Система управления механизмами сцены.

16.11.2023

Первые автоматизированные системы управления асинхронным приводом появились в промышленности в 60х годах прошлого столетия, перекочевав в крупные промышленные производства из военных разработок. Однако необходимость применения подобных систем в театральной механике назрела только в начале 2000х. Мощный толчок развитию и внедрению автоматизированных систем управления дало изобретение в 1968 году ПЛК – программируемых логических контроллеров, позволяющих увязать логику команд управления оборудованием с командами оператора.

Мы уже разобрались, что система управления механикой сцены может быть аналоговой - это просто кнопочное управление, компьютеризированной, когда к кнопкам добавлена обратная связь о положении механизма, но управление производится теми же кнопками на основании визуальной информации и компьютерной. Компьютерная система управления механикой сцены позволяет  не только более точное позиционирование механизмов сцены, но также ручное полуавтоматическое и автоматическое  групповое одновременное  движение выбранных механизмов, групповой переход выбранных механизмов из одного положения в другое за одинаковое время,  управление сценами, включая запоминание, добавление, изменение названия, а также произвольный выбор, переход из одной сцены в другую с определенным временем вхождения и скоростями движения каждого механизма, задание виртуальных точек останова.

Посмотрим что включает в себя компьютерная система управления механизмами сцены.

Во первых каждый механизм должен быть оснащен высокоточным датчиком угла поворота, расположенном на валу мотор редуктора механизма. Такой датчик называется энкодером и может быть двух типов инкрементальным – он выдает  при повороте вала на определенный угол импульс на счетчик +1 или -1 в зависимости от направления  вращения или абсолютным – он на выходе формирует уникальный код соответствующий тому или иному положению вала. Основное различие этих двух типов энкодеров состоит в том, что абсолютный энкодер изменит выходное значение даже если при выключенном питании  вручную провернуть вал механизма, а инкрементальный энкодер должен быть подключен к питанию при любом перемещении механизма для получения правильных данных о положении механизма. Абсолютные энкодеры для подключения к контроллеру , расположенному в шкафу управления требуют большего количества жил провода, чем инкрементальные. Так если для подключения инкрементального энкодера кроме питания и земли нужно четыре провода А+; А-;В+;В-, то для подключения абсолютного энкодера  кроме питания и земли нужно минимум 14-16 жил для достижения точности сопоставимой с инкрементальным энкодером.

Энкодер устанавливается на вторичный вал редуктора или непосредственно на вал мотора, а данные с него подаются на шкаф управления механизмом сцены.  В шкафу управления находится контроллер энкодера – плата преобразующая данные с энкодера в формат понятный пульту управления, а также имеющая свой индивидуальный адрес, при обращении к которому пульт получает информацию о положении конкретного механизма. Шкаф управления находится в непосредственной близости от управляемого мотор редуктора, это необходимо для четкой передачи данных от энкодера,  а пульт может быть достаточно далеко, находясь в другом помещении.

Во вторых должен быть сервер хранения данных о положении механизмов. В некоторых случаях  в качестве хранилища данных выступает  пульт управления.

В третьих сам пульт управления представляющий собой блок визуализации и блок управления. Обычно это два монитора, на первом из которых отображается визуальная информация о текущем положении всех механизмов сцены в пространстве и относительно друг друга, а на втором мониторе осуществляется управление механизмами посредством выбора соответствующих иконок и команд. Вместо второго монитора может быть кнопочная панель выбора механизма, выбора и запоминания сцены, а также джойстик управления направлением и скоростью движения механизма и другие кнопки быстрого доступа к командам и сценам. Обязательным является наличие кнопки стоп, которая экстренно останавливает все механизмы.

Ну и в четвертых должна быть программа пользовательского интерфейса, которая обрабатывает данные приходящие от датчиков установленных на механизмах сцены и преобразует их в визуализацию положения механизма на дисплее, а также преобразует команды оператора  в управляющие сигналы приводов механизмов сцены.

Современные компьютерные системы управления механикой сцены допускают подключение в систему управления кроме резервных  пультов управления и так называемый сервисный пульт управления, позволяющий подключиться непосредственно к шкафу управления и управлять конкретным механизмом или поочередно всеми механизмами, без возможности их группового передвижения и запоминания сцен. Такой пульт обладая урезанным, по сравнению с основным пультом управления механикой сцены функционалом является переносным, и позволяет управлять механизмами находясь непосредственно на сцене, что может быть удобным для подготовки представлений и для тестирования механизмов.

Компьютерная система управления механизма сцены позволяет не только точное позиционирование каждого механизма, но и групповое синхронное движение, а также групповой переход из одной картины в другую за заданный промежуток времени. Здесь под картиной понимается статический набор параметров, описывающий положение всех механизмов сцены в пространстве.