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2021年7~8月間，協會舞臺機械專委會對舞臺機械行業主流廠商進行了專題遠程調研，調研的目的是掌握行業發展的動態、了解企業對技術服務的需求、共享企業創新的成果。

調研的重點是近兩年在抗疫的嚴峻形勢下，企業克服重重困難，大力開展技術創新活動，以創新促發展，引領技術提升，穩住市場供求，進一步活躍民眾健康的文化生活，所取得的一系列成果。

此次參與調研的業內主流企業有：浙江大豐實業股份有限公司、北京北特圣迪科技發展有限公司、北京金東高科科技有限公司、甘肅工大舞臺技術工程有限公司、天津舞臺科學技術研究所、北京秀域科技文化股份有限公司、廣州格瑞德工程技術有限公司、杭州子午舞臺設計有限公司、成都炎興自動化工程有限公司等九個單位。

九家企業都積極參與調研活動，進行了充分地研討及總結，調研獲得了大量詳實的資料，充分展示了各個企業的技術創新成果。協會近期將擇其要點，分篇章予以轉載高檔舞臺設備，供業內共享。

技術創新報告（二）——北特圣迪

北京北特圣迪科技發展有限公司，在疫情期間特別注重開展技術研發創新和新產品研制，無論是傳統劇場還是各類獨具特色的旅游劇場，均在技術上力爭搶占行業技術的制高點。

01 神州舞臺控制系統—SZCS-7000

公司最新自主研發的SZCS-7000舞臺控制系統，在原舞臺操控系統的基礎上，融合自適應控制、魯棒控制和模糊控制等先進控制技術。采用模塊化可配置編程思想，支持多控制臺平行管理、等時授權、實時設備監控和報警分級管控等高可靠安全技術。通過內部支持的多場景、時間軸、數據流等功能，解決與燈光音響等非機械設備的同步演出問題，真正實現一機多控。

SZCS-7000舞臺控制系統

1）系統構成

2）特色技術和功能

a) 模塊化流程可配置：通過系統模塊化的設計結構，實現可配置化，提高程序代碼復用度，縮短編制及調試時間，降低程序復雜性，使程序設計、調試和維護等操作簡單化。

模塊化流程配置

b) 多控制臺安全管理：所有控制臺獨立授權、方式平等，之間轉換無需等待時間。不因繁冗的授權管理而延緩控制；不因多控制臺對同一設備操作而致命令混亂、設備失控。

c) 實時安全監控自整定：采用優先級管理機制，通過故障點報警和互鎖規則，保證設備自身及相互間的安全運行。當緊急情況出現安全監控致使設備停運時，可在現場監督人員的看護下，屏蔽外部故障點并解鎖運行，保證演出順利進行。

d) 時間碼為基礎的運動狀態控制：以系統主PLC時間為標準運行時間，統一計算時鐘，記錄所有設備運行狀態，保證設備狀態－位置的安全性。特別使按照燈光、音響的時間碼控制技術控制設備成為可能。

e) 數據信息流顯示、傳遞：以對象字典描述設備狀態、屬性、命令的數據。通過傳遞、解析、訪問操作對象字典，實現設備數據信息的交互。在此基礎上搭建統一的信息處理平臺，實現設備的復雜運動操作。

f) 新一代控制臺和上位機控制系統：HMI操作管理子系統是公司開發的新一代上位機系統，結合新一代控制臺，實現更強大功能，更優化人機交互體驗。

主要由三臺高清工業觸摸屏組成，分別為27寸主操作屏、21寸數據顯示屏、21寸3D顯示屏。配合控制臺上按鈕、操縱桿等，主操作屏可方便地實現單控、場景操作，還可完成設置數據、旁路、禁用、歸零、屏蔽故障等輔助功能。數據顯示屏和3D顯示屏可方便人員在進行操作的同時，及時查看與運動密切相關的數據和設備實時的3D劇場位置。顯示屏以不同方式、不同角度完整、全面展示劇場設備的所有信息。

引入3D虛擬現實技術，不僅可讓操作人員更直觀地掌握所有參演設備的運行狀態，還能在無需設備參與的情況下實施編場預演，對演出效果加以檢驗和修正。

3D虛擬現實

02 萬向表演車臺

1）概述

萬向表演車臺可運載演員、道具等在舞臺場地中自由移動，任意行走，在多種形式的移動中展現其獨特的表演效果。

公司從2019年立項，經兩年的研發及大量試驗，使該設備在功能完整性、運行安全可靠性、對不同空間場景及各種表演形式的適應性、方便高效的運動軌跡規劃、三維人機界面等方面均有較大的提升。該設備應用于肥東大劇院。

產品分控制臺和車臺體兩部分。控制臺主要包括上位機、控制臺PLC系統；車臺體部分主要包括車體PLC系統、伺服系統、定位傳感器。

用戶通過控制臺發出相應的運行命令，并通過無線通訊傳給車體；車體PLC接受命令后，利用運動控制算法計算獲取每個輪子的旋轉角度和行走速度，并發送給伺服驅動器完成運動命令。其中運動控制算法是其核心技術。

2）功能

d) 運動模式：轉向模式、斜行模式、原地旋轉。

3）特色技術

a)采用四輪獨立轉向獨立驅動方式，實現靈活運動高檔舞臺設備，并適應較大負載。

b) 靈活多變的運動操作模式

萬向車臺體

03 具有SIL3安全等級認證的舞機控制系統

舞臺機械控制系統的安全性、可靠性是整個設備系統的關鍵，必須滿足相關規范要求。通過風險評估方法，如GB/T 15706《機械安全—設計通則—風險評估與風險減小》，可幫助識別舞臺機械設備引起的危險程度，風險發生的可能性、出現頻率等因素。舞臺機械控制系統通過采用滿足相應安全標準等級的安全功能設計，達到降低風險的目的。

SIL認證是基于IEC 61508, IEC 13849, IEC 62061等標準，對安全設備的安全完整性等級(SIL)/性能等級(PL)進行評估和確認的一種第三方評估、驗證和認證。功能安全認證主要涉及針對安全設備開發流程的文檔管理評估，硬件可靠性計算和評估、軟件評估、環境試驗、EMC電磁兼容性測試等內容。

公司于2019年1月開始研發SIL3安全等級的舞臺機械控制系統，充分調研了國內外相關舞臺行業控制系統的安全現狀，收集并學習國內外相關控制系統安全標準，篩選適合舞臺控制系統的安全控制產品系列，與認證機構反復溝通，設計出適合舞臺安全控制系統的使用需求和軟、硬件設計方案。完成安全控制系統設計圖紙、控制系統安全程序代碼，產品最終通過EMC實驗室測試和認證機構審核，于2020年2月取得了神舟安全控制系統（Shenzhou Safety Control System BSSCS-A-01）的SIL3安全認證證書。

安全控制系統通過收集舞臺控制系統各部分信息，監控整個系統的運行狀態，必要時觸發相應的安全功能使得舞臺機械設備處于安全狀態。

安全功能包括但不限于以下方面：

04 上海馬戲城舞臺機械工程

上海馬戲城劇場舞臺機械工程項目，專為演出馬戲、雜技服務，其主要設備都是非常規、高難度的。加之是改建項目，空間、載荷條件都受到限制，致使許多實施方案都具有較強的挑戰性，主要設備如下：

該項目還包括幾十道全鋁卷揚機的吊桿燈桿、能承受較大水平沖擊荷載并超穩定的弧形升降臺組等。

05 上音歌劇院舞臺機械工程

上音歌劇院，是上海音樂學院這一國內頂級音樂學府文化設施建設的核心和靈魂，因而定位為世界一流，其各項專業技術指標要求之高及舞臺功能要求之全均與之適應。

為實現卓越的聲音效果，建筑師特為劇場建筑地基基礎設計了減震隔震結構，盡可能隔離外界的震動及噪音，以使劇場的綜合噪聲控制在48分貝以下，使其聲學效果更佳。其中為實現舞臺基本功能和增強舞臺表現力而配置的共計300多臺套、總裝機重量達700多噸的舞臺機械系統也將要求高質量、高品質，使這些重裝設備在運行中達到劇場噪聲的指標要求。

不僅如此，為更加豐富舞臺表現力及高效多變地切換大型舞臺場景、增強設備使用功能，其中一些主要設備更是拓展了多種運動形式和功能。

上音歌劇院臺下設備平面布置