舞台机械控制系统故障分析

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摘要：舞台机械的检修和保养至关重要，可以迅速排查设备故障，查找设备运行时存在的隐患，确保舞台正常与安全演出。

关键词：升降吊杆；卷扬机；漏电；跳槽；变频器

0引言

随着国家经济及科学技术的进步和发展，舞台机械设计和制造有了质的飞越。优秀的设计是舞台机械安全运行的基础，而定期检修和保养则是舞台机械正常运行的保证。安全防护措施中，如吊杆和升降台中众多的节点布控了大量传感器和限位装置，通过中控系统就可以直观的监测舞台机械系统的运行状态，机械控制系统涵盖了舞台的众多支点，通过中控系统就能完成舞台机械的升降平移等复杂动作。一旦出现故障，应及时排查和消除隐患。虽然多数故障出在表面，容易排出，但有些隐性故障，则难以发现，也不容易找到发生故障的部位和原因。

1舞台机械系统简介

舞台机械是为戏剧、歌舞、音乐会等艺术表演而专门在剧场舞台安装的机械设备，现代化的舞台有多种舞台机械组合而成，采用计算机系统控制，是机电一体化高度融合的系统设备。从设备安装的位置来分，可分为台上部分和台下部分：台上（舞台的台面以上）部分主要包括防火幕、大幕、银幕架、假台口、电动吊杆等舞台机械，台下部分主要有各类升降台及升降乐池等。由于财力所限，一般剧场都不把升降舞台作为自己的选项，本文主要结合常见舞台的台上机械进行分析。

2常见故障分类

2.1电路故障

（1）电力传输系统出现漏电情况。舞台机械的电力控制系统，根据设计原则，所有的电缆线中间都不留接口，一根电缆直通到控制节点。而一些特殊情况下，厂家生产的电缆线长度不能满足现场的施工需求，施工人员则通过焊接的方式延长电缆线的长度，且可靠的焊接和绝缘处理对正常使用是有保障的。由于施工人员的水平参差不齐，未能按要求进行焊接或绝缘处理，虽然短时间使用不会出现问题，但经过三五年后，节点自行氧化，就会出现焊点断裂及绝缘破损等情况，致使漏电情况发生。（2）电力传输系统出现压降过大情况。大型场馆建设时，都有严格的监督管理措施。但也个别的施工单位，在施工中偷工减料，使用不符合线径要求的电缆，在远距离传输时导致压降过大，致使电动设备不能正常运行等。

2.2机械故障

电动吊杆是舞台机械的主要起降设施之一，其悬挂在舞台的正上方，安全至关重要。每根吊杆都有严格的承重标准，施工验收时需进行过载能力的测试，以便给使用方提供切实可靠的数据，防止吊杆悬挂超重的舞台设备。由于吊杆使用频率较高，难免会出现抖动、速度异常等故障。（1）吊杆系统故障。电动吊杆的减速系统包括机械减速和电子减速。两种减速方式互有利弊，机械减速是依靠齿轮来实现减速运行的，所以齿轮箱要及时加注润滑油，以确保润滑。如果缺油，升降过程中就会发出较大的机械摩擦声，而给演出或录音等带来影响。电子减速是依靠变频器实现减速的，变频器在长期带电状态下工作或待机时，会受环境或自身质量的制约，如舞台上部通常比下面高出（7～8）℃，甚至更高，长此以往就会影响到变频器的精度，而使变频器失灵。电动吊杆在长期使用中，钢丝绳在升降过程可能会出现跳槽、松绳等情况。造成卷扬机滚筒钢丝绳的收放跳槽原因：①钢丝绳长时间受力，吊杆悬挂重物不均衡导致整体失衡；②钢丝绳长期使用后出现毛边现象，影响卷扬；③导槽内落入异物，致使钢丝绳错位缠绕；④防冲顶和防触底限位开关失灵等。（2）升降台故障。升降台控制系统失控后，会造成错位剪切等严重后果，故障原因大多因防剪切开关失灵而致。

2.3防火幕系统故障

防火幕设计有独立的升降系统，结构由金属框架结构焊接组合而成，主体比较沉重，升降过程比较缓慢，提升防火幕一次到位，而下降过程分一次下降和二次下降，运行故障主要出在变频器控制系统以及限位开关中。

2.4大幕机系统故障

剧场大都设有大幕机控制系统，在开幕和闭幕时不可或缺。大幕的升降利用吊杆系统来统一控制，左右开合则单独控制，故障是由限位开关失效或运行脱轨所引起。

2.5假台口故障

假台口分为左右开合及上下升降两部分，主要由电机带动链条控制台口的大小，故障主要出在限位开关失灵和链条缺少保养所致。

2.6银幕架控制系统故障

影剧院都设计了独立的银幕架，系统控制与吊杆一样，也包括上升和下降等，但增加了宽窄银幕和纱幕的开合功能，常见故障与吊杆大致相同。随着LED（LightEmittingDiode，发光二极管）大屏的普及，银幕架已基本被淘汰。

3故障排查

（1）直观审视法。故障出现时大多会有一些先兆，因此应经常对舞台机械做细致的观察，看吊杆、银幕架等可升降的设备有无异常的声音，运转是否平稳，速度是否正常，线路在工作时有无焦糊的味道等。发现故障应迅速找出，或请有经验的师傅按故障现象查找根源。（2）仪器仪表法。舞台机械的中控系统会对大多数故障有直观的显示信息，根据提示信息，可用仪表测试的相关参数作为判断故障的依据，有些隐性故障靠直观法可能会出现错觉或带来错误导向，但用仪表就能纠正错误的判断，从根本上解决问题。（3）替代法。若怀疑某个部位出现问题，但又不能判断是否为故障点时，可用正常的部件进行替换，以判断故障是否存在。（4）定期巡检法。按时对舞台机械关键部位进行定期的安全检测，寻找设备中存在的安全隐患，尤其是各类限位开关，应用仪表检测是否能够正常工作，以期把隐患消除在萌芽状态。

4舞台机械系统故障的防范

（1）为防范舞台机械控制系统出现故障，应定期对设备进行保养与维护，检查钢丝绳的挂载状态是否正常，表面有无毛刺，磨损是否严重；检查卷扬机及滑轮是否运行灵活，固定点位有无松动，定期对减速器加注润滑油；检查大幕、防火幕、假台口的运行导轨，是否属正常状态。（2）定期检查电缆线，如有无老化或鼠咬等，发现异常应及时更换；对工作频繁的限位开关，应检测触点是否可靠，对已变形的限位开关，无论能否正常工作都应及时更新。（3）对变频器类设备，应定期检查其工作状态。因为当电压波动较大时，加上长期处于带电状态，其使用周期会变短，所以为保障安全运行应及时予以更换。

5舞台机械故障的快速排除

舞台机械设备通常在演出时才会使用（检修保养除外），因此使用的时候也是故障凸显的时候，能否快速的解决问题，已成为能否保证顺利使演出的关键。在积累了日常维护经验予以保驾护航外，应急方案也可助一臂之力，所以说沉着冷静定能迅速判断故障原因，并顺利解决问题。

参考文献

［1］段慧文.舞台机械工程验收中的常见问题和控制系统设计［J］.演艺科技，2010（5）：68-69.

［2］熊晓兵.基于安全性的舞台机械防护装置研究［J］.中国机械，2013（15）：21-22.

［3］杜安坤，董强，亢勇，杨永魁.论中国舞台机械电气控制系统的安全［J］.演艺科技，2017（3）：92-95.

作者：耿传庆 单位：曲阜师范大学