王斌

甘肅工大舞臺技術(shù)工程有限公司 甘肅 蘭州 730050

1 無級調(diào)速大幕的機械設(shè)計

大幕設(shè)備是舞臺機械設(shè)備中的關(guān)鍵性機械設(shè)備，使用頻繁，安全性要求極高，用來懸掛對開幕布，做雙向打開或閉合用。劇場作為文藝演出和會議使用的主要場所，大幕設(shè)備是必不可少的機械設(shè)備，目前主要有對開提升功能和單一對開功能兩種大幕設(shè)備，通常以單一對開功能為主，大幕的使用方式有對開，斜拉，提升，因為其安裝位置特殊，功能獨特，從某種程度上決定了整個劇場的裝飾風格，演出效果。所以大幕設(shè)備的機械結(jié)構(gòu)顯得復雜而分散，如下圖1大幕機械結(jié)構(gòu)圖。

目前，常用的鏡框式舞臺，對于具有升降對開功能的大幕，大幕導軌可以在上下限位之間垂直自由運動，提升速度0.007～0.7m/s，在舞臺柵頂設(shè)備層位置安裝升降用驅(qū)動機，升降鋼絲繩通過L型電機卷筒，導向滑輪，吊點滑輪傳動。只有對開功能的大幕導軌，位置是固定的。大幕導軌一般懸掛在柵頂正下方，安裝在距離臺口下沿位1.5m位置，舞臺臺口正上方，假臺口與臺口墻體之間，根據(jù)臺口寬度設(shè)計位置吊點，一般為7到8個吊點，吊點鋼絲繩從柵頂引下和導軌吊點掛鉤通過花籃螺栓，鋼絲繩卡緊固連接，為了防止大幕運動過程中架體晃動，可以和臺口墻體之間做剛性連接固定?，F(xiàn)代劇場舞臺臺口寬度根據(jù)劇場建設(shè)規(guī)模，功能定位各不相同，通常有18m，20m，22m幾種形式，臺口寬度決定了導軌的長度，導軌一般要延伸至舞臺左右側(cè)各2.5m左右，靠近一層天橋邊沿，利于隱藏懸掛的幕布，改變臺口位置大小。大幕導軌由承載幕布運動的導軌，均勻伸縮的連鎖片，傳動鋼絲繩，牽引鋼絲繩的首車裝置，收縮鋼絲繩的導向水平滑輪，懸掛固定用鋼絲繩，行程保護限位開關(guān)，位置檢測增量型編碼器，手動拉繩應急摩擦輪裝置，驅(qū)動電機組成，對開電機鋼絲繩曳引傳動。導軌上部分是120×120×5的方管，下部是兩根50×50×5的角鋼，中間留有15mm的縫隙，上下整體用連接件螺栓固定，橫截面形成一個長方形，均勻伸縮的連接片就卡在導軌內(nèi)部，連接片由大小型號一致的長方形連接件組成剪刀撐形狀，讓所有的連接件做到同步打開，同步閉合，從而做到均勻收縮，對開牽引鋼絲繩選用3ZBB6×7+FC1770ZS型，單層纏繞在舞臺面電氣控制柜內(nèi)驅(qū)動電機卷筒（Ф264）上，采用壓繩卡子在卷筒繩槽位置用內(nèi)六角螺栓打孔固定，形成一個完整運動閉環(huán)，減速電機通常選用性能穩(wěn)定，無噪音扭矩恒定的恒齒EKA37-（YPEJ-50-1.5-4-B5+E）-15.39-M1-270°，單制動，可手動釋放（出現(xiàn)機械或電氣故障時應急使用）。牽引鋼絲繩的首車裝置根據(jù)鋼絲繩的纏繞情況確定卡位，固定在鋼絲繩上面，隨著鋼絲繩的運動，牽引均勻伸縮的連鎖片做左右運動，單邊對開速度為0.01～1.0m/s，實現(xiàn)大幕雙向打開閉合功能，收縮鋼絲繩的導向水平滑輪在導軌的端部位置設(shè)計，可以手動改變水平滑輪與導軌端部的距離，鋼絲繩換向時跨過水平滑輪即可實現(xiàn)，同時還可以根據(jù)實際需要收緊鋼絲繩，增大鋼絲繩與滑輪的摩擦力，防止大幕開合過程中鋼絲繩打滑，導致驅(qū)動電機無法正常拉動幕布。位置檢測編碼器采用電機后出軸連接，可選擇彈性聯(lián)軸器或盲孔固定安裝，一般選用ELCO增量型編碼器（EI40F8-L6PR-1024），以提高幕布運行的定位精度。行程保護用限位開關(guān)選用霍尼韋爾SZL-VL-S-J（撥桿式）4個，SZL-WL-DC01AH（羊角式）2個，限位開關(guān)設(shè)計在導軌的中部和端部，即大幕幕布完全閉合位置和打開停止位置，根據(jù)臺口寬度，舞臺側(cè)臺幕布收縮量確定具體安裝位置，驅(qū)動電機設(shè)計在導軌的端部，第一個吊點鋼絲繩位，以減輕驅(qū)動機重量對導軌的影響，形成集中載荷，防止導軌彎曲，扭曲變形，導致大幕均勻伸縮連鎖片開合運動不暢，出現(xiàn)卡滯現(xiàn)象！

2 無級調(diào)速大幕的電氣設(shè)計

無級調(diào)速大幕采用變頻器控制。如下圖2（電氣控制原理圖）

大幕的打開閉合運行，在沒有使用變頻器驅(qū)動之前，主要的變速操作方式是操作人員依靠手臂搖動驅(qū)動齒輪機構(gòu)，通過手臂搖動的速度快慢來控制幕布的打開閉合速度，變頻器的出現(xiàn)和應用完美地解決了這一問題，在工頻0～50Hz之間根據(jù)需要隨時調(diào)節(jié)速度，實現(xiàn)了真正意義上的軟起軟停，運行位置可知，速度可控，無級調(diào)速。電氣控制部分由變頻驅(qū)動單元，運行指令發(fā)送單元，運行速度模擬量給定單元，運行指示顯示單元，故障顯示復位單元組成，電動和手動兩種控制方式。電氣控制柜安裝在舞臺面上場口位，大幕設(shè)備導軌末端正下方，通過網(wǎng)絡(luò)通訊接入舞臺機械控制系統(tǒng)，采用上位機下發(fā)運行指令，速度指令，實現(xiàn)大幕機遠程控制。本地控制終端設(shè)計在大幕電氣柜正上方，部分劇場還設(shè)計了壁掛柜操作方式，這些不同的操作方式結(jié)合了端子控制和網(wǎng)絡(luò)控制的所有優(yōu)點，外部限位信號，本地操作指令，直接進入變頻器輸入端子，模擬量速度信號直接接入變頻器模擬量端子，有電流4～20mA和電壓0到±10V兩種信號源可供選擇，網(wǎng)絡(luò)通信利用profibus-dp接口和主控系統(tǒng)CPU實現(xiàn)互聯(lián)互通。操作面板正上方設(shè)計有鑰匙開關(guān)，本地遠程轉(zhuǎn)換開關(guān)，電源按鈕，報警復位按鈕，速度顯示板，位置動態(tài)顯示條，指令操作按鈕，速度給定旋鈕，操作人員在大幕電氣柜就可以實現(xiàn)本地控制。本地和遠程都屬于電動控制模式。手動控制是指在設(shè)備斷電或出現(xiàn)故障的情況下，操作人員通過手動拉繩帶動摩擦輪驅(qū)動大幕運行機構(gòu)實現(xiàn)對開閉合的行為，手動控制是一種備份操作方式，依靠拉繩和過繩輪之間的摩擦力帶動大幕運行機構(gòu)實現(xiàn)設(shè)備運轉(zhuǎn)。驅(qū)動變頻器一般采用施耐德ATV312變頻器 ，諾德變頻器，CT變頻器，西門子變頻器等進口和國產(chǎn)的變頻器，利用profibus- dp，Can等通訊方式連接遠程主機，本地速度給定板采用自主研發(fā)的本地遠程可隨時切換的GDWT-BD-YC-0120線路板，啟動指令給定采用GDWT-WTJX-0130線路板，點動聯(lián)動都可以通過操作按鈕實現(xiàn)。根據(jù)不同型號的變頻器，設(shè)置相應的啟動指令給定，速度給定通道，通訊方式參數(shù)，建立通訊連接，讀取外部限位信號，急停信號，位置檢測信號，讀入上位機指令，就可以完成正常的本地遠程切換操作，控制大幕設(shè)備。

3 無級調(diào)速大幕的應用

大幕設(shè)備作為舞臺機械產(chǎn)品的核心產(chǎn)品，只要有劇場就會有大幕設(shè)備[2]。是演出和會議中不可缺少的應用設(shè)備，懸掛在大幕導軌上的幕布大大提高了舞臺的裝飾效果，緩緩拉開的大幕給人以身臨其境之感，演員造型躍然舞臺，讓舞美藝術(shù)展現(xiàn)的淋漓盡致[3]。以雜技表演為主劇場的蝶形對開大幕，以會議類活動為主劇場的均勻?qū)﹂_大幕，以多功能演出活動為主劇場的升降對開大幕，未來隨著劇院功能的多樣化，舞美設(shè)計水平的不斷提高，會有更多的，各種各樣的大幕設(shè)備廣泛的應用與各大劇場，為舞美藝術(shù)的不斷發(fā)展增添色彩！

4 結(jié)束語

伴隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，文化產(chǎn)業(yè)的日趨成熟，繁榮發(fā)展和轉(zhuǎn)型升級，人們對精神文化生活的不斷追求，文化消費的需求越來越高，一場別出心裁的文化盛宴，離不開劇院內(nèi)舞臺的反復錘煉打造，大幕作為演出時最重要的舞臺設(shè)備，也會隨著時間的推移不斷更新完善它的使用效果。劇院建設(shè)的多樣化，劇場功能的差異性要求，對大幕設(shè)備的性能提出了更高的要求，大幕設(shè)備一定會隨著人們對舞美藝術(shù)的不斷追求而不斷完善！