西門子運動控制器在央視春晚的應用

顧和祥

【摘 要】 介紹西門子舞臺運動控制產品——SIMOTION運動控制器和SINAMICS變頻器在央視春晚舞臺上的具體應用。

【關鍵詞】 運動控制系統；變頻器；動作控制；舞臺效果

文章編號： 10.3969/j.issn.1674-8239.2014.04.010

2014年中央電視臺春節聯歡晚會（以下簡稱“央視春晚”）舞臺上，引入全新科技元素，且簡約獨特的舞美設計帶給觀眾巨大的視覺震撼。作為其中的重要布景，5塊7 m×3.5 m的LED屏幕成了馬年央視春晚舞臺推陳出新的“利器”。這些凌空佇立的LED屏幕，變化多端、儀態萬千，它們時而垂掛半空，俯視舞臺；時而升降旋轉，狀若行云；時而分散豎立，層疊錯落；時而縱橫延展，布滿畫墻，讓舞臺變身成為屏幕環繞映襯的全立體空間。

1 設備選用

空中搭建LED屏幕的舞臺布設，是央視春晚首次嘗試使用高度靈活的動態屏幕組，以展現更富表現力的舞臺效果，其應用涉及到運動控制領域的多項技術，有很多操作難點。為此，舞臺工程團隊充分論證了各種方案的技術安全性、穩定性和可靠性，最終在多家具備資質的企業中選用了西門子（中國）有限公司工業業務領域驅動技術集團（以下簡稱“西門子”）的舞臺運動控制產品——SIMOTION運動控制器和SINAMICS變頻器。

SIMOTION是集成式的運動控制器，它采取單一系統、多平臺應用、模塊化設計的理念，具備豐富的開發自由度和靈活的適配性。而SIMOTION D455作為其中的先鋒產品，是一款緊湊型的運動控制器，與SINAMICS S120的完美組合，使系統運行更加流暢、平穩、可靠。這些產品已經廣泛應用在國內外的各種舞臺演出中，風靡歐美的太陽劇團的演出活動以及一貫以苛嚴的舞臺控制效果著稱的倫敦舞臺技術有限公司均使用了西門子的舞臺運動控制產品。

2 運動控制解決方案

傳統運動控制的解決方案，是用機械元件以及若干電子裝置來完成復雜的運動控制。如此，即使是一個很小的功能變化或是額外的功能需求都將意味著更換元件或者采用新的結構、配置、參數設置及編程。而西門子的SIMOTION作為專業運動控制平臺，由一個系統就可以控制所有的軸和相關機器，并且徹底解決了時間方面非常關鍵的各個組件之間的接口問題?；诖?，SIMOTION可以協同硬件模塊和軟件模塊，自由編程、靈活創建運動序列，極大地縮短了整套設備的編程、調試和診斷時間。

2.1 LED屏單屏動作控制

央視春晚舞臺上的5塊LED屏，由50 組SINAMICS S120驅動系統和貝得電機帶動，SIMOTION D455運動控制系統需要完成50根軸的高精度同步。SIMOTION D455控制系統分為裝臺模式和場景模式兩種控制方式，裝臺模式下可自行選擇工位操控設備；場景模式下設備則按預設的時間節點數據運行。因此，LED屏可完成橫移、升降、前后擺動、左右擺動和270°運動旋轉，并確保誤差角度控制在±0.1°之內。

2.2 5塊LED屏空間姿態控制

在舞臺控制領域，單屏運動條件下的精度把握較為簡單，但央視春晚導演組根據實際的彩排效果又提出了更高要求——讓5塊LED屏協同呼應，并繼續保持高頻、快速的動態性能。這一要求對西門子的設備和人員提出了新的挑戰，5塊LED屏要求的運動程式更加復雜，且每塊LED屏加上機械設備的重量達到1.5 t。因此，力求屏幕之間平穩運行并且互不相撞，是保證舞臺安全的重中之重。

類似的動作姿態被稱為“空間互鎖”，在舞臺控制領域堪稱難度系數最高。為了避免屏幕發生碰撞，西門子值守央視春晚的工作團隊從演出前兩個月就不斷進行數據的編程和改寫工作。其最大的壓力就是，春晚的舞臺意味著沒有冗余，絕不能失誤。不僅如此，春晚舞臺的調試工作周期短、難度高、變動性大，極大考驗技術人員的智慧和責任感。為了最終突破“空間互鎖”的難題，西門子的工程師創造性地設計出雙穩固的“避撞系統”。一方面，通過建立空間坐標模型，反復進行模擬實驗，力保運動過程中的安全性；另一方面，通過軌道的預先優化設計，降低操作的復雜度，從而實現了設備的穩定運行，預防屏幕間發生碰撞。在該系統中，SIMOTION D455控制模塊本身具有的處理復雜運算能力強、動態響應快、控制精度高等特點，幫助其完成了高自由度的空間姿態控制。5塊LED屏幕的控制分解描述。

西門子SIMOTION運動控制器和SINAMICS變頻器順利完成了5塊LED屏的一系列高難度運動控制動作，保證了央視春晚的舞臺多姿多彩的完美呈現。

（企業供稿）

（編輯 薛云霞）endprint

【摘 要】 介紹西門子舞臺運動控制產品——SIMOTION運動控制器和SINAMICS變頻器在央視春晚舞臺上的具體應用。

【關鍵詞】 運動控制系統；變頻器；動作控制；舞臺效果

文章編號： 10.3969/j.issn.1674-8239.2014.04.010

2014年中央電視臺春節聯歡晚會（以下簡稱“央視春晚”）舞臺上，引入全新科技元素，且簡約獨特的舞美設計帶給觀眾巨大的視覺震撼。作為其中的重要布景，5塊7 m×3.5 m的LED屏幕成了馬年央視春晚舞臺推陳出新的“利器”。這些凌空佇立的LED屏幕，變化多端、儀態萬千，它們時而垂掛半空，俯視舞臺；時而升降旋轉，狀若行云；時而分散豎立，層疊錯落；時而縱橫延展，布滿畫墻，讓舞臺變身成為屏幕環繞映襯的全立體空間。

1 設備選用

空中搭建LED屏幕的舞臺布設，是央視春晚首次嘗試使用高度靈活的動態屏幕組，以展現更富表現力的舞臺效果，其應用涉及到運動控制領域的多項技術，有很多操作難點。為此，舞臺工程團隊充分論證了各種方案的技術安全性、穩定性和可靠性，最終在多家具備資質的企業中選用了西門子（中國）有限公司工業業務領域驅動技術集團（以下簡稱“西門子”）的舞臺運動控制產品——SIMOTION運動控制器和SINAMICS變頻器。

SIMOTION是集成式的運動控制器，它采取單一系統、多平臺應用、模塊化設計的理念，具備豐富的開發自由度和靈活的適配性。而SIMOTION D455作為其中的先鋒產品，是一款緊湊型的運動控制器，與SINAMICS S120的完美組合，使系統運行更加流暢、平穩、可靠。這些產品已經廣泛應用在國內外的各種舞臺演出中，風靡歐美的太陽劇團的演出活動以及一貫以苛嚴的舞臺控制效果著稱的倫敦舞臺技術有限公司均使用了西門子的舞臺運動控制產品。

2 運動控制解決方案

傳統運動控制的解決方案，是用機械元件以及若干電子裝置來完成復雜的運動控制。如此，即使是一個很小的功能變化或是額外的功能需求都將意味著更換元件或者采用新的結構、配置、參數設置及編程。而西門子的SIMOTION作為專業運動控制平臺，由一個系統就可以控制所有的軸和相關機器，并且徹底解決了時間方面非常關鍵的各個組件之間的接口問題?；诖?，SIMOTION可以協同硬件模塊和軟件模塊，自由編程、靈活創建運動序列，極大地縮短了整套設備的編程、調試和診斷時間。

2.1 LED屏單屏動作控制

央視春晚舞臺上的5塊LED屏，由50 組SINAMICS S120驅動系統和貝得電機帶動，SIMOTION D455運動控制系統需要完成50根軸的高精度同步。SIMOTION D455控制系統分為裝臺模式和場景模式兩種控制方式，裝臺模式下可自行選擇工位操控設備；場景模式下設備則按預設的時間節點數據運行。因此，LED屏可完成橫移、升降、前后擺動、左右擺動和270°運動旋轉，并確保誤差角度控制在±0.1°之內。

2.2 5塊LED屏空間姿態控制

在舞臺控制領域，單屏運動條件下的精度把握較為簡單，但央視春晚導演組根據實際的彩排效果又提出了更高要求——讓5塊LED屏協同呼應，并繼續保持高頻、快速的動態性能。這一要求對西門子的設備和人員提出了新的挑戰，5塊LED屏要求的運動程式更加復雜，且每塊LED屏加上機械設備的重量達到1.5 t。因此，力求屏幕之間平穩運行并且互不相撞，是保證舞臺安全的重中之重。

類似的動作姿態被稱為“空間互鎖”，在舞臺控制領域堪稱難度系數最高。為了避免屏幕發生碰撞，西門子值守央視春晚的工作團隊從演出前兩個月就不斷進行數據的編程和改寫工作。其最大的壓力就是，春晚的舞臺意味著沒有冗余，絕不能失誤。不僅如此，春晚舞臺的調試工作周期短、難度高、變動性大，極大考驗技術人員的智慧和責任感。為了最終突破“空間互鎖”的難題，西門子的工程師創造性地設計出雙穩固的“避撞系統”。一方面，通過建立空間坐標模型，反復進行模擬實驗，力保運動過程中的安全性；另一方面，通過軌道的預先優化設計，降低操作的復雜度，從而實現了設備的穩定運行，預防屏幕間發生碰撞。在該系統中，SIMOTION D455控制模塊本身具有的處理復雜運算能力強、動態響應快、控制精度高等特點，幫助其完成了高自由度的空間姿態控制。5塊LED屏幕的控制分解描述。

西門子SIMOTION運動控制器和SINAMICS變頻器順利完成了5塊LED屏的一系列高難度運動控制動作，保證了央視春晚的舞臺多姿多彩的完美呈現。

（企業供稿）

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【摘 要】 介紹西門子舞臺運動控制產品——SIMOTION運動控制器和SINAMICS變頻器在央視春晚舞臺上的具體應用。

【關鍵詞】 運動控制系統；變頻器；動作控制；舞臺效果

文章編號： 10.3969/j.issn.1674-8239.2014.04.010

2014年中央電視臺春節聯歡晚會（以下簡稱“央視春晚”）舞臺上，引入全新科技元素，且簡約獨特的舞美設計帶給觀眾巨大的視覺震撼。作為其中的重要布景，5塊7 m×3.5 m的LED屏幕成了馬年央視春晚舞臺推陳出新的“利器”。這些凌空佇立的LED屏幕，變化多端、儀態萬千，它們時而垂掛半空，俯視舞臺；時而升降旋轉，狀若行云；時而分散豎立，層疊錯落；時而縱橫延展，布滿畫墻，讓舞臺變身成為屏幕環繞映襯的全立體空間。

1 設備選用

空中搭建LED屏幕的舞臺布設，是央視春晚首次嘗試使用高度靈活的動態屏幕組，以展現更富表現力的舞臺效果，其應用涉及到運動控制領域的多項技術，有很多操作難點。為此，舞臺工程團隊充分論證了各種方案的技術安全性、穩定性和可靠性，最終在多家具備資質的企業中選用了西門子（中國）有限公司工業業務領域驅動技術集團（以下簡稱“西門子”）的舞臺運動控制產品——SIMOTION運動控制器和SINAMICS變頻器。

SIMOTION是集成式的運動控制器，它采取單一系統、多平臺應用、模塊化設計的理念，具備豐富的開發自由度和靈活的適配性。而SIMOTION D455作為其中的先鋒產品，是一款緊湊型的運動控制器，與SINAMICS S120的完美組合，使系統運行更加流暢、平穩、可靠。這些產品已經廣泛應用在國內外的各種舞臺演出中，風靡歐美的太陽劇團的演出活動以及一貫以苛嚴的舞臺控制效果著稱的倫敦舞臺技術有限公司均使用了西門子的舞臺運動控制產品。

2 運動控制解決方案

傳統運動控制的解決方案，是用機械元件以及若干電子裝置來完成復雜的運動控制。如此，即使是一個很小的功能變化或是額外的功能需求都將意味著更換元件或者采用新的結構、配置、參數設置及編程。而西門子的SIMOTION作為專業運動控制平臺，由一個系統就可以控制所有的軸和相關機器，并且徹底解決了時間方面非常關鍵的各個組件之間的接口問題?；诖?，SIMOTION可以協同硬件模塊和軟件模塊，自由編程、靈活創建運動序列，極大地縮短了整套設備的編程、調試和診斷時間。

2.1 LED屏單屏動作控制

央視春晚舞臺上的5塊LED屏，由50 組SINAMICS S120驅動系統和貝得電機帶動，SIMOTION D455運動控制系統需要完成50根軸的高精度同步。SIMOTION D455控制系統分為裝臺模式和場景模式兩種控制方式，裝臺模式下可自行選擇工位操控設備；場景模式下設備則按預設的時間節點數據運行。因此，LED屏可完成橫移、升降、前后擺動、左右擺動和270°運動旋轉，并確保誤差角度控制在±0.1°之內。

2.2 5塊LED屏空間姿態控制

在舞臺控制領域，單屏運動條件下的精度把握較為簡單，但央視春晚導演組根據實際的彩排效果又提出了更高要求——讓5塊LED屏協同呼應，并繼續保持高頻、快速的動態性能。這一要求對西門子的設備和人員提出了新的挑戰，5塊LED屏要求的運動程式更加復雜，且每塊LED屏加上機械設備的重量達到1.5 t。因此，力求屏幕之間平穩運行并且互不相撞，是保證舞臺安全的重中之重。

類似的動作姿態被稱為“空間互鎖”，在舞臺控制領域堪稱難度系數最高。為了避免屏幕發生碰撞，西門子值守央視春晚的工作團隊從演出前兩個月就不斷進行數據的編程和改寫工作。其最大的壓力就是，春晚的舞臺意味著沒有冗余，絕不能失誤。不僅如此，春晚舞臺的調試工作周期短、難度高、變動性大，極大考驗技術人員的智慧和責任感。為了最終突破“空間互鎖”的難題，西門子的工程師創造性地設計出雙穩固的“避撞系統”。一方面，通過建立空間坐標模型，反復進行模擬實驗，力保運動過程中的安全性；另一方面，通過軌道的預先優化設計，降低操作的復雜度，從而實現了設備的穩定運行，預防屏幕間發生碰撞。在該系統中，SIMOTION D455控制模塊本身具有的處理復雜運算能力強、動態響應快、控制精度高等特點，幫助其完成了高自由度的空間姿態控制。5塊LED屏幕的控制分解描述。

西門子SIMOTION運動控制器和SINAMICS變頻器順利完成了5塊LED屏的一系列高難度運動控制動作，保證了央視春晚的舞臺多姿多彩的完美呈現。

（企業供稿）

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