jiǎn)單，能夠在操作模式和監(jiān)控模式之間實(shí)現(xiàn)自由切換，使各種設(shè)備可以有規(guī)律的做出各種動(dòng)作，繼而充分滿足裝臺(tái)、排練以及演出等多樣化需求。

3、舞臺(tái)機(jī)械控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

依據(jù)舞臺(tái)機(jī)械控制系統(tǒng)的應(yīng)用特征、工藝以及控制需求，在開展系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作的過(guò)程中必須要充分遵循以下原則：①安全可靠原則。在控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中要充分考量服務(wù)對(duì)象多樣化和運(yùn)動(dòng)條件復(fù)雜化等基本特征，為保證各類舞臺(tái)機(jī)械設(shè)備能夠保持安全、可靠的運(yùn)行，需要針對(duì)控制系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)、器件選型、安裝以及調(diào)試等因素加以綜合考量，并在設(shè)計(jì)過(guò)程中關(guān)注其容錯(cuò)功能，提高舞臺(tái)機(jī)械設(shè)備的整體運(yùn)行效果;②標(biāo)準(zhǔn)化原則。在設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的過(guò)程中要盡可能應(yīng)用電氣標(biāo)準(zhǔn)圖，通過(guò)成熟、可靠，并且經(jīng)過(guò)多次使用的產(chǎn)品確保系統(tǒng)穩(wěn)定性，并為日常維護(hù)與保養(yǎng)工作提供便利，在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)及時(shí)找出原因并解決問(wèn)題;③先進(jìn)性原則。必須要確保控制系統(tǒng)的先進(jìn)性，綜合利用國(guó)內(nèi)外成熟而先進(jìn)的產(chǎn)品與技術(shù)，并確保其符合當(dāng)下的行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)。以國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、國(guó)家各類強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)以及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為核心開展設(shè)計(jì)活動(dòng)，從而使控制系統(tǒng)展現(xiàn)出強(qiáng)大的生命力;④可擴(kuò)展原則。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)等多種現(xiàn)代科技的發(fā)展，廣大用戶對(duì)于控制系統(tǒng)熟悉程度越來(lái)越高，也為舞臺(tái)機(jī)械控制系統(tǒng)提出了較之以往更高的要求，因此在設(shè)計(jì)活動(dòng)中必須要充分考量控制系統(tǒng)能否符合社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)。各類硬件設(shè)施需要具備良好的可擴(kuò)展性，從而在最大程度上滿足用戶對(duì)于控制系統(tǒng)所提出的各種新要求;⑤適用性原則。在確?？刂葡到y(tǒng)具有良好可擴(kuò)展性、先進(jìn)性，并能充分滿足用戶需求的基礎(chǔ)上，還要遵循適用性原則，不應(yīng)該對(duì)各種行業(yè)高端產(chǎn)品與技術(shù)加以盲目使用，盡可能縮減建設(shè)成本投入，避免一些不必要浪費(fèi)的出現(xiàn);⑥開放性原則。要保證控制系統(tǒng)當(dāng)中所應(yīng)用的各種模塊與器件具有統(tǒng)一化、開放化的通訊標(biāo)準(zhǔn)，盡量實(shí)現(xiàn)和不同制造商所生產(chǎn)不同型號(hào)設(shè)備之間信息資源的有效傳遞，便于對(duì)各類硬件設(shè)備進(jìn)行調(diào)換。

結(jié)束語(yǔ)：

總而言之，舞臺(tái)機(jī)械控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的科學(xué)性與各類演出設(shè)備的實(shí)際應(yīng)用質(zhì)量直接相關(guān)。作為一名舞臺(tái)機(jī)械控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員，應(yīng)該在日常工作中積極探索，對(duì)國(guó)外的一些先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)和理念加以借鑒，繼而與我國(guó)舞臺(tái)技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實(shí)際情況相結(jié)合，創(chuàng)建出一套更加符合我國(guó)國(guó)情的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與建設(shè)體系，為國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)注入源源不斷的活力。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬剛.荔枝大劇院舞臺(tái)機(jī)械系統(tǒng)改造與實(shí)施[J].視聽界（廣播電視技術(shù)），2018（02）：118-124.

[2]王斌.舞臺(tái)機(jī)械控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則[J].甘肅科技，2016，32（17）：21-22+127.

[3]程方，杜志強(qiáng).安徽廣電新中心演播劇場(chǎng)的舞臺(tái)機(jī)械控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].演藝科技，2015（04）：37-40.