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模块化,智能化的SP 驱动器带来华丽,愉悦,精准的舞台布景

发布时间:2014-01-14 13:05   类型:应用案例   人浏览

位于亚芬河畔斯特拉福镇的皇家莎士比亚剧院改造工程历时4 年,耗资 1.12 亿英镑。其中最重要的一个项目就是背景及布景移动和复杂灯光阵列系统的自动化控制。该项目由荷兰剧院自动化公司 Trekwerk 负责设计安装,主体采用了大约100 台艾默生 CT 的交流变频器和伺服电机。艾默生 CT 的鹿特丹驱动中心赢得了 Trekwerk 的合同。

Trekwerk 负责舞台上空设备的翻新改造,包括为 30 个灯光阵列开发、设计、制造和安装 60 台卷扬机和提升机。多年来,Trekwerk 为欧洲多家剧院承建过机械悬吊系统,一直只采用艾默生 CT 的变频器。用于皇家莎士比亚剧团(RSC)的TNM 控制系统和卷扬机系统 SynchroDisk 也是两家企业共同改进后的产品,能实现近乎静音的运行效果。

该剧院原先拥有一个镜框式舞台和 1400 个坐席。现在该舞台被改造成了一个 1040 个座位的伸展式舞台,最后一排座位到舞台的距离由 27 米缩短到区区 15 米,从而拉近了演员和观众的距离。观赏体验因此将更贴近莎士比亚作品当年的演出氛围,只不过添加了 Trekwerk 和艾默生 CT 提供的当代尖端电子科技才能实现的舞台搭景和照明效果。

日场和晚间演出的剧目往往是不同的,因此演出时通常仅给 RSC 工作人员留下两个小时来更换舞台布景。而现在有了新的自动化控制系统,时间显得宽裕,一切变得从容。

“这个卷扬机系统非常先进,极大地提高了设置和操作的灵活性,”RSC 自动控制负责人 Adam Harvey 说道,“当然,安全第一,这也是整个项目固有的一个特点。”

戏剧的虚幻场境对于每次演出至关重要,因此众多演出时要用到的卷扬机的可靠性就显得很关键。我们从来没有碰到过变频器出故障的情况,做到这一点是十分难得的。”

所有卷扬机都配备了艾默生 CT 的 15kW Unidrive SP 交流变频器(运行在伺服模式下),与带双编码器的 Unimotor190 fm 伺服电机共同来实现精确的定位和速度控制。

该剧院的 60 个卷扬机上安装了 46 台变频器,其中至少有一半卷扬机位于伸展舞台上空。任何一个卷扬机都可以执行从拉升布景到控制演员腾飞的不同任务。16 个卷扬机位于 “槽形区域”内,专用于重新布置舞台,而另外 14 个独特的Trekwerk SynchroDisc 卷扬机则通过 5 条绳索来无声拉升吊杆,保证在演出间快速更换场景。

每个卷扬机的变频器都内置有 SM-Applications Plus 模块,通过编程控制所有卷扬机的动作,同时根据电机消耗电流精确计算负载,并与称重传感器信号进行比较来进一步确保安全。每个电机都装有一个用于控制速度的增量式编码器和一个用于定位反馈的正弦/ 余弦绝对式编码器。所有卷扬机都能够以 2m/s 的速度提升。由于有 60个卷扬机采用了独特的 SynchroTwin 设计,即一个变频器可以独立或同步控制 2 个周长为 2 米的缆绳卷筒。这种多用途设计可以在忙碌拥挤的舞台上节约宝贵的空间。

SynchroDisc 剧院卷扬机设计得极其紧凑,只有 395mm宽,提升重量最高可为 400kg。它们既可配备两个完全相同的卷筒,采用 6mm 粗钢丝绳(SWR)(即每根绳200kg 起重量),也可以配备一个卷筒,采用 8mm 粗SWR,最高起吊高度为 24 米。由于采用了永磁伺服电机并且驱动器使用 18kHz 高载频,卷扬机不会产生制动噪音和衰减的磁性制动,甚至在以 1.8m/s 的速度起吊时也没有声响。

30 个灯组由 1.5kW 的 Unidrive SP 变频器和带双制动器的115 号 Unimotor fm 伺服电机来控制。这种设计可很方便地使用 RSC 灯光组负责人 Vince Herbert 的专利“灯锁”防晃装置将灯以 1m/s 的速度飞进飞出。每盏灯都可与其所在灯组同步运动,每组由 2 个卷筒上的 4 根缆绳来提升。

 

所有变频器由通过公共直流母线上的两个整流器来供电。制动时变频器可以回馈能量给公共直流母线,从而节约电能。

所有变频器之间以及和 Trekwerk 控制系统的通信都通过艾默生 CT 的高速网络 CT Net 进行。3 个 TNM 控制台不仅可以预先编程设置每场演出的所有关键动作,而且还可使用主控操纵杆控制功能进行手动加减速来保持同步性。TNM 控制系统向变频器发出指令,每个变频器上的主控控制杆控制模块编程设置的详细电机动作。所有的编程动作可通过控制系统的三维图形来呈现,提醒任何可能的潜在问题,从而消除任何碰撞隐患。


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