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   文章來源：MM《新自動化》

   杜伊斯堡劇院舞臺所用的技術(shù)已有很長時間，所以該劇院決定在幕后安裝新的電動設(shè)備驅(qū)動后臺機(jī)構(gòu)。用于控制100臺以上驅(qū)動裝置的新自動化技術(shù)，如今可滿足符合SIL 3的安全要求。

   牽引裝置、杠桿系統(tǒng)以及其他久經(jīng)考驗(yàn)的機(jī)械裝置和大部分使用已久的減速馬達(dá)雖然仍在繼續(xù)工作，但控制采用的是自動化行業(yè)專業(yè)公司Unican的新型系統(tǒng)。這種使用性能極好的成套方案達(dá)到了SIL 3的安全要求。它包括HMI操作臺、功能強(qiáng)大的軟件和許多配有現(xiàn)代化軸線控制器的成套開關(guān)柜，以及數(shù)十個采用新型變頻器的驅(qū)動單元。

  在歌劇院和舞劇院中，手工操作的探照燈、幕布和舞臺器械已很少使用。如今，全套的自動化技術(shù)以及大量的驅(qū)動單元，負(fù)責(zé)在演出過程中的適當(dāng)時間為舞臺搬運(yùn)更換布景時所用到的厚重幕布，隨時將聚光燈更換到適當(dāng)?shù)奈恢茫蛘呤挂粝裨O(shè)備精確協(xié)調(diào)地運(yùn)行。Neusser Unican GmbH公司是各類舞臺的全面自動化方案、操作方案和控制方案的重要制造廠家之一。

  有了同名軟件的Opencue，歌劇院、舞劇院、會議中心和類似機(jī)構(gòu)便有了一整套系統(tǒng)，它們既可以帶有固定安裝的操作平臺，也可以選配便攜式操作臺。HMI設(shè)備可以經(jīng)過其圖形界面順暢地進(jìn)行操作，可隨時監(jiān)控，也可對舞臺上部機(jī)構(gòu)和下部機(jī)構(gòu)中多達(dá)240個驅(qū)動裝置進(jìn)行靈活的演示編程。

  安全措施保障了員工的人身安全

  在歌劇舞劇院里，許多牽引裝置以及其他設(shè)備在實(shí)際運(yùn)作上都不可避免地貼近演員和技術(shù)人員，且距觀眾也并不遠(yuǎn)。由于同時還要搬運(yùn)重物，更增加了潛在的危險(xiǎn)性。為了避免發(fā)生嚴(yán)重的事故，安全措施成為不可推卸的責(zé)任。在大多數(shù)情況下，必須保證與安全相關(guān)的電動部件符合EN 61508中的SIL 3綜合安全水平。

  這項(xiàng)要求也適用于杜伊斯堡劇院里新安裝的系統(tǒng)。舞臺的現(xiàn)代化改造需要上部機(jī)構(gòu)的74部驅(qū)動裝置，首先是驅(qū)動舞臺空間上部繩索牽引和鏈條牽引的驅(qū)動裝置，另外還有總共6個舞臺和下部機(jī)構(gòu)傾斜底座的39臺驅(qū)動裝置。

  Unican為新的控制方案安裝了3個控制臺，其中兩臺配備了2×22"的顯示屏（圖1），另一臺配置了19"的控制盤。顯示器既可以立式安裝，也可以平躺式放置在控制盤操作。輸入既可以用觸摸屏直接進(jìn)行，也可以用內(nèi)置于相應(yīng)鋁制底座中的鍵盤進(jìn)行，鍵盤配有背景光照的特殊按鍵，兩個操作棒和一個跟蹤球。底座采用移動式設(shè)計(jì)，以備可能發(fā)生的地點(diǎn)變化。作為固定位置的補(bǔ)充，還提供了一套配有12"觸摸屏的便攜式HMI。

  不過，系統(tǒng)的最大部分還是100多臺驅(qū)動裝置的成套開關(guān)柜（圖2）。每一個開關(guān)柜里都使用了一臺ICU型軸向計(jì)算機(jī)。這種智能電子單元工作時不依賴所連接的驅(qū)動裝置，因而除了電驅(qū)動方案之外，原則上也適應(yīng)液壓驅(qū)動和氣動方案?？刂破魈峁╇p重CAN接口，支持CAN-Open，還為SSI-Encoder配有兩個輸入端口，并配有一個內(nèi)置的緊急停車?yán)^電器。對于SIL 3的應(yīng)用，Unican提供的軸線計(jì)算機(jī)是雙通道結(jié)構(gòu)。

  在杜伊斯堡劇院里，軸向計(jì)算機(jī)控制電動機(jī)。為此，在100多臺成套的開關(guān)柜中，每一臺都安裝了Nord Drivesystems公司的SK 535E型變頻器（圖3）。對于舞臺驅(qū)動來說，可靠的大功率電子裝置市場情況很好，這種電子裝置可以納入到Unican全面系統(tǒng)方案的安全方案里，而且它是具有令人信服的性能價(jià)格比的一種合適的功能配置。Nord當(dāng)前的這種變頻器系列開關(guān)柜對此適用。

  SK 500E系列的所有變頻器均標(biāo)配內(nèi)置制動管理、制動斷路器、電網(wǎng)濾波器以及無傳感器的電流矢量調(diào)節(jié)裝置。該系列的基本類型配有5個可參數(shù)化的控制輸入端、兩個模擬輸入端、一個模擬輸出端和兩個繼電器輸出端，提供了靈活多樣的連接備選方案。該系列目前配備的電動機(jī)額定功率達(dá)37kW，從該系列中為杜伊斯堡劇院選出的是SK 535E系列中的機(jī)器，結(jié)構(gòu)規(guī)格為5和6，功率為11kW或22kW。除上述基本配置之外，這種型號還分別配有兩個額外的數(shù)字輸入輸出通道以及一個用于轉(zhuǎn)數(shù)和扭矩調(diào)節(jié)的TTL輸入端。SK 535E系列支持EN 954-1或者EN 13849-1（最大安全類別為4，停車類別為0和1）規(guī)定的“安全停車”功能，并配備有直接內(nèi)置于電路板上的CAN-Open接口。

  除此之外，配置范圍還包括Posicon模塊，該模塊提供性能強(qiáng)大的定位控制功能。此外SK 535E的控制卡還可以選用24V的外部電源供電。切斷功率電源后，亦可對參數(shù)數(shù)據(jù)和總線接口進(jìn)行調(diào)用，這樣就提高了在線的可使用性，還可以進(jìn)行諸如電梯疏散運(yùn)行等特殊應(yīng)用。

  采用控制100多部上部機(jī)構(gòu)和下部機(jī)構(gòu)驅(qū)動裝置的新型自動化技術(shù)，杜伊斯堡劇院就有了一套滿足SIL 3安全要求的系統(tǒng)解決方案，有了一套適用的現(xiàn)代操作裝置，并可利用觸摸屏對全部設(shè)想進(jìn)行編程。電氣設(shè)備的核心組成部分是用于舞臺驅(qū)動的成套開關(guān)柜，它們把部分仍在使用的電動機(jī)通過新型變頻器和智能軸使計(jì)算機(jī)從功能上可靠地連接到現(xiàn)代控制系統(tǒng)上。