舞臺機械控制系統故障分析

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摘要：舞臺機械的檢修和保養至關重要，可以迅速排查設備故障，查找設備運行時存在的隱患，確保舞臺正常與安全演出。

關鍵詞：升降吊桿；卷揚機；漏電；跳槽；變頻器

0引言

隨著國家經濟及科學技術的進步和發展，舞臺機械設計和制造有了質的飛越。優秀的設計是舞臺機械安全運行的基礎，而定期檢修和保養則是舞臺機械正常運行的保證。安全防護措施中，如吊桿和升降臺中眾多的節點布控了大量傳感器和限位裝置，通過中控系統就可以直觀的監測舞臺機械系統的運行狀態，機械控制系統涵蓋了舞臺的眾多支點，通過中控系統就能完成舞臺機械的升降平移等復雜動作。一旦出現故障，應及時排查和消除隱患。雖然多數故障出在表面，容易排出，但有些隱性故障，則難以發現，也不容易找到發生故障的部位和原因。

1舞臺機械系統簡介

舞臺機械是為戲劇、歌舞、音樂會等藝術表演而專門在劇場舞臺安裝的機械設備，現代化的舞臺有多種舞臺機械組合而成，采用計算機系統控制，是機電一體化高度融合的系統設備。從設備安裝的位置來分，可分為臺上部分和臺下部分：臺上（舞臺的臺面以上）部分主要包括防火幕、大幕、銀幕架、假臺口、電動吊桿等舞臺機械，臺下部分主要有各類升降臺及升降樂池等。由于財力所限，一般劇場都不把升降舞臺作為自己的選項，本文主要結合常見舞臺的臺上機械進行分析。

2常見故障分類

2.1電路故障

（1）電力傳輸系統出現漏電情況。舞臺機械的電力控制系統，根據設計原則，所有的電纜線中間都不留接口，一根電纜直通到控制節點。而一些特殊情況下，廠家生產的電纜線長度不能滿足現場的施工需求，施工人員則通過焊接的方式延長電纜線的長度，且可靠的焊接和絕緣處理對正常使用是有保障的。由于施工人員的水平參差不齊，未能按要求進行焊接或絕緣處理，雖然短時間使用不會出現問題，但經過三五年后，節點自行氧化，就會出現焊點斷裂及絕緣破損等情況，致使漏電情況發生。（2）電力傳輸系統出現壓降過大情況。大型場館建設時，都有嚴格的監督管理措施。但也個別的施工單位，在施工中偷工減料，使用不符合線徑要求的電纜，在遠距離傳輸時導致壓降過大，致使電動設備不能正常運行等。

2.2機械故障

電動吊桿是舞臺機械的主要起降設施之一，其懸掛在舞臺的正上方，安全至關重要。每根吊桿都有嚴格的承重標準，施工驗收時需進行過載能力的測試，以便給使用方提供切實可靠的數據，防止吊桿懸掛超重的舞臺設備。由于吊桿使用頻率較高，難免會出現抖動、速度異常等故障。（1）吊桿系統故障。電動吊桿的減速系統包括機械減速和電子減速。兩種減速方式互有利弊，機械減速是依靠齒輪來實現減速運行的，所以齒輪箱要及時加注潤滑油，以確保潤滑。如果缺油，升降過程中就會發出較大的機械摩擦聲，而給演出或錄音等帶來影響。電子減速是依靠變頻器實現減速的，變頻器在長期帶電狀態下工作或待機時，會受環境或自身質量的制約，如舞臺上部通常比下面高出（7～8）℃，甚至更高，長此以往就會影響到變頻器的精度，而使變頻器失靈。電動吊桿在長期使用中，鋼絲繩在升降過程可能會出現跳槽、松繩等情況。造成卷揚機滾筒鋼絲繩的收放跳槽原因：①鋼絲繩長時間受力，吊桿懸掛重物不均衡導致整體失衡；②鋼絲繩長期使用后出現毛邊現象，影響卷揚；③導槽內落入異物，致使鋼絲繩錯位纏繞；④防沖頂和防觸底限位開關失靈等。（2）升降臺故障。升降臺控制系統失控后，會造成錯位剪切等嚴重后果，故障原因大多因防剪切開關失靈而致。

2.3防火幕系統故障

防火幕設計有獨立的升降系統，結構由金屬框架結構焊接組合而成，主體比較沉重，升降過程比較緩慢，提升防火幕一次到位，而下降過程分一次下降和二次下降，運行故障主要出在變頻器控制系統以及限位開關中。

2.4大幕機系統故障

劇場大都設有大幕機控制系統，在開幕和閉幕時不可或缺。大幕的升降利用吊桿系統來統一控制，左右開合則單獨控制，故障是由限位開關失效或運行脫軌所引起。

2.5假臺口故障

假臺口分為左右開合及上下升降兩部分，主要由電機帶動鏈條控制臺口的大小，故障主要出在限位開關失靈和鏈條缺少保養所致。

2.6銀幕架控制系統故障

影劇院都設計了獨立的銀幕架，系統控制與吊桿一樣，也包括上升和下降等，但增加了寬窄銀幕和紗幕的開合功能，常見故障與吊桿大致相同。隨著LED（LightEmittingDiode，發光二極管）大屏的普及，銀幕架已基本被淘汰。

3故障排查

（1）直觀審視法。故障出現時大多會有一些先兆，因此應經常對舞臺機械做細致的觀察，看吊桿、銀幕架等可升降的設備有無異常的聲音，運轉是否平穩，速度是否正常，線路在工作時有無焦糊的味道等。發現故障應迅速找出，或請有經驗的師傅按故障現象查找根源。（2）儀器儀表法。舞臺機械的中控系統會對大多數故障有直觀的顯示信息，根據提示信息，可用儀表測試的相關參數作為判斷故障的依據，有些隱性故障靠直觀法可能會出現錯覺或帶來錯誤導向，但用儀表就能糾正錯誤的判斷，從根本上解決問題。（3）替代法。若懷疑某個部位出現問題，但又不能判斷是否為故障點時，可用正常的部件進行替換，以判斷故障是否存在。（4）定期巡檢法。按時對舞臺機械關鍵部位進行定期的安全檢測，尋找設備中存在的安全隱患，尤其是各類限位開關，應用儀表檢測是否能夠正常工作，以期把隱患消除在萌芽狀態。

4舞臺機械系統故障的防范

（1）為防范舞臺機械控制系統出現故障，應定期對設備進行保養與維護，檢查鋼絲繩的掛載狀態是否正常，表面有無毛刺，磨損是否嚴重；檢查卷揚機及滑輪是否運行靈活，固定點位有無松動，定期對減速器加注潤滑油；檢查大幕、防火幕、假臺口的運行導軌，是否屬正常狀態。（2）定期檢查電纜線，如有無老化或鼠咬等，發現異常應及時更換；對工作頻繁的限位開關，應檢測觸點是否可靠，對已變形的限位開關，無論能否正常工作都應及時更新。（3）對變頻器類設備，應定期檢查其工作狀態。因為當電壓波動較大時，加上長期處于帶電狀態，其使用周期會變短，所以為保障安全運行應及時予以更換。

5舞臺機械故障的快速排除

舞臺機械設備通常在演出時才會使用（檢修保養除外），因此使用的時候也是故障凸顯的時候，能否快速的解決問題，已成為能否保證順利使演出的關鍵。在積累了日常維護經驗予以保駕護航外，應急方案也可助一臂之力，所以說沉著冷靜定能迅速判斷故障原因，并順利解決問題。

參考文獻

［1］段慧文.舞臺機械工程驗收中的常見問題和控制系統設計［J］.演藝科技，2010（5）：68-69.

［2］熊曉兵.基于安全性的舞臺機械防護裝置研究［J］.中國機械，2013（15）：21-22.

［3］杜安坤，董強，亢勇，楊永魁.論中國舞臺機械電氣控制系統的安全［J］.演藝科技，2017（3）：92-95.

作者：耿傳慶 單位：曲阜師范大學