DE3233788A1 - Steuerungsanlage fuer eine buehnenmaschinerie - Google Patents

Steuerungsanlage fuer eine buehnenmaschinerie

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DE3233788A1 DE19823233788 DE3233788A DE3233788A1 DE 3233788 A1 DE3233788 A1 DE 3233788A1 DE 19823233788 DE19823233788 DE 19823233788 DE 3233788 A DE3233788 A DE 3233788A DE 3233788 A1 DE3233788 A1 DE 3233788A1
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Herm. Dipl.-Ing. 6095 Ginsheim-Gustavsburg Ploss
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    • A63J1/02Scenery; Curtains; Other decorations; Means for moving same
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    • G05B19/02Programme-control systems electric
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    • G05B19/4141Structure of the control system, e.g. common controller or multiprocessor systems, interface to servo, programmable interface controller characterised by a controller or microprocessor per axis
    • GPHYSICS
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Description

  • Steueranlage für eine Bühnenmaschinerie
  • Die Erfindung betrifft eine Steueranlage für eine Bühnenmaschinerie mit einer Obermaschinerie, die Antriebe für ortsfeste und bewegliche Züge oder dergleichen enthält, und mit einer Untermaschinerie, die Antriebe für anheb- und absenkbare und/oder verschiebbare Bünnenbodenteile, beispielsweise Podeste, Hebetische und dergleichen enthält.
  • Bei der technischen Ausstattung von Bühnen unterscheidet man eine Obermaschinerie, zu der in erster Linie ortsfeste und bewegliche Seilzüge gehören, die durch das Bühnenpersonal vom Schnürboden oder von der Seitengalerie aus zum Heben, Senken usw. von Kulissen, Beleuchtungseinrichtungen usw. verwendet werden. Kulissen müssen dabei nicht nur von einem Ort zum anderen geschafft werden, sondern es werden auch andere Bewegungen verlangt, beispielsweise ein Schwenken oder Kippen. Außerdem müssen synchrone Bewegungen von zwei oder mehr Zügen möglich sein, wenn diese gemeinsam eine Kulisse bewegen. Im Unterschied zur Obermaschinerie ist die Untermaschinerie für das liegt ben und Senken sowie auch Verschieben von Buhnenbodentei len, und zwar insbesondere Podesten und Hebetischen, verantwortlich. Da£ür werden neben elektrischen Antrieben auch insbesondere Hydraulikzylinder verwendet, die durch Ventile direkt oder elektrisch gesteuert werden.
  • Bedingt durch die lange historische Entwicklung der Bühnentechnik sind die Obermaschinerie und die Untermaschinerie getrennt gebaut und auch bedient worden.
  • Daher waren aneinander angepaßte oder sogar synchrone Bewegungen von Teilen der Ober- und Untermaschinerie nur durch eine geübte manuelle Bedienung der jeweiligen Antriebe und auch dann nur unvollkommen möglich.
  • Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Steueranlage für die Ober- und Untermaschinerie einer Bühne zu schaffen, die aufeinander abgestimmte und synchrone Bewegungen von Teilen der Ober- und Untermaschinerie automatisch und gesichert ermöglicht. Es sollen auch komplizierte Bewegungsabläufe unter Beteiligung der Ober- und Untermaschinerie möglich sein, wobei aber in allen Fällen insbesondere eine Gefährdung von Schauspielern und Personal vermieden wird.
  • Ausgehend von einer Steueranlage der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Ober- und die Untermaschinerie je eine Rechneranlage £ür die Steuerung von einzelnen und gemeinsamen Bewegungen der Züge bzw. der Bühnenbodenteile besitzt und daß die beiden Recnneranlagen zur Synchronisierung von Bewegungen der Antriebe von Teilen der Obermaschinerie einerseits und der Untermaschinerie andererseits miteinander verbunden sind.
  • Diese Lösung ist dadurch möglich geworden, daß erstmalig das bisher in langer Entwicklung beibehaltene Konzept einer getrennten Ausführung der Ober- und Untermaschinerie verlassen worden ist und sozusagen eine Synchronisierverbindung zwischen.den beiden Anlagen geschaffen wurde.
  • Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • So kann vorgesehen sein, daß die Rechneranlagen je individuelle Antriebsrechner, einen gemeinsamen Vermittlungsrechner, eine diese Rechner verbindende Sammelleitung sowie ein Bedienpult mit Bedienrechner aufweisen, der über eine serielle Schnittstelle mit dem Vermittlungsrechner verbunden ist, und daß die Sammelleitung beiden Rechneranlagen gemeinsam ist. Solche Rechneranlagen mit einem f-unktionsgerecht verteilten Rechnernetzwerk bieten ideale Voraussetzungen für die Ausführung auch komplizierter Bewagungen,- wobei die- einzelnen Abläufe gespeichert sein können und auch parallel und abgestimmt aufeinander durchführbar sind. Kulissen, die an mehreren Zügen hängen, können auch bei ungleichmaßigerLastverteilung nicht nur synchron bewegt, sondern auch gekippt und geschwenkt werden, wobei die hierfür erforderlichen Geschwindigkeitsabstufungen automatisch errechnet werden. Alle Bewegungen der Züge werden einzeln und unter Beachtung möglicher gegenseitiger Kollisionen überwacht, so daß die Risiken für die Schauspieler und das Personal wesentlich verringert sind. Die Freizügigkeit der Bewegungen gilt in gleicher Weise auch für die Teile der Untermaschinerie,und zusätzlich können Teile der Ober- und der Untermaschinerie uneingeschränkt und gesichert synchron miteinander bewegt werden. Die gemeinsame Sammelleitung vereinfacht und erleichtert den dazu erforderlichen Datenaustausch zwischen den weiden Rechneranlagen.
  • Eine weitere Bedienungsvereinfachung ergibt sich in Weiterbildung der Erfindung dadurch, daß die beiden Rechneranlagen einen gemeinsamen Vermittlungsrechner mit Bedienrechner und Bedienpult besitzen. Im Ergebnis liegt dann eine gemeinsame Steueranlage mit gemeinsamer Rechneranlage für die Ooer- und Untermaschinerie vor.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 schematisch einen Ausschnitt einer Bühne mit einer Ober- und einer Untermaschinerie; Fig. 2 die Struktur der Rechneranlagen zur Steuerung der Ober- und Untermaschinerie.
  • Bei dem stark schematisierten Bühnenausschnitt gemäß Fig. 1 steht ein Kulissenteil 1 auf einem Hebetisch 2, dessen Antrieb 3 unter dem Bühnenboden 4 angeordnet ist. Gleichzeitig hängt das Kulissenteil 1 an drei Seilzügen 5, deren Antriebe 6 sich zusammen mit weiteren Antrieben auf dem Schnürboden 7 befinden. Ein weiteres Kulissenteil 8 steht auf einem Podest 9 mit Antrieb 10, der beispielsweise ein Hydraulikzylinder sein kann, und nängt gleichzeitig an einem Zug 5 mit Antrieb 6.
  • Zur Steuerung der Obermaschinerie mit den Zügen 5 und ihren Antrieben 6 einerseits und der Untermascninerie mit dem Hebetisch und dem Podest 9 sowie den Antrieben 3, 10 ist je eine Rechneranlage vorgesehen, die in Fig. 2 oberhalb bzw. unterhalb der Bildmitte dargestellt sind. Da die beiden Rechneranlagen im wesentlichen identisch ausgebildet sind, werden für gleiche Teile gleiche Bezugszeicheh verwendet, wobei jedoch zur Unterscheidung die Teile der Rechneranlage für die Untermaschinerie im unteren Teil der Fig. 2 eine zusätzliche Hunderter-Ziffer besitzt.
  • Jedem der Antriebe 3, 6, 10 ist individuell je ein Antriebsrechner 20, 120 zugeordnet, wobei bei einem Ausführungsbeispiel ca. 80 Antriebsrechner 20 für die Obermaschinerie und weitere 20 Antriebsrechner 120 für die Untermaschinerie vorgesehen sein können. Die Steuerung des jeweiligen Antriebs 6; 3, 10 durch den zugeordneten Rechner 20, 120 erfolgt in an sich bekannter Weise über Leitungen 21, 121 und beim Antrieb angeordnete Leistungs-Elektronikschaltungen bekannter Art mit integrierten Schaltungen, Transistoren, Halbleiterschaltungen, Relais usw. Im wesentlichen bestimmt dabei der jeweilige Antriebsrechner die augenblickliche Geschwindigkeit (Drehzahl) des zugeordneten Antriebs zwischen dem Wert Null bis zur Maximalgeschwindigkeit.
  • Über je eine Sammelleitung 22 bzw. 122 werden den Antriebsrechnern 20, 120 Daten bezüglich der Lage des zugeordneten Antriebs zugeführt. Zur Gewinnung der Daten besitzt jeder Antrieb einen oder mehrere Istwert-Geber (nicht dargestellt) bekannter Art. Außerdem ernält jeder intormationen Antriebsrechner 20, 120 über eine Leitung 23, von einem oder mehreren zugeordneten Endschaltern (nicht dargestellt). Schließlich werden den Antriebsrechnern 20, 120 über Leitungen 24, 124 Störmeldungen zugeführt, beispielsweise von den Istwert-Gebern, von Seilüberwachungseinrichtungen und dem jeweiligen Antrieb 6; 3, 10 mit seiner Steuerschaltung.
  • Die Verbindung aller Antriebsrechner 20, 120 untereinander sowie mit noch zu beschreibenden Vermittlungsrechnern 25, 125 erfolgt über eine gemeinsame, vieladrige Sammelleitung (Bus) 26. Diese stellt daher eine Verbindung zwischen den Rechneranlagen für die Ober- bzw.
  • Untermaschinerie dar. Die Antriebsrechner 20, 120 sind im wesentlichen identisch aufgebaut und enthalten beispielsweise einen Mikroprozessor vom Typ Intel 8085 mit zugeordnetem Programm- und Schreib-Lese-Speicher sowie peripheren Schaltungen. Die einzelnen Antriebsrechner lassen sich auf zwei Druck schaltungskarten vom doppelten Europaformat unterbringen und belegen aufeinandergesteckt zusammen je einen Bussteckplatz üblicher Art, die durch die doppeltgerichteten Pfeile 29 bzw. 129 symbolisch dargestellt sind. Ein Programm mit einer Länge von etwa 4 Kilobyte reicht zur Steuerung jedes Antriebsrechners aus. Die Antriebsrechner 20 einerseits und 120 andererseits sind zweckmäßig zusammen mit dem ähnlich aufgebauten Vermittlungsrechner 25 bzw. 125 in einem gemeinsamen Schaltschrank (nicht gezeigt) untergebracht, der auch die erforderlichen Stromversorgungseinrichtungen enthält. Gegebenenfalls können auch alle Antriebsrechner 20, 120 und Vermittlungsrechner 25, 125 zusammen untergebracht werden.
  • Wie bereits erwähnt, sind die Vermittlungsrechner 25, 125 ähnlich wie die Antriebsrechner 20, 120 und unter Verwendung des gleichen Mikroprozessors aufgebaut. Zusätzlich besitzen die Vermittlungsrechner 25, 125 jedocn je zwei serielle Schnittstellen V24, die über zugeordnete Leitungen 27, 28 bzw. 127, 128 einen Datenverkehr mit 9200 Baud mit einem Bedienrechner 30 bzw. 130 und zugeordnetem Bedienpult 31 bzw. 131 ermöglichen. Die Leitungen 27, 28 , 127, 128 können verhältnismäßig lang sein, beispielsweise 50 m.
  • Räumlich sind die Bedienrechner 30, 130 in ihrem jeweiligen Bedienpult 31 bzw. 131 untergebracht, die unter besonderer Berücksichtigung der Kenntnisse und Fähigkeiten des Schnürbodenpersonals und abhängig vom Funictionsumfang auf die Bedürfnisse des jeweiligen Theaterbetriebs zugeschnitten sind. Die Bedienrechner sind jeweils auf einer Anzahl von Druckschaltungskarten im Europaformat um einen Mikroprozessor als Kern herum angeordnet. Neben den Schnittstellenschaltungen auf besonderen Karten ist je ein Programmspeicher mit beispielsweise 40 Kilobyte und je ein batteriegepufferter Schreib-Lese-Speicher mit beispielsweise 16 Kilobyte erforderlich.
  • Das Bedienungspult 31 besitzt bei einem Ausführungsbeispiel etwa 300 Tasten, 250 Leuchtdioden und 100 Ziffernanzeigedekaden, die ebenfalls auf Druckschaltungskarten angeordnet sind. Die Verbindung zwischen dem Bedienpult 31 bzw. 131 und dem jeweiligen Bedienrechner 30, 130 erfolgt über getrennte Eingangs/Ausgangs-Sammelleitungen (nicht gezeigt).
  • Vor der Bescnreibung eines Beispiels für die Ausführung einer Bedienung sollen die Aufgaben der einzelnen Rechner mit zugeordneten Schaltungsanordnungen sowie deren Zusammenwirken erläutert werden.
  • Die'jeweils einem Antrieb 6; 3, 10 zugeordneten Antriebsrechner 20, 120 führen unter Verwendung der über die Sammelleitung 22 bzw. 122 übertragenen Daten von zugeordneten Gebern Lagemessungen des jeweiligen Antriebs durch und erkennen Geberfehler. Sie ermöglichen jeweils einen disziplinierten Zugriff zur gemeinsamen Sammelleitung 26 zur Entgegennahme von Fahr befehl en sowie Befehlen zur Zusammenstellung von Gruppen von Antrieben sowie zur Rückmeldung von Fehlern und Lage-Istwerten. Anhand des geforderten Wegsynchronismus zu den übrigen Gruppenmitgliedern ermitteln die Antriebsrechner 20, 120 jeweils Geschwindigkeits-Sollwerte und regeln die Geschwindigkeit des zugeordneten Antriebs. Die Geschwindigkeitsregelung Kann mit einem Proportional- und einem Integralanteil erfolgen, wobei Proportionalreglerbauteile bekannter Art verwendet werden und der Integralanteil mit Hilfe des Rechnerprogramms verwirklicht ist. Schließlich führt jeder Antriebsrechner 20, 120 noch eine Sicherheitsüberwachung durch, insbesondere eine Schleppfehler- und Schlaffseilüberwachung, sowie eine Überwachung von Endschaltern.
  • Die zugehörigen Signale werden über die Leitungen 23, 24 bzw. 123, 124 zugeführt.
  • Die Vermittlungsrechner 25, 125 naben folgende Aufgaben. Sie führen den Datenverkehr mit dem jeweili- gen Bedienrechner 30, 130 über die seriellen Schnittstellen und die Leitungen 27, 28 bzw. 127, 128 durch, wobei automatisch eine Umschaltung von der normalen Schnittstelle mit der Leitung 27 bzw. 127 auf eine Ersatzschnittstelle mit der Leitung 28 bzw. 128 im Falle von Störungen erfolgt. Außerdem übertragen die Vermittlungsrechner 25, 125 die jeweiligen Datenfolgen an ihre Antriebsrechner 20 bzw. 120 sowie Bedienrechner 30 bzw. 130, wobei eine Interpretation und Zwischenspeicherung der Datenfolgen in ausreichend großen Pufferspeichern erfolgt. Im Vermittlungsrechner wird auch eine Liste der jeweiligen Leitantriebe von Gruppenzusammenstellungen als Ansprechpartner für die jeweiligen Geschwindigkeits-, Fahr- und Haltbefehle geführt. Weitere Listen im Vermittlungsrechner 25, 125 enthalten die Istwerte aller Antriebe, wobei die jeweiligen Daten durch vom Antriebsrechner abhängiges Auslesen der Istwert-Geber gewonnen werden. Anhand der Istwerte kann der Vermittlungsrechner 25 bzw. 125 durch Vergleich der Mitglieder einer Gruppenzusammenstellung eine zusätzliche Synchronismus-Überprüfung durchführen. Um gemeinsame, synchrone Bewegungen von Antrieben 6 der Obermaschinerie und Antrieben 3, 10 der Untermaschinerie zu ermöglichen, können Gruppenzusammenstellungen auch unter Einschluß von Antrieben beider Anlagen erfolgen. Diese Gruppenzusammenstellungen werden dann entweder dem Vermittlungsrechner 25 oder dem Vermittlungsrechner 125 zugeordnet, wobei dann die Bedienung für die Gruppenzusammenstellungen vom Bedienpult 31 bzw. vom Bedienpult 131 aus erfolgt. Die Vermittlungsrechner 25 bzw. 125 übertragen auch Fehlermeldungen von den Antriebsrechnern 20 bzw. 120 zu den Bedienrechnern 30 bzw. 130 und führen dabei eine Fehlerliste, um Mehrfach-Meldungen bei andauernden Fehlerzuständen.::zu vermeiden und Fehlerquittierungsmeldungen vom Bedienpult 31 bzw. 131 zu registrieren. Schließlich überprüfen die Vermittlungsrechner 25, 125 die Datenwege zu allen übrigen. Rechnern und leiten bei auftretenden Feh -lern entsprechende Maßnahmen ein, beispielsweise Umschalten auf eine Reserve, Fehlermeldung, Abschaltung der ent- sprechenden Antriebsgruppe, Not-Aus.
  • Die Bedienrechner 30, 130 verwalten die Tasten und Anzeigen ihres Bedienpultes 31, 131, speichern Fahrbefehlsabläufe, verwalten den zugehörigen Speicher, editieren Gruppenzusammenstellungen und interpretieren die jeweiligen Zusammenstellungen. Außerdem übermitteln die Bedienrechner Fahrbefehle und Zusammenstellungsbefehle über die seriellen Schnittstellen und die zugehörigen Leitungen 27, 28 bzw. 127, 128 an den zugeordneten Vermittlungsrechner 25 bzw. 125. Schließlich verwalten die Bedienrechner 30, 130 die Meisterschalter im Bedienpult, die Fahrhebel für die Gruppengeschwindigkeit von Antriebszusammenstellungen darstellen.
  • Es sei jetzt ein Bedienbeispiel betracntet: Das Kulissenteil 1 (Fig. 1) steht auf dem Hebetisch 2 und hängt gleichzeitig an drei Zügen 5, die ein Teil des Gewichtes tragen und außerdem ein Umfallen verhindern. Für eine Aufführung soll das Kulissenteil 1 die dargestellte, untere Lage dicht oberhalb des Bühnenbodens 4 und eine nicht gezeigte, obere Lage einnenmen. In der Einrichtphase werden zunächst in Einzelfahrt der Hebetisch 2 und die beteiligten Züge 5 in die zur unteren Lage passende Stellung gefahren und die Züge 5 dann eingehängt. Diese Position ist dann die Anfangslage einer Bewegung, die anschließend mittels des Bedienpultes 31 in ein sogenanntes Gruppenfeld eingegeben wird. Alternativ kann auch das Bedienpult 131 benutzt werden. Über ein Zifferntastenfeld des Bedienpultes werden anschließend die Positionswerte des Hebetisches 2 und eines Zuges 5 in der gewünschten oberen Lage eingetastet. Der Bedienrechner 30 errechnet dann automatiscn die Positionswerte der übrigen Züge 5.
  • Bei entsprechender Programmierung genügt es auch, den Positionswert nur des He.betisches oder nur eines Zuges 5 einzutasten, wobei der Bedienrechner dann jeweils die anderen Positionswerte bestimmt. Gegebenenfalls läßt sich das Kulissenteil 1 aus der oberen Lage dann in weitere Lagen bringen, wobei jeweils die vorhergehend erreichte Lage als neue Anfangslage benutzt wird. Bei der Berechnung der Positionswerte muß der Bedienrechner nicht nur Lagewerte, sondern auch Beschleunigungswerte berechnen, weil die An triebe für die Ober- und Untermaschinerie wegen der unterschiedlichen Massen sehr unterschiedliche Charakteristiken habent Dem Gruppenfeld wird dann ein Meisterschalter zugeordnet, so daß die Bewegung des Kulissenteils 1 zwischen den jeweiligen Lagen mit beliebiger Geschwindigkeit ausgeführt werden kann. Entsprechend läßt sich eine Gruppenzusammenstellung für das Kulissenteil 8 mit dem Hebetisch 9 und dem Zug 5 sowie deren Antrieben 10 bzw. 6 durchführen. Dem entsprechenden Gruppenfeld wird dann ein weiterer Meisterschalter zugeordnet. Die Richtung und Geschwindigkeit der Bewegungen, die die Kulissenteile 1 bzw.
  • 8 ausführen, entspricht dabei der Richtung und dem Betrag, mit dem der jeweilige Meisterschalter ausgelenKt wird.
  • Falls gewünscht , kann jederzeit eine Richtungsumkehr durchgeführt und im Rahmen der Meßgenauigteit zum Ausgangspunkt zurückgefahren werden. Da die Bewegungen der Einzelantriebe 3, 6, 10 über den jeweiligen Weg synchronisiert sind, verhindert auch eine häufige Richtungsumkehr die Lage (Figur) der Kulissenteile 1 bzw. 8 nicht.
  • Die steuerungstechnische Verknüpfung zur Untermaschinerie ist auf den Sicherheitsbereich (Kollisionsbereich) auszulegen. Es ist also ein szenisches Zusammenwirken von Ober- und Untermaschinerie und ein entsprechendes Verknüpfen der Steuerungsbereiche erforderlich. Beim Zusammenwirken von Ober- und Untermaschinerie zum Verschwenken einer schweren Bodentafel (Plafond oder Bühnenwagen mit eingebauter Drehscheibe usw.) entlastet z.B. eine gelenkige Unterstützung über eine Versenkung (Podium) die Prospektzüge, verhindert Schaukelbewegungen des angehängten Objektzuges und begünstigt die Statik der Bodentafel usw. Eine gleichzeitige Durchführung der hierbei erforderlichen Bewegungsabläufe ist nur mit rechnergesteuerten Antrieben durchführbar.
  • Leerseite

Claims (3)

  1. "Steuerungsanlage für eine Bühnenmaschinerie" Patentansprüche X Steueranlage für eine Bühnenmaschinerie mit einer O aschinerie, die Antriebe (6) für ortsfeste und bewegliche Züge (5) odgl. enthält, und mit einer Untermaschinerie, die Antriebe (3, 10) für anheb- und absenkbare und/oder verscnie.bbare Bühnenbodenteile, beispielsweise Podeste (9), Hebetische (2) udgl., enthält, dadurch gekennzeichnet daß die Ober- und die Untermaschinerie je eine Rechneranlage (20, 25, 30) für die Steuerung von einzelnen und gemeinsamen Bewegungen der Züge (5) bzw. der Bühnenbodenteile (2, 9) besitzt, und daß die beiden Rechneranlagen zur Syncrhonisierung von Bewegungen der Antriebe (6; 3, 10) von Teilen der Obermaschinerie einerseits und der Untermaschinerie andererseits miteinander verbunden (26) sind.
  2. 2. Steueranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechneranlagen je individuelle Antriebsrechner (20; 120), einen gemeinsamen Vermittlungsrechner (25-; 125), eine diesen Rechner verbindende Sammelleitung (26) sowie ein Bedienpult (31; 131) mit Bedienrechner (30; 130) aufweisen, der über eine serielle Schnittstelle mit dem Vermittlungsrechner (30; 130) verbunden ist, und daß die Sammelleitung (26) beiden Rechneranlagen gemeinsam ist.
  3. 3. Steueranlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Rechneranlagen einen gemeinsamen Vermittlungsrechner jJ1 Bedienrechner und Bedienpult besitzen.
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