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1、北京化工大学硕士学位论文舞台机械控制系统姓名：胡仁荣申请学位级别：硕士专业：控制工程指导教师：厉玉鸣;郑棣华20060518能采纯工走学工程矮圭磷究生学往论文S T U D YO NS T A G EM A C H l N E R YC O N T R O LS Y 8 T E MA B S T R A C T8 I a g em a c h l n e 哆l n d u s t l se m e r g l n ga n dl nf a p dg r o 袱h ne h l n a F o f e 毡瓣s 鼍a g em a e 强费e 锣撩鑫n 疆穗d u 燃a 瓣m o n o p o
2、l l z l n g 鑫c l V 纛n c e 蠢m a 痰e b ym e a n sa fa l lk i n d 8O fa s c e n d a n c yi n c l u d i n gc O n t 沁ls y s t e m。T h ed e v e l O p m e n to fs t a g em a c h i n e f yc o n t r o Is y 8 t e mw t ha d v a n c e dt e c h n i q u ea n ds t e a d yp e 哟r m a n c et h a ti 8a l m O s ta sf i
3、n ea sf o r e i g ns y s t e mh a 8b e c o m et h eN O 1t a s kO ft h ev e n d o r 嚣i nt h i si n d u s t r v F O 治l g nm a n u 妇c 量“悖sh 塞V es t u d l e dO ns 重a g em a c h l n e 掣n l ls y s 纽m弱 蠢l O n gt i m e T h e 豫a 治氟舂，Ok l n d s 搿汛ls y s 主e mi 拜c l u d i n gE u p e 毫nm O d ea n dJ a p a n e s
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9、人郑重声踞：所璺交的学位论文，楚本人在簿辨麴攒譬下，独立遴霉亍磷究工箨繇取褥的成暴。狳文中匹经注餐零l 用的惑容外，本论文不含经簿英毽个人藏囊体蠢经发表藏撰写过麴佟黼戒聚。对本文的研究徽滋蘸簧的个入和集体，均已在文中_ 以明确方式标明。本人完全意识剡本声明的法律结果由本人承担。学健论文俸者签名：2 0 0 6 年其i 8 茜北京化工大学工程硕士研究生学位论文1 1 选题的目的和意义第一章绪论随着我国国民经济实力的不断增强，人民生活水平的不断提高，对文化艺术需要的不断增长，我国的剧院建设、改造进入了一个蓬勃发展的时期。而作为现代化剧院不可缺少的主要组成部分一舞台机械设备，也成为人们关注的 焦点。
10、从舞台机械发展的历史和使用情况来看，舞台机械在剧院建成后的长期使用中，是有哲常重要的作用。舞台机械最初是为了满足演出中大型场景切换而设置的运输机械，而现在舞台机械设备除了大型场景搬迁功能之外，越来越多地参与表演。通过舞台机械的运动来送演员，或作为营造某种氛围、产牛奇特效果的一种手段，成为导演的表演工具，可以说舞台机械的性能直接决定了剧院现代化水平。随着剧院建设的蓬勃发展，舞台机械行业发展前景看好，市场潜力巨大。据统计，每年舞台机械五百万以上的工程加起来有五个亿人民币，呈逐年递增的趋势。因国外舞台机械厂商经验丰富、业绩多、技术先进，目前中高端市场被国外公司所垄断。但国外厂商承建，价格很高，国家需
11、要化很多外汇，象日本三菱公司承建的国家大剧院歌剧院舞台机械合同金额为i 千万美元。鉴于国内经济发展现状，不可能把中高端市场完全让给国外公司。如何提高我们国内厂商的技术水平，缩短与国外厂商的差距，这就赋予了国内厂商一个重任，同时也是一个发展机遇。舞台机械控制系统作为舞台机械的灵魂，显得尤为重要。舞台机械的性能在一定程度上来说主要由控制系统决定的。控制系统先进性决定了舞台机械的现代化水平，控制系统的安全可靠性决定了舞台机械的安全可靠，控制系统的人机界面决定了操作方便程度。如果我们开发出一套技术先进、性能稳定可靠舞台机械控制系统，不仅能节约国家投资，而且能推动我国舞台机械行业发展。舞台机械控制系统，
12、1 i 仅能节约国家投资，而且能推动我国舞台机械行业发展。北京化工大学工秘醐士研究生学位论文 。2 舞叁瓿械控制系统鳇掰突翱现状我国舞台机械与欧洲和亚洲荣皴发达国家相比发展较晚。二十世纪八十年代以前，舞台机械大部分都是手动域局部电动的设备。手动设备要人力拉或推，使用时需要配备许多专门工作人员。电动驱动设备不能调速，更无法定位，控制系统是相当简单的常规控制电路，演出时使用设备数量受操作限制，影响演出效果发挥。进入二十世纪八十年代，中国剃院为甄B 合大型音乐舞蹈史诗中国革命之歌款演塞，设置台上、台下舞念褫械设备，驱动系统采用滚压技术，控剃系绕采震毫接熬诗霎瓿控爨。魏熬蔑摸缎翅舞台凝壤在我国弱臻建设
13、中是嚣刽戏的，控制系统也是采用当时先进瀚羧裁技术。褪因渡压设备维护量大，控制系统不太稳定，后来设备处于停用状淼。进入二十世纪九十年代后期，随糟歌剧、戏曲、音乐、舞蹈、杂技等多藤文化的兴起，剧院建设进入高潮，鲋舞台机械的需求成倍增长。大多为难规的镜框式台口、品字型舞台。台下设备肖主升降台、左右车台、后车转台、升降乐池及各种补偿台等。台上设备主疆配鼹防火幕、假台口、大幕机、二邋幕、甬枵、单点吊枫、灯杆、过渡桥、斑巍聚笼等。国际知名舞台机械厂赢纷纷避入中国，积投参与尉貔建设。蠢嚣零黪三菱、三骧公霹，奚遣襄的瓦疆绫公谣，德国豹s 瑟、力瑟公司、羲謦豹德爨公霹，中裹蘧疑貌建设足乎被毽饲蘩鞭。北京二十一毽
14、纪捌场舞台枫械麓豳本政痢作为中日文化交流活动颂剐嚼遴中国政府的文化设施，规模中等，当时是国内最先进的剧场之一，由日本三精公司建设。控制系统是以日本三麓P L C 作为主控制器，驱动系统为交流电动机，调速设备为变频器，定位系统用P L C 的定位模块结合编码器。启动、运行比较平稳，定位精度尚可。人机界面比较简单。上海大剧院是上海最重要的文化设施之一，也是上海标志性建筑。建成之视，舞台机械是当时全国规模最大、瓣蟹最完善、控裁最先进的剧院。受三菱公霉葸霞、赣霆佳愚分龟叁上设备。掇镪系绞为冀型基本式舞台援辕控瓤蓉绕，跫一L N 嚣现场总线控潮系统，分三艨绣掏。最主篡是终为人掇赛瑟懿诗黧魏，j 未能王大
15、学工程鹾= 锵褒蕊学位论文远行参数设置及各种状态的鼹示都在这鼷；中闼层是作为中央控制器，是蹩令系绞鹣中枢，选蜃三菱囊璐1 ) 0 e ；最下鼹蹙侮为璃场控露l 器，各耱传感嚣熬僖号输入、备耱撬行器匏谊弩羧懑均在懿完成，帮辊缓设备豹定位、瓣交凝嚣麴控制、保护等功能都在此实现，选用三菱中趔P L c 。图家大剧院是目前国内投资最大、舞台机械配置最全、控制系统最先进的剧院，由歌剧院、戏剧院、鬻乐厅兰部分组成。歌剧院舞台机械由日本三菱公蚓蕊镪，控制系统由澳大列驻B Y l E C R A 酣公弼撬供。戏基院舞台毒踅缀幽德蕊S 8 s公镯惑镪，控裁系统由德溷力士舔公键疆镞。疆动豫戏裁貔鼓麓式转台是滚援外
16、，其余设备都是交流电机。二个剧院韵控制系统基本一样，典型的欧洲式舞台枫械擦制系统。系统分兰艨缝构：最上鼷鼹作为人祝晃面的计算机；中阊层楚孛炎控裁器，选用装实跨援佟系统豹黢务器；最下层是辅控蒜嚣嚣建疆场控锩8 器。辖控翻器( A x I se 渊羊R 随L E R ) 在敬溯稠漠渊褥垂广泛应建，它是由舞台机械控制商研制的，以舞台机械设备的轴为控制对象，监视传感器、驱动器的倍号，并发出控制指令，同时进行与控制层和操作层的数据传输。轴控制器有以下几种类型：一个轴控制器只有一个微处理器，这个微处理器既掇证控制任务，又戆宠残通撬功能，一般可控剁一至翅个霉囊；一个辘控毒器鬟衮二令微处理瓣，分羽完残控翱、透辙秘缝，当一个徽处理嚣故簿对，可戳转舞安全模式继续遴行。当一台轴控制嚣故障时，不会影蛹其它轴控制器的运行。控制层网络般为通讯速率为l O 勰P S 的工业级以太阏。溪痰舞台辍摭生产黉滋铰多，零乎参麓不蹇，霪悫孛低蹬次懿舞螽梳壤工程都豳溺内厂商承建。极大多数厂商控剁系统鼹霸本
