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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)考驗的機械裝置和大部分使用已久的減速馬達雖然仍在繼續(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到了SIL 3的安全要求。它包括HMI操作臺、功能強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，負責在演出過程中的適當時間為舞臺搬運更換布景時所用到的厚重幕布，隨時將聚光燈更換到適當?shù)奈恢茫蛘呤挂粝裨O(shè)備精確協(xié)調(diào)地運行。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行操作，可隨時監(jiān)控，也可對舞臺上部機構(gòu)和下部機構(gòu)中多達240個驅(qū)動裝置進行靈活的演示編程。

  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)備在實際運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。由于同時還要搬運重物，更增加了潛在的危險性。為了避免發(fā)生嚴重的事故，安全措施成為不可推卸的責任。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行，也可以用內(nèi)置于相應鋁制底座中的鍵盤進行，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，以備可能發(fā)生的地點變化。作為固定位置的補充，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型軸向計算機。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，原則上也適應液壓驅(qū)動和氣動方案。控制器提供雙重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)置的緊急停車繼電器。對于SIL 3的應用，Unican提供的軸線計算機是雙通道結(jié)構(gòu)。

  在杜伊斯堡劇院里，軸向計算機控制電動機。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格比的一種合適的功能配置。Nord當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額定功率達37kW，從該系列中為杜伊斯堡劇院選出的是SK 535E系列中的機器，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)和總線接口進行調(diào)用，這樣就提高了在線的可使用性，還可以進行諸如電梯疏散運行等特殊應用。

  采用控制100多部上部機構(gòu)和下部機構(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通過新型變頻器和智能軸使計算機從功能上可靠地連接到現(xiàn)代控制系統(tǒng)上。