舞台吊杆变频矩阵切换控制系统

随着演出要求越来越严格 ， 舞台吊杆的稳定 、 安全性 优为 重要 ， 控制上必须达到电梯 控制要求。在一个剧 场中 ， 吊杆的 数量一般 达到 ４ ０道以上。考虑 到成本 因素 ， 发 了舞 台机械 开
吊杆 变 频 矩 阵控 制 技 术 。
本文 以 ８台变频器切 ４ ０道 吊杆为例 。 系统 配 置
第 ２１ ｌ 卷 第 ３期 ０ ０年 ９月 １
长 沙铁 道学 院学报 （ 社会科学版）
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舞 台 吊杆 变 频 矩 阵切 换控 制 系统
陈 积 远
（ 江春 宇舞 台设备有 限公 司， 浙 浙江 杭州 ３ １０ ） １６ ２
摘
要 ： 绍 了吊杆 变频 矩阵切换技术在舞 台吊杆控 制 中的应 用 ， 介 着重介绍 变频切换 的难点及 变频调 节。
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，
操作 系 统 的要 求 。系 统 具 有 软 上 下 限 位 和 机 械 上 下 限 位 功能。 整个控制系统具备主控制室冗余计算机操作 和 电动 备份
操作 ， 使得系统操 作达 到了高 度冗余 。针 对剧场 中经常 出现 的因互锁 、 联运及 元器件的质量 引起 的设备 故障 ， 在系统设计 及元器件选型上均做 了相应处理 ， 吊杆要 求 “ 定位精 度 ” “ 、 同
统 逻 辑 图 如 图 １ 。
重要 的组成部分 。 舞 台吊杆是各类剧场 中最 常用 的必 需设 备 ， 控 制至关 其 重要 。早期的 吊杆采用简单 固定 速度 的继 电控制 ， 为适 合现
代舞 台演 出要求 ， 近几年 国 内相继建成 的大剧 院均 采用 变频 调速的控制方式。调速分为一对一 、 一对多 、 矩阵切换 三种方 式。三种方式 中一对一大多在大剧 院中使 用 ， 国家大剧 院、 如 杭州大剧院等 ； 一对多一般在小型剧院或小型会 议室使用 ； 矩 阵切换则 在中型剧 院中使用 。
耐德 ， 欧姆 龙合 资产品。
二、 吊杆 系 统 设 计
系统 以研华工业控 制计 算机 和触 摸屏 为上位机 ， 通过 以
太 网交换机 Ｓ Ｉ Ｅ Ｔ ＰＤ Ｒ３ Ｘ—Ｔ Ｐ实现 Ｍ ４ Ｌ Ａ ３ ０ Ｐ Ｃ和工 控机 、 触 摸屏开放式数据交换 。Ｅｈｒｅ Ｔ Ｐ Ｉ ｔｅｎｔ Ｃ ／Ｐ网络大大提高 了数据 传输效率 。Ｍ３０Ｐ Ｃ具 有出色的处理能力 ， ４ Ｌ 能精确进 行整数 和浮点数运算 ， 实现吊杆 位置存贮 、 程序 处理 、 令发送 、 命 限位 信号接收 、 编码器信号接 收、 远程 Ｉ０通讯等功能 ； ４ ／ Ｍ３０通信 功能 ， 除集 成 Ｕ Ｂ口外 ， Ｐ Ｓ Ｃ Ｕ模块 内置 ２个通讯接 口（ Ａ ｏ ｃ Ｎ－ ｐｎ Ｅｈｍｅ 或 Ｍ ｄ ｕ ） 确保能够方便 高速地连 接。本设 计 ｅ ，ｔｅ ｔ ｏ ｂｓ ， 中使用 Ｃ Ｎ ｐ ｎ总线技术 提供 了分布式控制系统 的一种实现 Ａ ｏｅ 方案 ， 实现 主站 Ｐ Ｃ和远程 ＩＯ、 Ｔ ７ 矢 量变频器之 间的数 Ｌ ／ Ａｖ １ 据互动。系统对速度 、 位置信号进 行采集 ， 实现 闭环 控制。系
一
、
吊杆 系统 主要 由机械部分和 电气部分组成 。
（ ） 械 配 置 一 机
电机 选 用 三 相 交 流 变 频 电 机 ， 双 制 动抱 闸 。卷 扬 机 装 带
有超载 ， 超行 程等 检测保 护装置 。在卷扬 机的卷 筒上 安置 防 松绳检测开关 、 防跳槽压轴滚 。 （ ） 二 电气 配 置 舞台机 械 计 算 机 控 制 系 统基 于成 熟 的 可 编 程 控 制器 （Ｌ ） Ｐ Ｃ 技术开发 ， 具有上 、 下位 结构 。系统 Ｐ Ｃ部分 采用法 国 Ｌ 施耐德公司 Ｍ３０系列 产 品和性 价 比较高 的产 品设 计方 案 ， ４
关 键 词 ： 阵切 换技 术 ； Ｌ ； 频 器 ；Ａ ｐｎ总 线 矩 ＰＣ变 Ｃ Ｎｅ
近年来 ， 随着国内社会经济 的提高 ， 民众的文化 生活 日新 月异 ， 对文 化设施 的需求迅速提高 ， 舞台机 械的发展 遇到 了前 所未有 的机遇 。舞 台机械的控制系统则成 为舞 台机 械发展最
世 剿
图 １ 系 统 逻 辑 图
步精度”， 计 中都做了相应 的处理 。编 码器选用瑞 士 Ｅ ． 在设 Ｌ Ｃ Ｏ绝对 值编码器 ； 系统上位机选用工业控制触摸屏 显示数字 和动态图表示 吊杆高度位置 ， 所有 的输入按钮 设定在 触摸屏 上大大地降低系统 由于按钮 引起 的故 障率 ； 低压 电器选 用施
强
ａ
实现 了 舞 台 设 备 的 实 时控 制。 主 处 理 器 模 板 选 用 Ｍ３０ ４ Ｂ ２ １２ 集成 以太 网接 口， ＭＰ ００ ， 大大 提高 了通讯 的可靠 性 。系
统高性能的产 品和设计充分 保证 了应用 指令运 行 时间 、 扫描 周期 、 贮 器 （ Ｐ Ｏ 的 容 量 等 性 能 参 数 均 满 足 实 时 控 制 与 存 Ｅ Ｒ Ｍ）
的联机操作 向导等。主要操作 以屏幕 窗 口、 图形 、 表格方式结 合 功能键盘或 鼠标。 上下数据软限位可控 制 吊杆 的上下 运行行程 ， 由键盘 可 输入设定 ， 也可设一个机械 限位做零点 ； 通过 速度输人窗 口可 以设定 吊杆 电机 的运行速 度 ， 在缺省 对设备 的速度设 定或无 法进行速度设定时 ， 设备按 照系统默认 的速度运行 ； 软件能 自 动记录所有 的操作 、 制及设备 的运行和故 障信 息 ， 控 并能打 印
（ 系统功能 一） 系统 以工控机 、 触摸屏做 上位 机 。操作 界面用 Ｖ Ｃ编写 ， 软件提供正常情况下 的全 功能控 制与 操作 ， 括单体设 备 的 包
收稿 日期 ：０ ０— ５— ７ ２ １ ０ １ 作者简介 ： 陈积远 （９ ０一）男 ， １８ ， 福建寿宁人 ， 工程师。
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 、 障诊断 、 故 系统维 护 、 联 网 互
当变频器 出现故障或该号变频器 Ｃ Ｎ ｐ ｎ总线出错时 ， Ａ ｏｅ 其 他变频器 不受 干扰 ， 能正常运行 吊杆 。