舞台机械设备及技术

舞台机械设备及技术（共8篇）

舞台机械设备及技术 篇1

摘要：舞蹈是广受大众欢迎的一种艺术形式, 舞蹈演员作为舞蹈表演的主体人员, 承载着传递舞蹈文化精神的重要责任。优秀的舞蹈演员必须在舞台表演的技术方面进行认真的探索和不断的练习, 才能够充分发挥舞蹈演员的潜能与才华。

关键词：舞蹈演员,舞台,表演技术,发展

当前, 社会主义文化建设正在如火如荼的进行着。舞蹈艺术作为一种常见而重要的形式, 也得到了不断的发展。成熟的舞台表演技术能够帮助舞蹈演员演绎出舞曲的魅力, 渲染出良好的氛围以达到感染观众的目的。本文对舞蹈演员的舞台表演技术及其发展进行了简单的分析, 以期促进舞蹈艺术事业的蓬勃发展。

一、舞蹈艺术

舞蹈是一种独特的艺术形式, 它通过演员肢体的表演而表达情感。从某种程度来讲, 舞蹈发挥着语言的作用, 舞蹈演员能够跟观众进行情感上的交流, 展现角色内心的变化。舞蹈具有语言的部分功能, 但是在表现形式上却更加多样化、艺术化, 且更加优美。舞蹈演员通过有顺序、有变化、有结构的肢体表演, 能够尽情诉说特定的情感态度。而想要充分发挥舞蹈艺术的魅力, 就需要舞蹈演员付出心血掌握基本的舞蹈技能。一般来说, 舞蹈演员的表演技能指的是通过具有技巧性的动作和艺术性的表演来把形体的美感和故事的内容展现给观众。不同的舞蹈动作能够传达不同的思想感情, 而不同动作的共同连接又能够呈现出一幅幅流畅生动的画卷[1]。正是因为有了各种舞蹈动作和技巧的叠加, 才使得舞蹈具有了语言的功能, 能够渲染相应的气氛来使观众感受到舞蹈的主题。为了熟练掌握舞蹈技巧, 舞蹈演员往往需要经过长时间的、大量的日常训练才能够进行专业的舞台表演。

二、舞台表演技术及其发展

1、舞台表演的基本要求

舞台表演是一种颇具感染力的艺术形式, 优秀的舞蹈演员必须从自身做起, 满足舞台表演的基本要求, 才能够将舞蹈艺术的精华搬上舞台。

首先, 舞蹈演员应该具备一定的文化艺术素养, 才能够深刻的理解舞蹈作品的内涵。舞蹈表演不仅仅只是依靠肢体语言, 也要依靠音乐、文学等其他艺术形式的辅助, 才能使舞台表演成为一个完美的整体。如果舞蹈演员缺乏基本的艺术修养和文化知识, 就不能够正确的结合音乐、诗歌等其他艺术形式, 也不能够恰当的处理舞蹈中的起承转折, 那么舞蹈的魅力就会大打折扣。而如果舞蹈演员具有深厚的艺术功底, 就能够更好的理解舞蹈和音乐之间的配合, 更好的处理舞蹈细节之处的变化, 从而使整个舞台表演更加精致而流畅。良好的文化素养也能够帮助舞蹈演员更好的理解舞蹈所要传达的精神, 从而经过练习将这种情感融入到自己的舞蹈动作中去。

其次, 舞蹈表演作为一种形体艺术, 主要是通过舞蹈演员的肢体表演来实现的。因此, 舞台表演对演员的形体技能有较高的要求。具体来说, 舞蹈演员应该具有深厚的舞蹈基本功, 丰富的舞台表现力, 且能够塑造各种各样的不同角色[2]。基本功主要是指舞蹈演员的身体柔韧度、力量感等要素, 因为舞台表演往往需要舞蹈演员做出翻滚、旋转等高难度动作, 这些动作不仅要求舞蹈演员拥有柔软灵活的身段, 还要求演员能够通过舞蹈动作展现力量、速度, 来体现舞蹈艺术的节奏感和艺术性。只有当舞蹈的美感得到最大限度的释放时, 舞台表演才能达到和谐统一的状态, 这就要求舞蹈演员通过勤奋刻苦的训练来发挥自身形体的优势。

最后, 舞蹈演员的创造力也是十分重要的技能。虽然说舞蹈动作都是可以通过学习而掌握的, 但是僵硬死板或者一成不变的舞蹈动作不能体现舞蹈艺术生生不息的生命力, 也不能真正打动观众。舞蹈演员在进行舞台表演的时候, 必须根据自己的理解在动作中注入自己的情感, 才能够使舞蹈动作具有最佳的表现力。也只有当动作结合了情感之后, 舞蹈才能塑造出一些特色鲜明、感人至深的形象, 给观众留下深刻的印象。对于舞蹈演员来说, 除了平时的艺术修养和文化知识之外, 丰富的生活经历和人生感悟也是重要的情感来源。

2、舞台表演技术的发展方向

舞蹈艺术来源于生活, 又高于生活。事实上, 任何艺术形式都应该紧跟社会的变化作出不断的调整和进步, 才能够保持艺术形式的生命力和创造性, 得到更多观众的喜爱。为了使舞台表演在新的时代环境下得到更好的发展, 研究其发展方向是一个十分重要的课题。结合实际, 就舞蹈艺术的发展方向来说, 主要有以下两个方面:

1) 多元性。舞蹈本身就是一种包容开放的艺术形式, 舞台表演所涉及到的题材和内容都十分广泛。随着时代的发展, 舞蹈艺术也应该紧跟社会时事的变化, 补充添加一些贴近人民群众生活的表演主题, 才能使舞蹈艺术走进大众的视野。不断吸收新的创作素材也是保持舞蹈艺术创新性和生命力的最佳方式之一。同时, 舞蹈艺术也可以不断借鉴其他艺术形式的优点, 例如诗歌、文学、故事、歌剧等等[3]。这些艺术形式在一定程度上都与舞蹈艺术有很多相似性。如果能够吸收其他艺术元素, 就能带动舞蹈艺术的不断进步与完善。

2) 技术性。当代科技的进步已经应用到了各行各业的发展中。同样的, 先进的科学技术也可以帮助舞蹈艺术得到更好的表演平台。例如, 传统舞台表演一般都有幕布作为背景, 用以营造不同舞蹈主题的气氛。在现代科技的支持下, 舞台幕布已经从传统幕布进化成了电子屏幕, 从而可以进行更加灵活的调控, 也能够节约更多的资源。3D电子屏幕的使用使得舞台表演的环境更加逼真, 舞蹈艺术也更能带动观众的思绪和情感。如今, 舞台表演已经离不开先进技术的支持。而在今后的发展中, 舞蹈也应该朝着开放的、积极的方向, 不断引进先进技术为舞台表演增加活力。

参考文献

[1]徐珊珊.民族舞演员 (本科) 技术技巧教材适用范围研究[D].2013.

[2]孙玲.浅析舞蹈演员的舞台表演技术及发展[J].中国民族博览, 2016, 04:133-134.

[3]刘献华.论舞蹈演员的舞台表演技术及发展[J].大众文艺, 2013, 16:166.

舞台机械设备及技术 篇2

【关键词】舞台机械；防腐技术；涂层保护；电化学保护；应用

文章编号：10.3969/j.issn.1674-8239.2016.03.007

目前，人们对文化旅游的需求与日俱增；为了满足这种需求，大量的主题公园应运而建。这些大型的主题公园里一般都设置了各种类型的演艺设施，其中不乏大型实景演艺秀场。这些演艺秀场中有大量的舞台机械设备，其中多数为露天安装，还有大量的设备直接安装在水中，甚至是海水中。虽然这些水中的设备可以采用不锈钢等耐腐蚀材料，但由于成本的原因（耐腐蚀材料的设备造价是普通碳钢的5倍左右），一般大型舞台机械设备都采用普通结构用金属型材制造，恶劣的工作环境使这些设备的腐蚀程度远远大于室内干燥环境下使用的设备。另外，近年来沿海区域大型主题公园不断涌现，许多设备直接浸泡于海水中，在海水介质中设备的使用环境更加恶劣，腐蚀情况非常严重。可见，演艺设备的防腐蚀处理在舞台机械的使用和防护中是至关重要的一个环节。笔者结合本公司近年来完成的几个大型实景演艺秀场，针对设备的使用环境和防腐措施，谈谈船舶防腐蚀技术在舞台演艺设备防腐蚀中的应用。

1 设备腐蚀的危害

首先，设备腐蚀使设备外观受损；其次，由于金属的腐蚀使其强度变差，设备的使用寿命大大缩短；更为严重的是，如果疏于管理，极易造成设备损毁甚至人员伤亡事故；除此以外，设备腐蚀还会造成传动效能降低、环境污染、资源浪费等不良后果，如图1所示。

2 金属腐蚀的原理

钢由铁、碳和其他元素组成。海水是强电解质，铁在海水中比其他元素更易失去电子，呈较高电位。铁元素常年浸泡在海水中，会快速失去电子成为正极；铁元素失去的电子经过海水这个电解质到达其他元素，其他元素获得电子成为负极；这样就形成了一个个微电池，但这并不腐蚀钢铁。关键在于海水中存在溶解氧，这些溶解氧在海水中呈负离子状态，必然与失去电子成为正极的铁结合生成氧化铁，这就是电化学腐蚀。这个过程可以用（公式1）和（公式2）表示：

其化学反应式可表示为：

① 析氢腐蚀：

② 吸氧腐蚀：

③ 化学腐蚀：

与海水接触部位的表面除了受到上述电化学腐蚀，还有海洋生物腐蚀、运动磨损腐蚀、杂散电流腐蚀等各种腐蚀。其中以电化学腐蚀最严重，而电化学腐蚀的最大特点是仅腐蚀阳极区域，不腐蚀阴极区域。表1列举了各种环境中钢材的腐蚀速度。

3 设备腐蚀的防护

金属防腐主要有两种方式，即涂层保护和电化学保护。

3.1 涂层保护

涂层保护对于金属设备来说，是一种应用最广泛，历史最悠久，也最为经济、方便、有效的防护方法。涂层保护是将防腐涂料或镀层涂覆在钢结构表面，使其形成一层完整、致密的涂层，以隔离各部位钢铁表面与外界腐蚀环境。涂层保护又可分为涂料涂层保护和镀膜涂层保护两大类。涂料涂层保护主要包括油漆、喷塑等；镀膜涂层保护主要包括镀锌、镀铬等。随着新材料的不断开发应用，现在又出现了氟碳、聚脲、达克罗等新型防腐涂层材料。

3.1.1 涂层保护的工艺要求

钢材表面防腐涂层的有效保护寿命与涂装之前的表面处理、涂料种类、涂膜厚度及涂装的工艺条件等许多因素有关，其中涂装前的钢材表面处理质量是影响涂膜保护性能的最主要因素，如表2所示。

钢材表面处理方法主要有：原材料抛丸预处理和涂装车间喷丸或酸洗、磷化、底漆处理等。

3.1.2 涂层保护的效果

一般潮湿环境，室外以及淡水完全浸没环境中的演艺设备可采用涂层保护方法进行保护，只要严格按工艺要求施工，并且在吊装、运输以及安装过程中注意设备表面涂层的保护，是可以达到防腐要求的。

笔者所在的公司参与设计的某影视城秀场的水中升降舞台，采用普通碳钢加船舶涂料进行防护，即选用合适的船舶专用涂料，以船舶涂层的工艺要求进行施工，设备使用两年后钢结构表面基本没有腐蚀，获得了良好的防腐效果，如图2所示。

3.2 电化学保护

电化学保护又称之为阴极保护。阴极保护法有两种，即牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护。其中牺牲阳极阴极保护又称为被动式保护；外加电流阴极保护又称为主动式保护。这两种电化学保护方法在船舶壳体和码头钢结构的保护中被广泛采用。

3.2.1 牺牲阳极阴极保护

牺牲阳极阴极保护是在需要保护的钢结构设备上固定一些作为阳极的金属材料，如金属铝、锌、镁及其合金等。由于这些金属及合金的化学性质比铁更活跃，因此，在电解质（海水）的作用下更易失去电子而呈高电位（阳极），这样金属材料与被保护的钢结构之间就形成了一个微电池，在这个微电池中阳极被加速氧化腐蚀，而阴极（钢结构）表面则被阳极电子堆积覆盖得以保护，从而大大减缓了钢结构的腐蚀。

牺牲阳极阴极保护可使用铝合金阳极或锌合金阳极，其材料的化学成分、电化学性能必须严格按照国家标准GB/T 4948-2002《铝-锌-铟系合金牺牲阳极》和GB/T 4950-2002《锌-铝-镉合金牺牲阳极》。表3?表6列举了阳极材料的化学成分及电化学性能。

3.2.2 外加电流阴极保护

外加电流阴极保护是在牺牲阳极阴极保护过程中外加一个恒电位，利用外加恒电位使被保护结构达到保护电位域，此时所需要的电流叫做保护电流。保护电流的大小与被保护的金属结构的表面积有直接关系，通常采用单位面积的保护电流值——保护电流密度作为表征，图3为阴极保护原理示意图。

钢铁在静止的海水中的腐蚀速度一般为0.1 mm/年，假定其为速度恒定的均匀腐蚀，根据理论计算可知，其腐蚀电流密度为0.086 A/m2。而实验结果表明，在静止的海水中，钢铁的保护电流密度为0.1 A/m2?0.15 A/m2。这与理论上要求的保护电流必须大于腐蚀电流的概念是一致的。

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船体的外加电流阴极保护系统，一般是由恒电位仪、辅助阳极、阳极屏蔽层、参比电极等组成。恒电位仪是一个高性能的直流电源，一般还集合了良好的人机界面、自动控制功能、自我检测和异常报警等功能。辅助阳极是一个重要的部件，其作用是将保护电流经由海水传递到金属表面，效果等于代替金属进行电化学腐蚀。阳极屏蔽层是覆盖在辅助阳极周围一定面积范围内的绝缘涂层，可以使阳极的输出电流分布到较远的阴极表面，以使金属电位分布均匀。参比电极主要是为恒电位仪提供实现自动控制用的金属电位信号，同时也为人机界面提供阴极保护效果的信号。

对于暴露于海边以及长期浸泡于海水中的演艺设备，由于海水和盐雾的强腐蚀作用，仅用涂层保护显然是不够的。为此，采用涂层保护加电化学保护的综合保护法。其中，对于暴露于海边或有海水飞溅（喷淋）的演艺设备，采用牺牲阳极阴极保护的电化学保护措施保护效果明显；而对于长期浸泡于海水中的演艺设备，则应采用外加电流阴极保护的电化学保护措施保护效果更好。

笔者所在的公司曾給某海边水秀场制造大型演艺设备，设置了海水喷泉，为了更好地保护设备减缓锈蚀，在设计制造时考虑了采用牺牲阳极阴极保护的电化学保护措施，如图4所示。事实证明，对于海边或半干湿环境中使用的演艺设备，牺牲阳极阴极保护措施所起到的防腐保护作用非常显著。图5是在相同的环境中经过两年的使用后，有保护和无保护钢结构腐蚀情况的对比。

在海水中浸泡的演艺设备更宜采用外加电流阴极保护措施，只要在适当位置安装若干个辅助阳极，控制好保护电流的大小，即可达到满意的保护效果。但是在海水环境中，除了海水的侵蚀外还有海洋生物侵蚀，因此，这些设备的涂层保护也非常重要。传统油漆涂料很难防止海洋生物的附着与侵蚀，而近些年被广泛使用的聚脲防腐涂层则能有效防止海洋生物的附着。如果条件允许，聚脲涂层可在设备安装完成后现场喷涂，喷涂时要注意尽量均匀并消除死角。通过上述涂层保护和外加电流阴极保护的综合保护，经常处于海水中浸泡的演艺设备寿命可大大延长，一般可使用5?10年，真正起到事半功倍的效果。

4 结束语

近年来，文化产业得到了长足的发展，各种大型主题公园、实景秀场的建设，给舞台机械提出了许多新的要求。笔者有幸参与了数个大型室外实景秀场舞台机械涉水设备的防腐保护设计，在这些设计中充分借鉴了船舶涂层保护和电化学阴极保护的技术、工艺、材料等，使舞台机械在恶劣的工作环境中得到了很好的保护，有效地提高了设备的可靠性和安全性，极大地延长了设备的使用寿命，为投资方节约了建设成本，获得了良好的社会和经济效益。

参考文献：

[1]陈可越，等. 船舶设计实用手册[M]. 中国交通科技出版社，2007.

（编辑 薛云霞）

舞台机械设备及技术 篇3

关键词：控制机制,硬件冗余,软件冗余,通讯冗余,集散控制系统

1 引言

随着现代工业生产自动化系统技术的发展,舞台机械控制系统技术也迅速发展,它融合了自动化技术、信息技术、现代控制技术、网络技术、通讯技术等多学科的先进技术,代表我国先进文化机械自动化的发展状况。为确保执行重要任务时安全可靠,提高控制系统的高健壮性本系统采用两种控制机制,多级冗余技术,避免因为任何单点故障,造成整个系统的瘫痪。

2 系统功能设计及设计原则

本系统研究的对象主要是舞台台面的运动控制。包括单电机控制及多电机同步控制。本系统能够完成所有舞台的全功能控制与操作,包括单体设备的控制、设备联锁、设备状态监视、预选择设备、设定运动参数、编组运行、场景记忆、场景序列、故障诊断、系统维护、互联网远程操作等。

本系统设计的原则如下。

1)确保满足现代舞台表演的基本要求。

即实现定位精度高、调速范围广、运行平稳、同步性能好、噪音低以及操作简单、维护方便等特性。

2)确保满足系统的可靠性要求。

本系统严格按照可靠性设计原则进行设计。制订和贯彻可靠性设计准则、优选元器件、零部件、进行余度设计、简化设计、降额设计、耐环境设计、健壮设计、软件可靠性设计以及容错设计等,另外还对控制系统进行潜在通路分析,本系统在余度设计方面做了大量研究。

3)确保满足运行舞台机械的安全性要求。

舞台机械的安全性指标主要包括设备安全、人身安全和电气安全等3个方面,而且,这3个因素相互关联、相互影响,有时是不可分割的。多种安全防护措施相互协调运行,确保人员、设备和场地等的安全。系统中设有短路、过压、过流、超负荷、失压、失速、超限、松绳、乱绳、防剪切、防护网、防碰撞等多种机械安全保护措施和多种电气安全保护措施,此外系统还设置紧急停机系统,以确保快速停止正在运行的设备,避免即将发生的事故或使已经发生的事故所造成的危害不再扩大。

3 控制系统设计

3.1 系统硬件与网络环境

本控制系统采用集散控制系统结构,集散控制的主要特征是分散控制、集中监视、操作和管理。整个控制系统从功能上分为3个等级:即管理级、过程级和现场级。

系统硬件主要由3个控制台(主要包括触摸屏、工控机、西门子和贝加莱从站、控制台钮等)、西门子PLC可编程控制器与贝加莱PCC可编程计算机控制器及驱动电路、变频器和电机等构成。

控制系统见图1。该系统网络构成中,主要采用两级网络结构,其中工控机与过程级之间采用工业以太网通讯,过程级与下位级采用PROFIBUS-DP现场总线控制。过程级西门子双PLC冗余采用同步模块光纤同步通讯,西门子PLC S7-400H和贝加莱B&R2005主站之间通过服务器进行数据通讯。贝加莱主从站采用Powerlink 进行通讯,贝加莱主站与触摸屏采用以太网通讯,其它通讯均采用PROFIBUS-DP现场总线控制。其中工控机和过程级控制器作为主站,触摸屏,S7-300,B&R2003,ET200,变频器等作为从站。

3.2 软件环境

3.2.1 管理级

上位机监控软件安装在工控机上,基于WindowsXP 操作系统,软件直接采用Visual C + + 6.0 编制,西门子触摸屏采用Protool组态软件,贝加莱触摸屏采用贝加莱组态软件。

3.2.2 过程级

西门子控制系统采用Step7编程软件的语句表编程方法,贝加莱B&R控制系统采用B&R Automation Studio编程软件的C语言编程方法。

3.2.3 现场级

采用SEW变频器的IPOS位控软件编程软件驱动电机运行。

4 余度设计

冗余技术是系统或设备获得高可靠性、高安全性和高生存能力的设计方法之一。鉴于所要执行任务的特殊性、重要性,本系统从管理级、过程级到现场级等多级重要部件都采用冗余配置,确保舞台在表演过程中不会出现停顿。

下面从硬件、软件、通讯网络等方面对系统的冗余设计进行介绍。

4.1 硬件冗余

硬件冗余主要包括电源系统冗余、控制台冗余、过程级控制装置冗余、现场级双驱动冗余等。其中不同类型硬件冗余避免由于硬件缺陷造成的系统故障。

1)电源系统冗余。

主电源采用部分电源冗余供电,控制系统设置UPS 电源,确保在供电故障时,系统数据不致丢失。操作设备和控制器有断电保持主要数据的功能,如PLC的存贮器为EEPROM。还对RAM 采用镍镉电池、大容量电池供电。

2)控制台冗余。

由控制系统图看,控制台采用1∶3冗余,主要包括工控机冗余与智能手动控制系统冗余。智能手动控制系统主要包括触摸屏、西门子S7-300或贝加莱B&R2003、控制台钮等设备。

工控机(即上位机)冗余:上位机的主要功能是监控、编程、丰富舞台机械控制系统可视化信息系统及故障诊断系统。3台上位机可以同时对所运行的设备进行监控操作。

智能手动控制系统冗余:智能手动系统的主要功能是操作,通过控制台钮信号“启动”、“停止”等执行动作操作,以保证瞬时响应,同时也有效地防止上位机的误操作,使操作人员易于操作。智能手动控制系统冗余度亦为1∶3的冗余,能够保证3个不同的台子,同时对不同的设备进行控制;每个台子都能完成对所有设备的控制,有效地避免了因单个控制台的故障导致整个系统的瘫痪。

3)过程级控制装置冗余。

主要包括西门子PLC冗余和贝加莱PCC控制器。西门子冗余包括机架冗余、电源模块、PLC模块、CP通讯模块、用于CPU通讯的同步模块,实现双CPU实时在线并行运行、监视,零等待(ms级)自动切换的控制系统,西门子CPU双机冗余可靠性比单机模式提高了59倍,系统可靠性大大增加,在西门子过程控制级或者由于设备引起故障时,可以转到贝加莱PCC控制,使系统的可靠性进一步增加。

4)现场级双驱动冗余。

经研究在集散系统(DCS)和现场总线系统(FCS)中应用时,越是处于下层的部件、装置或系统越需要冗余,而且冗余度越高,对整个系统任务可靠性影响愈大,故本系统采用现场级双驱动冗余,即驱动电气控制电路,变频器、电机等都采用冗余,且主备电机之间有互锁功能,能够实现双驱动冗余切换功能。对于4电机同步系统可靠性明显提高,冗余前系统的平均无故障时间间隔为2 924 h,冗余后系统的平均无故障时间间隔为4 385 h,可以看出系统的可靠性明显增大。

4.2 软件冗余

目前国内外较多注重硬件的冗余,对软件可靠性考虑较少。然而由于计算机和信息技术的广泛应用使得软件体系规模日益增大、复杂性日益增强,软件可靠性问题越来越突出,经统计软件故障占整个计算机故障的65%,而硬件可靠性已经基本达到极致。故软件冗余对系统的可靠性影响较大,本系统采取两套不同的控制机制来实现软件冗余。

传统的控制冗余体系多采用一种控制机制,采用完全相同的单元组成硬件冗余,这就导致如果软件部分发生故障,控制系统将会一错皆错,从而使硬件冗余失去意义。本系统采用两套控制机制,硬件方面:主控系统采用西门子S7-400H可编程逻辑控制器进行控制,备控系统采用B&R2005系列可编程计算机控制器进行控制;软件方面:主控系统采用西门子的Step7编程软件的语句表编程方法,备用控制系统采用贝加莱B&R Automation Studio编程软件的C语言编程方法,用不同的编程语言、不同的CPU及操作系统,实现软件的冗余,有效避免因一种控制机制软件缺陷导致控制系统不能正常工作,提高了系统的可靠性。

本系统除了进行软件冗余设计,严格按照软件工程学的方法对软件的开发过程进行管理外,还进行容错设计,使用户操作失误或其他原因引起的失误不会对系统造成影响,实现无失误操作。比如,如果输入超出范围时数据不能保存。另外由于计算机运行及信息传输中可能出错,因此,软件还有一定的抗硬件出错的能力。

4.3 通讯冗余

随着计算机和网络技术的发展,计算机在工业控制领域得到越来越广泛的应用,从现场信号采集、数据显示、参数设计以及各种控制器之间的通讯都离不开计算机网络通讯技术的发展。由于通讯系统的重要性,通讯部分采用多重化冗余,本系统采用1∶3的冗余设计。主要由西门子的双机热冗余和贝加莱的PCC控制系统冗余构成。

为了提高系统的任务可靠性,目前国内外几乎所有的重要的集散系统都采用双重化通讯的冗余结构。本系统的西门子S7-400H就采用这种冗余结构。主要特征是双机热备用,可构成完全同步的CPU热备冗余配置,实现机架冗余、电源冗余、CPU冗余、通讯冗余、事件冗余等;双机之间通过光纤交换数据,高速稳定;单个CPU连接到工控机采取双工业以太网,实现上层通讯的冗余;另外每一个CPU可以与两个智能手动控制系统通讯,确保操作部分通讯的冗余;下层接到ET200从站,也有两组通讯,出现故障可以通过Y-Link模块耦合到另一组,实现下层通讯的冗余。一方面保证网络的开放性,另一方面保证了数据通讯的高可靠性及高速性。其切换的控制和通讯介质的冗余由应用程序与PLC程序配合控制,使系统的冗余达到无扰切换。

为了进一步提高系统的任务可靠性,本系统还增加了一套贝加莱PCC控制系统,它是不同于西门子PLC控制的一种更先进的控制机制,兼有PLC和工业计算机的功能,支持定性分时多任务操作系统。西门子与贝加莱是一种相对独立的控制方式,两者通过服务器进行实时通讯。实际上在西门子通讯网络出现故障时,可以通过手动控制转到贝加莱控制,确保了系统通讯的通畅。

5 结束语

该系统在实际过程中采用了计算机技术、网络技术、通讯技术、PLC技术、PCC技术等先进的工业控制技术,首次对系统实行真正的全方位冗余,用两种不同的控制机制PLC和PCC控制对系统实现控制,无论从硬件、软件和通讯网络等均做到了真正的冗余,大大提高了控制系统的任务可靠性。

参考文献

[1]陆延孝,郑鹏州,何国伟,等.可靠性设计与分析[M].北京:国防工业出版社,2002.

[2]陈明,张京妹.控制系统可靠性设计[M].西安:西北工业大学出版社,2006.

[3]王仁祥,王小曼.现代可编程序控制器网络通讯技术[M].北京:中国电力出版社,2006.

[4]西门子公司.西门子SIMATIC H系统快速入门[Z].2008.

[5]郭华.舞台机械设备控制系统上位机监控软件的实现[J].计算机自动测量与控制,2001,9(4):30-33.

[6]刘长荣,田广军,吴涧彤.现代大型舞台机械计算机网络自动控制系统的研究与实践[J].演艺设备与科技,2004,4(4):40-44.

浅谈大型剧场舞台机械设备的布置 篇4

随着经济的迅速的发展, 人们对文化娱乐生活的需求越来越多, 全国各地陆陆续续兴建剧场, 推动我国舞台艺术的发展。由于客观的原因, 人们对剧场发展和定位不同, 完整的剧场基建程序至今尚未制定出来, 很多剧场在配置方面存在不足之处, 作者主要围绕舞台机械设备的工艺设计, 以提高整体设备的完善性。

1 国内外大型剧场舞台机械设备布置的状况

舞台机械设备是在舞台演出、服务于表演艺术和舞台美术的专用机械设备, 使舞台表演内容更加富有表现力、感染力, 使五彩缤纷的表演更具特色, 以更加完美的方式呈现出来, 增加表演的视觉效果。舞台机械设备的布置工作程序比较繁琐, 包括升降台高度的控制、灯光的控制、钢丝绳的管理等方面, 在开始表演之间做好相关的准备。观察剧场布置可以发现, 每个剧场都会有满足表演而设置的机械装置, 只是设置的规模、形式、复杂程度不同, 不同时间阶段、不同剧场的建设水平可以反映出当时的文化背景、科技发展水平, 尤其是剧场的机械设备, 展现了当时的舞台技术水平以及工业基础。

1.1 国外大型剧场舞台机械设备布置的状况

大型剧场根据自身的定位、戏剧的种类、建设规模配置不同的舞台机械设备, 这些机械设备会使用相当长的一段时间, 机械的安装、使用、维护等方面是剧场运营管理的重要组成部分。专业剧场的部分机械设备设置已形成基本模式, 舞台上的设备趋于灵活、成组、集成, 可以充分利用舞台的空间, 保持栅顶布置的简洁性, 机械设备所用的钢丝绳走向整齐, 为大型专用布景道具留有足够的运送通道和储存空间, 需要根据特定剧情设置专用的舞台机械设备, 为特定的剧目服务, 不断丰富舞台机械的内涵, 扩大舞台的外延性。

1.2 国内大型剧场舞台机械设备布置的状况

从类型来看, 国内的专业剧场与多目的剧场建设会同时并存;从投资的角度来看, 多功能、多目的剧场会占据比较多的市场份额;从科学技术的层面进行分析, 我国的工业基础决定了基础元器件的选择余地具有一定的局限性。除此之外, 我国的舞台机械布置缺乏相关的规范, 需要进一步对加强对舞台机械布置的管理。

2 舞台机械设备的布置原则

2.1 因地制宜, 凝聚特色

由于我国的文化呈现多元性, 戏剧种类繁多, 舞台机械的工艺设计设计应该充分考虑这个特点, 设置一定规模、数量的舞台设备固然不错, 不同种类、形式的舞台机械在演出中可以发挥不同的作用, 但是设备在实际使用的过程中只能以一种变换方式出现, 使用的次数过多, 人们对它的新鲜度便会逐渐下降。因此, 大型剧场在进行舞台机械布置的过程中, 应该参照该地区的经济发展基础、文化背景、科学技术水平等多方面的因素, 经过综合考虑来设计舞台机械设备的布置。

2.2 根据表演需要配置机械设备

在机械设备布置方面, 需要根据剧场的类型、不同的演出效果进行考虑, 而不是向国际趋势靠拢, 上演大型歌剧晚会、传统歌剧、音乐剧的剧场, 换景设备对速度有一定的要求, 运景设备载荷比较大, 设备指标可以适当增加。在对机械设备进行管理时, 需要进行区别对待, 用于参加表演的机械设备, 噪音指标可以严格一点, 其他不用于表演的设备, 指标可以相对低一点。在控制升降台高度的时候, 需要考虑承载亭台阁楼等道具, 增强舞台的设计结果, 让舞台更富有表现力和感染力;升降补台的作用是与车载台配合进行升降, 在升降补台下降之后, 车载台可以开到其他区域, 等到车载台离开后再升起;升降子台需要根据具体的情况进行分析, 满足乐队现场演奏的要求, 方便演出人员与观众之间进行交流;音乐喷泉方面, 一般情况下与水池一起出现, 会在水池旁边安装彩灯, 在现场可以观看水帘与灯光交相辉映, 让观众沉醉其中;活动座椅, 可以搭配观众升降台一起使用, 方便观众跟上演出的节奏, 更好地观赏节目。

2.3 保证舞台机械的可靠性

作为锦上添花的舞台机械设备, 必须保证安全性和可靠性, 在必要时应该采购国外优质关键元器件, 比方说电动机、编码器、变频器等, 使系统可以准确可靠地工作, 具有应急控制、手动介入的功能, 可以对控制作用进行调节, 主要采取集中控制的方法, 也可以采取分散控制的方法, 使操作更加灵活、方便。为了保证舞台机械设备的安全性能, 在选取时可以查看安全系数、各种安全保护设施的设置, 考虑舞台区域的安全性, 比方说在平衡重运行区域设置防护网, 在进行大型剧场舞台机械设备的布置时, 必须选用合格、符合安全要求、具有国家标准的材料与设备。

2.4 舞台机械设备的规范化

艺术不分国界, 属于全人类, 剧场是支撑表演艺术的基础平台, 为各阶层观众提供精神食粮, 一个视听效果良好、功能较为齐全的剧场可以增加艺术表演的魅力。通过对剧场运营进行深入的研究, 可以发展一个剧场单凭一己之力上演一台戏剧, 投入资金量很大, 剧场仅凭演出很难收回成本。如果地理位置较近的剧院之间进行合作, 共同使用机械设备, 让舞台机械设备规范化与标准化, 形成巡回演出, 将有效增加设备的使用率。针对部分舞台机械设备使用率低的情况, 可以采用租赁的方式, 提高闲置设备的使用率。

3 关于大型剧场舞台机械设备布置的相关建议

3.1 完善国内舞台工程行业资质系统

为了规范舞台机械行业的竞争行为, 必须加强工程质量管理, 确定机械行业的行业标准, 以便于规范国家的标准, 使国内的舞台机械标准逐步向国家标准靠近。规范舞台机械的布置, 可以与舞台机械行业的质量监测认证企业建立合作关系, 保证舞台产品的质量。

3.2 加强前期研究

舞台机械设备布置是表演前期必须落实到位的工作, 因此在准备期间应该进行可行性研究和资讯工作, 不断细化工艺方案, 计划好景物吊杆、灯光吊杆、测光吊杆、单击吊机、艺术造型屏幕、二道幕的位置以及出场顺序, 并拟定投资预算, 保证投资资金进行合理的分配, 保证舞台机械设备的预算占据合理的比例, 也保证了舞台艺术效果呈现的美感和质量。

3.3 培养舞台机械行业的专门人才

目前, 结合行业情况来看, 缺乏专业舞台机械设备的布置人才, 布置舞台机械设备不仅需要精通机械设备的设计、制造, 还需要了解各类型的戏剧对演出的要求, 熟悉演出对相关专业摆阔音箱、通讯、控制、灯光等方面的要求, 需要了解剧院结构、建筑的特点, 了解舞台机械设备布置的设计更新, 满足表演对机械设备的各种需要。

3.4 借鉴国外的优秀经验

在舞台机械设备布置方面, 可以适当借鉴国外的优秀经验, 确定升降台、备降升降台的速度, 保证钢丝绳的重量, 建立布置的规范和标准, 有利于工作人员检查机械布置工作是否落实到位, 使国内舞台机械行业工艺设计的整体水平与国际接轨。

4 结束语

舞台机械设备的布置将会直接关系到演播厅许多功能的实现, 大型剧场舞台机械设备种类繁多, 工作人员应该掌握和熟悉剧场的演出功能以及潜在用途, 根据戏剧种类和表演要求, 按照舞台的标准对机械设备进行布置, 保证设备的工艺布局合理, 避免舞台机械设备的工艺布置雷同的现象出现。

参考文献

[1]盛杰.液压传动在舞台机械中的应用一例[J].艺术科技, 2000 (3) .

[2]徐奇.国内、外舞台机械的发展状况[J].艺术科技, 2001 (1) .

[3]Gunther Anderlohr, 张雁.舞台机械的控制和测试技术[J].艺术科技, 2001 (3) .

[4]张青梅.现代剧场舞台机械的配置[J].机械研究与应用, 2002 (2) .

智能舞台机械系统设计 篇5

本文设计的舞台机械系统可以通过计算机控制系统有效地控制舞台面积、改变舞台形状, 巧妙地增强艺术效果。有要求时可以实现与固定舞台一平。在演出时可自动伸出, 从而扩大了表演区。要求看台在各方向的伸缩升降过程绝对平行、自如, 达到表演需要的最佳效果。

2 智能舞台机械系统的设计要求

(1) 在舞台机械系统的设计及施工时, 需充分考虑与舞台音响、建筑声学、空调工程、智能工程、电气工程等其它专业多方的联系与相互影响关系, 确保系统的可靠性和安全性。

(2) 舞台机械系统的所有设备, 尽量采用标准化部件及零件。在规定的速度范围内稳定运转、无冲击, 噪声符合要求。

(3) 舞台机械系统的所有机械、电器控制系统有故障自动保护功能, 未经操作人员启动, 任何设备均处于静止状态, 只有在操作人员启动相应的开关才能运动。设置超程限位开关, 避免设备超行程运动产生碰撞、损坏机械或发生人身事故。

(4) 舞台机械系统所有框架和外罩采用金属结构, 结实坚固。断路器、接触器、继电器具有短路过载和热保护功能。操作台有操作控制器、控制按钮和控制开关、指示器、紧急停车按钮等, 而且符合人体工程学要求。

3 智能旋转升降舞台机械系统结构及主要技术性能参数

本舞台机械系统采用低速大扭矩电液驱动装置, 采用丝杠、链条、齿条等多种传动方式, 由计算机实现实时、分时控制的多功能舞台设备。到位后自动停止。各块、各层均可单独运动或同步联动, 构成各种不同高度的台阶, 组成大型立体道具。升降舞台中部可设有薄型小转台, 以增加演出的艺术效果。

主要技术性能参数如表1所示。

舞台机械设备运行平稳, 控制系统可显示、记录升降舞台的运行状况, 并可先储存预动作, 以便演出时快速切换。可实现转台中有升降台、旋转中有台阶、旋转台中有转动的运动效果。设备采用摩擦传动或销齿传动。利用计算机控制交流变频调速装置, 实现转台的正反可逆旋转及无级调速。操作方便、定位准确、运行平稳、安全可靠。

(1) 旋转升降舞台结构Ⅰ (如图1)

1.旋转平台2.传动齿轮3.支撑轮4.旋转传动装置5.升降平台6.丝杠7.升降台传动装置8.支撑轴承9.支撑轮

(2) 旋转升降舞台结构Ⅱ (如图2)

剧场舞台机械常规配置概述 篇6

随着社会经济的不断发展, 剧场建设作为文化产业的重要载体也在快速发展。为满足人们观赏文艺演出更好的需求, 完美的体现艺术作品的演出效果, 剧场建设中除了对灯光、音响有很高的要求外, 舞台机械的配置也显得越来越重要。现代剧场都配置有丰富的舞台机械设备来满足各种文艺节目的演出。可是在剧场建设过程中, 由于没有舞台机械专业的咨询服务机构, 大多剧场在建设时都存在盲目攀比, 设备配置要尽可能齐全, 设备载荷、速度要求尽可能高的跟风心理, 一些人口几十万不足百万的地区也要按照甲级剧院的要求来配置设备, 更有一些剧院要求减速机、电机设备等外购件必须为国外进口, 这就大大地提高了建设成本, 以后产品的维护成本无形之中也增加了很多。

2 舞台机械设备配置介绍

2.1 台上设备

台上机械设备是指在舞台或演出场地上空, 用来悬挂各种景物、幕布、灯具以及起吊演员的机械设备。设备运动或静止时, 允许演员在其下方长时间停留、活动。台上设备主要有以下设备组成。

2.1.1 防火幕

剧场是观演人员多且密集的场所, 舞台上空及两侧使用有很多的灯具和幕布易燃物, 在演出过程中也经常会用到效果烟火, 另外大量的带电设备也容易造成失火, 火灾往往会给人们的生命安全和财产造成非常重大的损失。因此, 在剧场建设设计规范中和消防安全规范中都有明确规定, 要求在舞台台口设置防火幕, 在剧场发生火灾时, 防火幕落下, 将舞台和观众厅隔离开, 为剧场人员的逃生争取时间。防火幕可以说是在剧场里唯一不参与演出而又非常重要的机械设备。防火幕是安全防火专用门, 在紧急情况下, 防火幕能在起动后45s内, 靠重力下降到位;当距主舞台面2.5m时开始阻尼下降, 接近台面时再次减速, 以避免伤及人及对台面的冲击。防火幕的耐火极限要符合相关标准, 能承受观众厅与舞台之间由于火灾引起的压差。

其参数要求一般为下落时间不大于45s, 提升速度0.1m/s, 通常要求阻尼下降, 下降速度为2.5m以上为0.35m/s, 2.5m-0.2m为0.2m/s, 0.2m以下为0.05m/s。

2.1.2 大幕

大幕可以说是舞台的“门面”, 是舞台上空的第一道幕, 在镜框式舞台剧场里, 大幕具有分割舞台与观众厅的作用。对于观众而言, 我们通常所说的大幕开启就是指剧目开始演出的时候, 大幕缓缓打开, 绚丽多彩的舞台就呈现在了我们的眼前。大幕根据运动方式有对开式、升降对开式、三功能大幕机等, 目前常用的有对开和升降对开式两种。

其参数要求一般为对开速度0.015~1.5m/s, 升降速度0.06~0.6m/s。

2.1.3 假台口

通常设置在大幕之后, 分为顶片和左右侧片三部分。可以根据不同演出的需要, 用来改变舞台的台口尺寸, 一般调整范围为2~3m。假台口中片和两侧片钢结构形式便于安装舞台灯具, 同时为固定设置追光灯提供便利, 配置工作梯, 可上人操作使用灯具。其实假台口最初并没有改变台口尺寸的功能, 因为舞台在台口设计之初就已经充分考虑到了观众厅人数的多少、面光投射角和范围、边檐幕和横竖条的宽度等因素, 因此用假台口改变台口大小后会造成部分变焦区域观众视线受阻, 影响观演。笔者建议剧场还是采用灯光渡桥和台口柱光架来代替假台口, 以避免上述问题的出现。

假台口参数要求一般为顶片升降速度定速0.1m/s, 侧片水平速度0.1m/s。

2.1.4 吊杆

悬挂在舞台上空, 用来悬挂景物、幕布、灯具、演出道具等升降的设备, 是在演出过程中使用最为频繁的设备。根据悬挂物体的不同, 通常有会标吊杆、前沿幕吊杆、景杆、天幕吊杆等。驱动机一般采用L型钢制卷筒电动卷扬提升形式。钢制卷筒通常用无缝钢管机加而成, 笔者所在的公司一般有φ215、φ269、φ373三种规格。杆体通常有单杆体、双杆体、三角形桁架式杆体。

其参数要求一般为提升载荷8.0KN, 速度0.06~0.6m/s。

2.1.5 单点吊机

设置在舞台上空, 以单一吊点来悬挂景物升降、起吊演员演出的设备。目前通常配置有吊点固定式和吊点可移动式结构。固定式单点吊机经常设置在台口外马道, 而可移动式单点吊机经常设置在舞台上空栅顶上。主舞台单点吊机用于提升演员、道具等, 参与演出, 产生舞美特效, 每一套单点吊机有独立的驱动装置、传动装置, 每台吊机都可以单独运行, 也可以几台单点吊机组合同步运行。

其参数要求一般为提升载荷2.5KN, 速度0.01~1.0m/s。

2.1.6 灯光吊杆

设置在舞台上空, 用来悬挂灯具的升降设备。驱动机同样采用L型钢制卷筒电动卷扬提升形式, 杆体上设置有电缆收放装置和护灯装置。由于灯光吊杆并不参与演出, 速度一般为定速。

其参数要求一般为提升载荷10.0KN, 速度0.2m/s。

2.1.7 灯光吊笼

设置在舞台两侧上空用来悬挂灯具为舞台演出区提供侧光的设备。可以沿天桥方向通长水平运动, 也可以做垂直升降运动, 笼体钢结构上设置有上人爬梯和操作平台。由于该设备成本较高, 且对天桥的宽度和承载要求比较大, 目前不少剧场采用侧灯光排架来代替灯光吊笼。

其参数要求一般为提升载荷10.0KN, 升降速度0.1m/s, 水平行走速度0.1m/s。

2.1.8 二道幕机

二幕机是分隔舞台表演区的专用设备, 具有安装简单, 更换灵活等特点。二幕机可根据演出需要吊挂在任意一道电动吊杆上, 具有对开、升降两种功能, 是演出中换景、分区等理想的舞台机械设备。

其参数要求一般为悬挂幕布最大重量≤220Kg, 对开速度0.44m/s。

2.1.9 其他台上设备

其他台上设备还有声反射罩、飞人机构等, 大多剧场都不配备, 这里不再叙述。

2.2 台下设备

台下机械设备是指设置在舞台面以下, 用来改变舞台的形状和演出形式、运送景物和演员的设备。通常情况下, 设备在运动和静止时, 允许演员在其上长时间停留。台下设备主要有以下设备组成。

2.2.1 主舞台升降台

升降台是剧场里非常重要的舞台表演机械设备, 也是在演出重使用做广泛的设备之一, 可用来制造场景、快速改变场景或快速搭建场景, 也可运送演员和道具, 另外配合吊挂设备可产生飞天、入地、临空飞来、破地而出等特殊效果。其结构形式有单层、双层、台面可倾斜式等。主升降台可以单独升降, 也可以编组升降、同步运行。用于变换舞台形式, 可以使舞台形成不同高度的平面, 使整个舞台在平面、台阶之间变化。传动形式通常有链条传动、钢丝绳传动、丝杠传动、大螺旋传动、刚性链传动、剪刀撑传动等。为安全起见, 通常设置有防剪切装置、锁紧机构等。

其参数要求一般为动载载荷:2000N/m2, 静载载荷:4000N/m2, 升降速度:0.01~0.1m/s。升降行程一般为相对于舞台面升2.0m, 降2.5m。

2.2.2 子升降台

子升降台设置在主升降台上, 可以单独升降, 也可以随主升降台一起升降, 通常用来搭建会议平台, 增加升降台的灵活性。其布置形式一般为前后分块和左右分块。传动方式通常有钢丝绳传动、链条传动、剪刀撑式传动等。

其参数要求一般为动载载荷:1000N/m2, 静载载荷:4000N/m2, 升降速度:0.04m/s。升降行程一般为0.25~0.3m。

2.2.3 乐池升降栏杆

设置在乐池升降台观众厅一侧, 配合乐池升降台使用, 起到安全保护的作用。当升降乐池不在观众厅标高处时, 可以升起来起保护作用, 防止人、物坠落;当乐池升降台升到舞台面时, 栏杆下降到观众厅台面。

其参数要求一般为提升重量:10.0KN, 升降速度:0.06m/s。升降行程≤1.2m。

2.2.4 乐池升降台

置于舞台台口前部靠近观众厅的乐池升降台, 主要供有乐队伴奏或合唱队伴唱的歌舞剧演出使用, 其位置处在台唇与观众厅之间。当乐池升降台升到舞台面时, 可扩大舞台演出台面, 参与演出;当乐池升降台下降到观众听面时, 可增加观众厅座位数量。下降到不同高度是, 可运送座椅和乐队演奏用品。乐池升降台一般行程较小, 其传动方式通常有剪刀撑式传动和刚性链传动。

其参数要求一般为动载载荷:2000N/m2, 静载载荷:4000N/m2, 升降速度:0.01~0.1m/s。升降行程一般2.4m。

2.2.5 侧车台

设置在主升降台两侧, 平面尺寸与主升降台相同, 数量通常是住升降台的2倍。侧台车台可装载布景、道具或演员, 可运行到主舞台上或在侧台与主舞台之间移动, 参与演出活动。给演出带来神秘多变的观感。其传动方式一般有齿轮齿条传动、钢丝绳传动、链条传动、自行走式等。

其参数要求一般为动载载荷:2000N/m2, 静载载荷:4000N/m2, 升降速度:0.06~0.6m/s。自身高度0.2m左右。

2.2.6 侧车台补偿台

设置在侧车台下面, 与侧台车台尺寸相同。当侧车台完全移出原位置时, 侧车台补偿台可上升使侧舞台与主舞台保持同一平面, 有利于侧台的使用和安全。相反, 该补偿台下降到一定高度使车台在舞台面移至侧台。侧车台补偿台能承载在其上运行的侧车台产生的水平负荷。其传动方式一般有偏心轮传动、剪刀撑式传动等、其参数要求一般为升降速度:0.04m/s。升降行程:侧车台自高。

2.2.7 其他台下设备

其他台下设备还包括前后辅助升降台、侧辅助升降台、后车载转台、车转台补偿台等, 这些设备通常只在甲级剧场使用, 一般剧场较少使用, 这里不再一一叙述。

3 结束语

国内舞台机械行业经过最近十几年的发展, 已经从专业特种设备逐步向标准化方向发展。设备逐步朝着小型化、便捷化、紧凑化的方向发展。在控制方面也逐步向即插即用、操作简单、人机界面更加人性化的方向发展。施工周期进一步缩短、施工成本进一步降低。另外产品的的设计也在向更加注重安全可靠、健康环保、节能降耗的方向发展。随着社会经济的发展, 国内的舞台行业也蓬勃发展, 笔者希望能与同行的专家老师们共同探讨学习, 以期获得自身的提高, 从而能为舞台机械行业的发展贡献绵薄之力。

参考文献

[1]剧场建筑设计规范编写组.剧场建筑设计规范[M].北京:中国建筑工业出版社, 2001.

[2]刘振亚.现代剧场设计[M].北京:中国建筑工业出版社, 2000.

武威影剧院舞台机械浅析 篇7

武威影剧院位于武威市二环西路, 剧院舞台采用国际上传统的“品”字形舞台。剧院台口尺寸:16m (宽) ×9m (高) ;主舞台尺寸:19.4m (深) ×22.2m (宽) ×24m (高) ×10.5m (台仓净深) ;侧舞台尺寸:16.6m (深) ×14.9m (宽) ×15.6m (高) ;后舞台尺寸:8.6m (深) ×19.2m (宽) ×15m (高) 。剧院主要承接大型歌舞演出和召开市“两会”等各类政务性会议, 同时满足音乐剧、戏剧、曲艺、杂技和话剧的演出。

2 舞台工艺

2.1 台上舞台机械

2.1.1 台口外区域

台口外区域设有台口外单点吊机4套, 位于观众厅乐池升降台上空位置, 可用于吊装台前饰物、音响等。

2.1.2 主舞台区域

观众厅和主舞台之间的台口处设置有台口防火幕, 当剧场发生火灾等紧急事故时防火幕在45s内降至舞台面, 将舞台和观众台分割成两个防火区域。对开大幕使得整个演出隆重庄严的开闭, 并在演出过程中有节奏的切换场次。假台口上片和假台口侧片位于舞台口内侧活动台口处, 其主体钢架便于安装舞台灯具, 同时为设置追光灯提供方便, 上片的升降和侧片的对开运动可以调整台口的大小, 以满足不同剧种的表演需求。2套二 (三) 道幕机可分割舞台的前后空间以便于演出和换景。

主舞台区域上空的悬吊设备主要有自由单点吊机4台, 每台吊机的吊点可以在主舞台区域的任意位置布置, 满足景片、道具等的吊挂需要, 每台吊机既可以单独运行, 也可以几台单点吊机组合同步运行。主舞台区域还设有会标幕吊杆1道, 前檐幕吊杆1道, 电动吊杆30道, 天幕吊杆1道, 可分别用来悬挂会标幕、檐幕、景片和天幕。

主舞台区域上空设有灯光吊杆5套, 舞台两侧侧灯光吊架各1套, 每套含4组挂灯排, 配合假台口上片和侧片共同为舞台表演提供全方位、梦幻般的灯光效果。

2.1.3 后舞台区域

舞台后区设有后舞台吊杆4套, 主要用于舞台后区布景、道具及演出灯具的悬挂。

舞台机械设备台上工艺布置平面图如图1所示。

2.2 台下舞台机械

2.2.1 台口外区域

台口外舞台台唇和观众厅之间设有乐池升降栏杆和乐池升降台各1套。乐池升降台的上升到与舞台面平齐, 形成舞台的延伸部分;停在观众厅前排地面高度, 可增加观众席前区的座位;下降一定高度可形成不同深度的乐池;下降到最低位置时可将收藏在座椅台仓里的座椅台车移上乐池升降台。乐池升降台降至乐队工作面时乐池升降栏杆升起至舞台面, 起保护和装饰作用, 防止人、物意外坠落, 保证乐队演奏人员和观众的安全。

2.2.2 主舞台区

主舞台表演区设有16m×3.2m的4台主升降台, 用于迁换布景、道具, 变换舞台形式, 使舞台在平面、台阶之间变换, 增加表演效果。主升降台最高可升高至舞台面以上2.5m, 亦可下降至舞台面以下5.5m的台仓位置, 将存储于舞台下部的各种道具移动到升降台上并随之上升, 也可接送演员上下台。主升降台下降侧台车台高度时, 车台可以在主舞台平面运行至主升降台上, 并随之升降。

2.2.3 侧舞台区

侧台台面设有6台16m×3.2m的侧台车台, 以及与之配套使用的6台16m×3.2m的侧车台补偿台和6台4.6m×3.2m的侧辅助升降台。侧台车台既可以单独运行, 也可以任意组合运行, 并能随主升降台上升和下降;侧辅助升降台和侧车台补偿台配合侧台车台运行, 可以使车台移出原位置后始终保持侧舞台面与主舞台保持同一平面。

舞台机械设备台面工艺布置平面图如图2所示。

3 部分舞台机械单项设备

3.1 主升降台

主升降台升降速度0.01~0.1m/s, 升降行程8m, 采用低速地轴—链条牵引 (带配重) 升降传动方式, 多点重型“T”型导向, 变频调速实现软起、软停, 提高设备的定位精度和运行稳定性;整体台架采用双层桁架结构, 由矩形管拼焊、铆接而成, 架体刚度好、重量轻、美观大方;台面周边及台仓周边安装有“防剪切”装置, 提高设备的安全性能;全程有速度、位置检测, 设有上下行程开关和超程开关。升降台的动力传动路线为:电机—中间减速器—两端地轴—两端减速器—链轮、链条—架体 (配重) 。

主升降台示意图如图3所示。

3.2 侧台车台

侧台车台平移速度0.01~0.6m/s, 升降行程20.6m, 采用固定点齿轮齿条传动、承重轮承重带动车台运动, 导向板沿着升降台、侧辅助升降台、侧车台补偿台上的导向槽可靠导向, 该驱动方式可保证车台运行时无任何拖动辅助设施及供电线路, 方便车台随升降台任意升降。

侧台车台示意图如图4所示。

3.3 电动吊杆

主舞台电动吊杆30道, 升降速度0~0.8m/s, 额定载荷6k N, 行程20m, 采用5吊点电动卷扬、钢丝绳单层缠绕驱动方式, 设有满载、偏载、冲击时防止钢丝绳脱槽、跳槽的压绳装置;杆体采用钢管拼焊而成, 双杆体结构;两端设有标示号码和载荷、并有夜视功能的号码牌。

电动吊杆示意图如图5所示。

4 舞台机械设备控制系统概述

舞台机械设备控制系统主要有舞台机械计算机控制系统和系统其他外围控制单元组成。

舞台机械计算机控制系统包括:计算机系统 (包括移动控制站) ;舞台机械主控制系统;舞台机械智能备份控制系统;紧急停机系统。

系统其它外围控制单元包括:编码器反馈单元 (位置和速度) ;行程、超程保护单元;松绳检测单元;超载 (过流) 保护单元;升降台边缘防剪切保护单元;车台防碰撞保护单元。

计算机系统由两台上位计算机和一台可移动式计算机组成, 其中两台上位机为冗余配置, 一台为主机, 一台为备份机, 故障时可相互切换。

主控制系统由可编程序控制器和计算机用现场总线方式构成, 可提供正常情况下的全功能控制和操作, 包括单体设备的控制、设备联锁、设备状态监视、预选择设备、设定运动参数、编组运行、场景记忆、场景序列、故障诊断、系统维护等。

舞台机械智能备份系统由符合工业标准的人机界面、操作杆、开关和可编程序控制器等组成, 当计算机系统故障、检修或设备简化控制时可承接舞台机械设备的运行控制和管理。

摘要：对武威影剧院舞台机械的工艺布置进行了比较详细的说明, 同时对舞台机械部分单机设备和电气控制系统进行了介绍。

关键词：武威影剧院,舞台机械,工艺布置,单机设备,电气控制

参考文献

[1]剧场建筑设计规范[M].JGJ57-2001 J67-2001.

[2]魏继友, 郑志荣, 魏从旗, 等.大中型剧场舞台台下设备的工艺设计[J].剧场建设·舞台机械.

[3]崔建辉, 姚亮, 宋耀军, 等.上海文化广场剧院舞台机械[J].演艺科技, 2011, 22 (5) :45-47.

冷雾设备作为舞台演出特效的应用 篇8

冷雾设备以其特有的景观造景、除尘、加湿作用, 广泛应用于园林景观、车间、办公、广场公园、农业及绿化领域。它能够利用水产生大量的雾效, 主要结构是由高压泵机、电机、喷头、水处理组件、控制组件、管道组件等部分组成;工作原理是通过电机驱动高压泵机把水挤压成颗粒细小 (1~15μm) 的冷雾状态, 并通过调节装置调节高压泵机输出压力, 使冷雾浓淡达到设计需要的效果。近年来, 冷雾设备不仅仅在室外大型演艺节目如河南嵩山《禅宗少林》和河南开封《东京梦华》被采用, 而且在室内演艺秀节目如河南电视台《大河秀典》有着成功应用, 并有创新。

1 项目概况

河南电视台演播剧场位于河南郑州花园路与连霍高速公路交叉口, 共4层, 建筑面积15000m2, 其中舞台面积2300m2, 观众区面积1200m2, 其它为音响控制室、灯光控制室、服装间、道具间、化妆间、排练厅、办公室等配套用房。该演播剧场以驻场演出秀《大河秀典》为主, 节目形式融合了杂技、舞蹈、武术、魔术等多种艺术形式, 结合升降舞台、灯光、音响、舞美、冷雾特效等声光电技术, 使观众拥有与众不同的非凡体验, 带给观众超值的精神享受。此外, 该演播剧场还作为河南电视台《梨园春》、《武林风》、《你最有才》等电视综艺节目和河南省大型活动的录制、播出场所。

该演播剧场安装了5套冷雾设备作为演出时的造雾和花香特效使用。观众区安装了4套设备, 3套作为雾效使用, 1套作为花香特效使用;舞台区安装了1套设备作为雾瀑特效使用。

2 应用方案

2.1 主题思想

利用冷雾良好的造雾、降温、加湿除尘、净化空气功能, 使剧场里雾气飘渺, 均匀地分布于场内, 既能改善剧场空气质量, 又能利用雾效使整个舞台和观众席变得更加充满活力、充满乐趣, 飘渺的雾气、淡淡的花香, 带给观众不一样的感受。

2.2 布置方案

雾效布置——沿观众席上方马道和天棚进行均匀布置, 共计布置6道, 每道布置100只冷雾喷头, 形成约200m雾化带。这6道冷雾分别连接到3套冷雾主机上, 每套主机连接2道雾化带200只喷头。冷雾主机选用额定雾化量每分钟15升, 额定压力1000pis, 雾化粒径最小精度可达到4μm。当雾化粒径调节在10μm以上时, 雾粒在空气中处于下沉状态。喷头采用sus316不锈钢材质, 喷嘴为高耐磨性的内嵌红宝石材质孔片, 喷头孔径0.15mm, 自带高压密封, 采用撞击式雾化方式, 耐磨损, 使用寿命长达到100000小时。黄铜接头, 耐压150kg左右, 不断裂, 使用寿命长, 同时使用节能环保的黑色PE管, 美观环保。各种色彩、各种形状的灯光按预先设定的程序运行, 在雾效开启时, 剧场内云雾缭绕, 如梦如幻。舞台后方的大型激光灯射出不同形状的绿色光束, 在雾粒上折射、反射, 有时如大海波涛翻滚, 有时如时空隧道幽深, 场面恢宏, 叹为观止。雾效的改变会引起灯光的变化, 需照顾到观众区的亮暗情况, 这是因为现场观众作为节目参与者, 其表情、掌声都是整个节目的一部分, 要保持观众区与舞台区灯光的色调、亮度协调一致, 这样才能使各区的电视画面过渡时比较自然、舒服。

花香布置——在观众席上方第一马道和第三马道上均匀布置2道冷雾200只喷头, 形成约60m雾化带, 连接到1套冷雾主机上。冷雾主机和喷头选型与雾效布置相同, 只是把雾化粒径调节在10μm以下, 使雾气弥漫在空气中。花香特效的关键点是在冷雾主机供水管道中并联一个存放花香精油的储液罐, 可以根据演出需要添加香味不同的精油。按照节目流程, 当需用花香时, 先启动主机, 然后打开储液罐的阀门, 让并联到供水管道上的精油随着主机的运行形成粒径极小的香雾弥散在空气中, 提升观众的兴奋点, 感受不同的嗅觉体验。当不需用花香时, 关闭储液罐的阀门, 并启动新风、排风系统, 将室内混有香味的空气排到室外, 把室外的新鲜空气送至室内, 观众的注意力迅速转移到下一情节。花香来时无影, 去时无踪, 按照导演的创作思路自如调动。

雾瀑布置——沿舞台后马道边缘来回布置2道冷雾200只喷头, 形成约25m雾瀑带, 连接到1套冷雾主机上。冷雾主机和喷头选型与雾效布置相同, 只是把雾化粒径调节在10μm以上, 使雾粒在空气中处于下沉状态。主机运行时, 大量冷雾集中从马道上倾泻而下, 映入眼帘的是由轻雾形成的雾瀑, 再现云雾奇观。

冷雾主机、控制箱、水箱、阀门等组件安装在一层水泵间, 市政水源经过复杂的处理后沿管道输送到各喷头。

2.3 需重点控制环节

水处理——水源的选择直接影响喷头的使用寿命和系统应用效果, 很多项目都是由于对水源的处理不够重视导致喷头大量堵塞, 系统不能正常使用。该项目采用市政供水作为水源, 进行了3级过滤, 有效去除了水源中细菌、藻类等微生物, 确保喷嘴不会因杂质的聚集而堵塞, 也保证了雾粒不会含有对人体有害的成分。

滴水现象——应用到其它领域的冷雾设备一般在主机停机后会有短暂的喷头滴水现象, 而在演播剧场中作为特效设施, 由于喷头数量多且密集, 任何的滴漏都会影响使用效果。滴水点如在舞台区, 则可能因湿滑导致演员滑到;滴水点如在观众区, 则会让观众对从天而降的水滴感到不适。该项目工程人员经过多次调试试验, 采用在主机出水管道中安装电磁泄压阀的方式, 主机在停机时电磁阀同步动作, 使管道压力迅速下降, 自带高压密封的喷头在压力下降后无任何滴漏, 彻底解决了滴水弊端。

管道材质选择及安装工艺——在很多冷雾工程中, 管道材质大部分都采用不锈钢管和铜管, 这两种管材安装时需要焊接, 施工工艺较为复杂, 管道容易生锈, 易堵塞。该项目采用PE材质管道, 耐腐蚀, 不结垢、不生锈, 连接管件采用黄铜材质, 卡套式安装工艺方便施工, 避免了焊接式工艺不易安装、管道易堵塞、二次利用率低等维护保养上的麻烦。

缺水保护——自动缺水断电系统可以防止高压主机无水空转, 以提高主机的使用寿命。

3 冷雾喷头的工作原理及不同雾效设施的性能比较

普通的水, 经过系统自身配备过滤系统后, 进入高压泵, 经过高压泵的水在很高的压力 (4MPa以上) 下, 通过管路, 流过喷头体中心面积非常小的喷嘴, 通过喷嘴的射流撞击在喷针的椎体上, 因柱状射流受到喷针椎体的扰动, 产生了不稳定的现象而破裂形成一次液柱 (束) 的碎化, 形成碎化的小液柱再和空气二次碰撞产生雾化, 形成直径为微米级的细雾滴, 即冷雾。雾滴弥漫整个空间, 并尽可能与空气混合, 利用水的蒸发潜热的特点, 大量吸收空气中的热量, 从而达到降温的目的。冷雾的雾滴直径很小, 雾滴悬浮在空气中, 并迅速蒸发, 不浸湿地面。

目前, 舞台上常用的雾效设施有干冰、烟机和冷雾, 表1就三种雾效设施进行对比分析。

4 使用效果

冷雾所释放出的大量负氧离子, 能够极大程度的净化空气, 能使空气新鲜湿润, 同时雾气在迅速蒸发时吸收热量, 降低室内温度, 改善剧场内的空气质量, 特别适合人群聚集的剧场。在演出时, 剧场里雾气飘逸, 均匀地分布于场内, 营造出多姿多彩、虚无飘渺的梦幻雾效。由于冷雾这一元素的参与, 使整个演出变得更加充满活力, 流动的雾气、幽幽的花香, 为演出增添了与众不同效果。

5 结束语

根据剧目需要, 冷雾设备灵活地布置在剧场中, 构成雾瀑、飘动雾效、滚动雾效、花香等多种符合舞台特殊要求的形态, 营造出不同的、完美的雾化效果, 更能使剧场显出旷达的空间层次感, 给观众带来惬意、舒心的视觉、触觉、嗅觉之间的多重洗礼, 是一种作为舞台演出特效的极佳技术手段。

参考文献

[1]赵德菱.冷雾喷头的研究[N].南京:南京工业职业技术学院报, 2008 (2) :7-8.

[2]孙测.陈鹏飞.陈宗叶.冷雾系统在现代农业中的应用与安装[J].浙江:浙江农村机电, 2008 (5) :26-27.