淺談舞臺機械控制系統設計的基本原則

畢高　戴明　朱宵　鄧煒

摘 要：隨著社會的進步和國民經濟的發展，國民物質生活日益富足，更加期待高質量的文藝演出豐富我們的精神生活。而劇場有著設備復雜化和場景多樣化等特征，在演出過程中需要更換場景，以優化演出效果，對于各類舞臺機械設備的高效控制便顯得至關重要。本文從國內舞臺機械控制系統發展入手，探討了其主要功能與設計原則。

關鍵詞：舞臺機械;控制系統;設計原則

舞臺機械控制系統的主要作用在于對文化節目演出過程中所需應用各種設備加以科學調配、管理和監控，其應用效果會直接影響到演出成效。如何充分明確控制系統的功能需求和設計原則，繼而實現優化設計，使其展現出更好的應用質量，值得廣大舞臺機械控制系統設計與管理人員深思。

1、舞臺機械控制系統的發展

與一些發達國家相比，國內舞臺技術產業的發展時間較短，改革開放之前還主要依靠人力驅動方式進行舞臺機械控制，各種機械設備發展也較為緩慢，與歐洲相比要滯后幾十年。在表演過程中通過人力推拉一些笨重的設備，經常會導致很多不確定因素的出現，繼而影響到舞臺設備的正常運行，妨礙舞臺演出效果的良好呈現。

改革開放之后，國內經濟高速發展，國民精神文化需求越來越高，音樂、雜技、戲曲以及舞蹈等多種文化形式愈顯豐富化。全國各地相繼建設各種劇場，這也在一定程度上促進了舞臺機械設備以及相應控制系統的發展，以舞臺設備為基礎的文化產業進入到快速發展時期，主要采用繼電器配合接觸器的控制方式。然而，由于舞臺機械設備的數量較多，在控制系統中大量配置繼電器與接觸器，會導致接線復雜程度較高，影響設備運行穩定性，如果發生故障，需要花費大量人力、物力和財力進行維修。因為未配置計數功能，不能實現定位控制，很難保證演出效果。

進入21世紀之后，傳統控制模式已然無法有效滿足舞臺機械設備的管理與控制需求。專業舞臺機械設備生產企業相繼涌現，為客戶供給設計、制造、安裝以及維修保護等全程服務，而且已然發展到較高的水平，使舞臺機械設備與控制系統步入又一個高速發展時期。就產品方面來說，由于對聲、光、機電、計算機控制以及液壓控制等諸多新型技術的應用，開發出各種貼合我國國情的系列產品，在全國各地劇場和文體中心中投入使用，獲得較為優質的效果。

同時，國外的舞臺機械設備生產企業（比如德國的SBS、奧地利的瓦格納等）看到中國龐大的市場需求，逐漸步入中國市場，依靠自身成熟的技術與豐富的劇場建設經驗，獲得國內諸多劇場投資方的青睞，幾乎實現了對國內高端劇場建設的壟斷。

如今，舞臺機械設備技術、計算機技術、網絡技術以及數字技術等高新科技的優化發展，為提高舞臺控制系統整體穩定性、實用性以及科學性提供了強大動力。到目前為止，國內大型舞臺設備控制系統已然實現高度智能化、自動化以及網絡化控制，并會隨著科學技術的發展實現進一步優化，為廣大國民提供更高質量的服務。

2、舞臺機械控制系統主要功能

系統功能包括：①各設備之間具備安全而可靠的聯鎖條件，結合相應位置狀態對參數輸入范圍進行自動化調整，分析已經輸入的參數允許執行與否，在設備間距離低于安全距離的情況下，設備可以自動停止運行，從而確保全部設備的安全運行;②為起到良好的事故防范效果，需要配置三重限位保護，即上下硬限位、上下軟限位以及上下超程限位。如果設備到達軟限位或者限位開關時，系統會立即關停設備，避免因用戶誤操作而造成演出事故;③控制系統兼具演出模式控制功能、裝臺模式控制功能、參數設置功能、裝臺監視功能以及系統維護功能等;④當處于演出凸輪模式下，可以實現多點往返以及加速度可變等功能，讓控制系統不但可以對設備位置目標進行設置，還能實現時間目標的設置;⑤控制系統具有集成化與網絡化效果，實現集中控制和分散控制的有效融合，除了對主操作臺加以控制之外，還需配備移動操作臺、就地操作箱以及便攜式操作盤等;⑥在操作臺當中配備兩個操作手柄，能夠在同一場景當中實現對不同設備的操作，并配置急停按鈕與復位按鈕，當出現緊急情況時能夠立刻停止設備的運行，保障設備應用安全與人員生命財產安全;⑦控制系統應該具備優質的操作界面，同時操作方法較為簡單，能夠在操作模式和監控模式之間實現自由切換，使各種設備可以有規律的做出各種動作，繼而充分滿足裝臺、排練以及演出等多樣化需求。

3、舞臺機械控制系統設計原則

依據舞臺機械控制系統的應用特征、工藝以及控制需求，在開展系統設計工作的過程中必須要充分遵循以下原則：①安全可靠原則。在控制系統設計過程中要充分考量服務對象多樣化和運動條件復雜化等基本特征，為保證各類舞臺機械設備能夠保持安全、可靠的運行，需要針對控制系統軟硬件設計、器件選型、安裝以及調試等因素加以綜合考量，并在設計過程中關注其容錯功能，提高舞臺機械設備的整體運行效果;②標準化原則。在設計控制系統的過程中要盡可能應用電氣標準圖，通過成熟、可靠，并且經過多次使用的產品確保系統穩定性，并為日常維護與保養工作提供便利，在系統發生故障時及時找出原因并解決問題;③先進性原則。必須要確保控制系統的先進性，綜合利用國內外成熟而先進的產品與技術，并確保其符合當下的行業發展趨勢。以國際標準規范、國家各類強制性標準以及行業標準為核心開展設計活動，從而使控制系統展現出強大的生命力;④可擴展原則。隨著計算機技術等多種現代科技的發展，廣大用戶對于控制系統熟悉程度越來越高，也為舞臺機械控制系統提出了較之以往更高的要求，因此在設計活動中必須要充分考量控制系統能否符合社會發展趨勢。各類硬件設施需要具備良好的可擴展性，從而在最大程度上滿足用戶對于控制系統所提出的各種新要求;⑤適用性原則。在確保控制系統具有良好可擴展性、先進性，并能充分滿足用戶需求的基礎上，還要遵循適用性原則，不應該對各種行業高端產品與技術加以盲目使用，盡可能縮減建設成本投入，避免一些不必要浪費的出現;⑥開放性原則。要保證控制系統當中所應用的各種模塊與器件具有統一化、開放化的通訊標準，盡量實現和不同制造商所生產不同型號設備之間信息資源的有效傳遞，便于對各類硬件設備進行調換。

結束語：

總而言之，舞臺機械控制系統設計的科學性與各類演出設備的實際應用質量直接相關。作為一名舞臺機械控制系統設計人員，應該在日常工作中積極探索，對國外的一些先進設計技術和理念加以借鑒，繼而與我國舞臺技術產業發展的實際情況相結合，創建出一套更加符合我國國情的系統設計與建設體系，為國家經濟建設注入源源不斷的活力。

參考文獻：

[1]馬剛.荔枝大劇院舞臺機械系統改造與實施[J].視聽界（廣播電視技術），2018（02）：118-124.

[2]王斌.舞臺機械控制系統設計的基本原則[J].甘肅科技，2016，32（17）：21-22+127.

[3]程方，杜志強.安徽廣電新中心演播劇場的舞臺機械控制系統設計[J].演藝科技，2015（04）：37-40.