KR20160016427A

KR20160016427A - 분산제어 방식의 공연 무대기기 제어장치

Info

Publication number: KR20160016427A
Application number: KR1020140100572A
Authority: KR
Inventors: 배명종
Original assignee: 부원엔지니어링(주)
Priority date: 2014-08-05
Filing date: 2014-08-05
Publication date: 2016-02-15

Abstract

본 발명의 일 실시 예에 의하면, 공연 무대장치 운용의 안정성을 도모하면서 무대장치의 정밀 제어가 가능한 효과가 있다. 이를 위해 특히, 본 발명의 일 실시 예는, 공연 무대장치 제어시스템에 있어서, 컨트롤 룸에 설치되어 무대 제어 프로그램의 설정 및 실행을 위한 무대 제어명령을 입력 받는 메인 콘솔 스테이션; 메인 콘솔 스테이션과 함께 또는 메인 콘솔 스테이션을 대체하여 메인 콘솔 스테이션과 동일 기능으로 무대 제어 프로그램을 공유하는 서브 콘솔 스테이션; 메인 콘솔 스테이션과 서브 콘솔 스테이션을 통신 연결하기 위한 스위칭 허브; 스위칭 허브에 연결되어 메인 콘솔 스테이션 또는 서브 콘솔 스테이션의 무대 제어명령에 기반하여 부하 제어신호를 출력하고, 통신 및 제어신호 출력 경로가 이중화 구조로 설치된 제1 PLC부 및 제2 PLC부; 및 부하와 연결되는 모터부와, 출력된 부하 제어신호에 기반하여 모터부와 연결된 부하를 직접 제어하기 위한 제1 속도 제어신호, 제1 토크 제어신호 및 제1 위치 제어신호를 출력하는 드라이브와, 출력된 제1 속도 제어신호, 제1 토크 제어신호 및 제1 위치 제어신호에 따라 구동되는 모터부의 회전 수 정보를 드라이브에 출력하는 엔코더를 포함하는 단위 구동모듈;을 포함하는 분산제어 방식의 공연 무대장치 제어시스템을 포함한다.

Description

분산제어 방식의 공연 무대장치 제어시스템{LOAD DISTRIBUTION CONTROL SYSTEM FOR STAGE APPARATUS}

본 발명은 공연 무대장치 제어시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다수의 배튼의 위치 및 운동을 제어하는 PLC부의 부담을 줄여 제어 정밀도를 보다 높일 수 있는 분산제어 방식의 공연 무대장치 제어시스템에 관한 것이다.

뮤지컬의 경우 다양한 막전환이 이루어지는 공연이 많다. 2 시간여의 긴 시간동안 평균 20 ~ 30회 이상의 막전환을 하는 공연도 있다.

공연의 막전환은 무대 상부 구조물의 하나인 배튼(Batten)에 의해서 이루어진다. 배튼은 조명이나 무대장치를 와이어 등을 통해 거는 금속 파이프로서, 고정 구조물인 상부 그리드 부분에 모터가 있어서 금속 파이프 부분에 와이어를 연결하여 업 다운의 승강운동이 가능하도록 구성된다.

공연장의 기본 시설 중 무대장치는 가장 중요하면서도 기본적인 시설이라 할 수 있다. 또한 무대 배튼은 공연 시 다양한 연출효과를 위해서 전환속도 및 위치의 정밀 제어가 중요한데, 최근 이를 반영하여 신속한 무대 전환이 가능하도록 하고 있다.

그럼에도 공연의 형태가 다양해지고 빠른 막전환의 요구가 더해지고 있어 이에 부응하여 배튼의 속도와 위치의 정밀 제어에 대한 개발의 필요성이 대두된다.

본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 안출된 것으로서, 본 발명의 제1 목적은 공연 무대장치 운용의 안정성을 도모하면서 무대장치의 정밀 제어가 가능한 분산제어 방식의 공연 무대장치 제어시스템을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 제2 목적은 단위 구동모듈을 통해 각각의 부하를 정밀 제어함으로써 많은 수의 부하를 PLC부가 제어하던 종래 중앙 집중의 제어방식을 제거하고 분산 제어방식을 구현함으로써 부하의 개별 제어가 가능한 분산제어 방식의 공연 무대장치 제어시스템을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적은, 공연 무대장치 제어시스템에 있어서, 컨트롤 룸에 설치되어 무대 제어 프로그램의 설정 및 실행을 위한 무대 제어명령을 입력 받는 메인 콘솔 스테이션; 메인 콘솔 스테이션과 함께 또는 메인 콘솔 스테이션을 대체하여 메인 콘솔 스테이션과 동일 기능으로 무대 제어 프로그램을 공유하는 서브 콘솔 스테이션; 메인 콘솔 스테이션과 서브 콘솔 스테이션을 통신 연결하기 위한 스위칭 허브; 스위칭 허브에 연결되어 메인 콘솔 스테이션 또는 서브 콘솔 스테이션의 무대 제어명령에 기반하여 부하 제어신호를 출력하고, 통신 및 제어신호 출력 경로가 이중화 구조로 설치된 제1 PLC부 및 제2 PLC부; 및 부하와 연결되는 모터부와, 출력된 부하 제어신호에 기반하여 모터부와 연결된 부하를 직접 제어하기 위한 제1 속도 제어신호, 제1 토크 제어신호 및 제1 위치 제어신호를 출력하는 드라이브와, 출력된 제1 속도 제어신호, 제1 토크 제어신호 및 제1 위치 제어신호에 따라 구동되는 모터부의 회전 수 정보를 드라이브에 출력하는 엔코더를 포함하는 단위 구동모듈;을 포함하되,

단위 구동모듈은 복수로 구비되고, 드라이브는 출력된 회전 수 정보에 기반하여 부하에 대응하는 모터부에 제2 속도 제어신호, 제2 토크 제어신호 및 제2 위치 제어신호를 피드백 출력하는 것을 특징으로 하는 분산제어 방식의 공연 무대장치 제어시스템을 제공함으로써 달성될 수 있다.

여기서, 엔코더는 복수의 모터부에 대응하여 각 장착되는 복수의 앱솔루트 엔코더(absolute encoder)일 수 있다.

그리고, 엔코더의 출력된 회전 수 정보는 회전축의 회전각도 정보를 포함하고, 드라이브가 출력하는 제1,2 속도 제어신호, 제1,2 토크 제어신호 및 제1,2 위치 제어신호는, 회전각도 정보에 기반하여 결정될 수 있다.

아울러, 드라이브는 출력된 회전 수 정보에 기반한 부하의 속도 정보 및 위치 정보를 제1 PLC부 또는 제2 PLC부에 출력하고, 그리고 제1 PLC부 또는 제2 PLC부는 메인 콘솔 스테이션 또는 서브 콘솔 스테이션에 구비된 디스플레이 수단을 통해 부하의 속도 정보 및 위치 정보를 출력하는 것일 수 있다.

한편, 단위 구동모듈은 모터부의 와이어 하중을 측정할 수 있는 로드 셀(Load Cell)을 더 포함할 수 있으며, 단위 구동모듈은 와이어 하중에 대응하는 배튼의 하중 정보를 메인 콘솔 스테이션 또는 서브 콘솔 스테이션에 출력하는 것일 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 공연 무대장치 운용의 안정성을 도모하면서 무대장치의 정밀 제어가 가능한 효과가 있다.

또한, 단위 구동모듈을 통해 각각의 부하를 정밀 제어함으로써 많은 수의 부하를 PLC부가 제어하던 종래 중앙 집중의 제어방식을 제거하고 단위 구동모듈 수준의 분산 제어방식을 구현함으로써 다수의 부하를 개별 제어할 수 있어 정밀 제어가 가능한 효과가 있다.

또한, 앱솔루트 엔코더를 적용하여 기존 발생하였던 정전 시 회전 수 정보를 상실하던 문제점을 보완하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 분산제어 방식의 공연무대장치 제어 시스템의 구성을 나타낸 구성도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 분산제어 방식의 공연무대장치 제어 시스템 구성 중 PLC부와 단위 구동모듈과의 작동방식을 나타낸 도면이고,
도 3은 종래 공연무대장치 제어 시스템의 집중제어 방식을 나타낸 도면이다.

<분산제어 방식의 공연무대장치 제어 시스템>

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 분산제어 방식의 공연무대장치 제어 시스템의 구성을 나타낸 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명인 제어 시스템의 일 실시 예는 공연 무대장치 제어시스템에 있어서, 무대 제어명령을 입력 받는 메인 콘솔 스테이션(10)과, 메인 콘솔 스테이션(10)과 동일 기능으로 무대 제어 프로그램을 공유하는 서브 콘솔 스테이션(20)과, 메인 콘솔 스테이션(10)과 서브 콘솔 스테이션(20)을 통신 연결하기 위한 스위칭 허브(30)와, 부하 제어신호를 출력하고 이중화 구조로 설치된 제1 PLC부(40) 및 제2 PLC부(42)와, 제1 PLC부(40) 또는 제2 PLC부(42)의 부하 제어신호에 기반하여 부하(50)의 정밀 제어를 담당하는 단위 구동모듈(60)을 포함한다.

본 실시 예에 의하면 복수의 단위 구동모듈(60) 각각이 뮤지컬, 오페라 등의 공연무대에 설치된 복수의 부하(50) 각각과 1:1 매칭되어 속도 및 위치를 분산 제어함으로써 종래 PLC(Programmable Logic Controller)가 직접 제어하던 방식을 탈피하여 보다 정밀하고 신속한 무대장치 제어가 가능하도록 작동한다.

이하, 도 1 내지 도 3에 도시된 바를 토대로 본 실시 예의 각 구성 및 작동 방식에 대해 상술한다.

메인 콘솔 스테이션(10)과 서브 콘솔 스테이션(20)은 공연장 상부의 고정구조물에 배튼과 이에 장착된 공연장비를 포함하는 부하(50)들의 위치나 승강운동을 제어하기 위해 필요한 구성으로서, 기 작성된 큐 데이터를 통해 무대 제어명령을 입력받거나 장치 운영자에 의해 무대 제어명령을 입력받고 실행시키기 위한 수단이다. 큐 데이터 또는 운영자에 의해 입력되는 무대 제어명령은 공연 시 또는 공연의 막전환을 위해 부하(50)를 승강 또는 하강시키는 무대 제어명령일 수 있고, 특정 위치에 공연장비를 위치시키기 위한 무대 제어명령일 수 있다.

메인 콘솔 스테이션(10)은 컨트롤 룸(또는 메인 데스크)에 위치되는 반면, 서브 콘솔 스테이션(20)은 공연 무대 주변에 위치하거나 이동용으로 구비될 수 있다. 또한 서브 콘솔 스테이션(20)은 스위칭 허브(30)를 통해 메인 콘솔 스테이션(10)과 상호 데이터를 공유하도록 하여 메인 콘솔 스테이션(10)과 동일한 기능으로 큐 데이터를 등록, 편집, 저장할 수 있다. 이러한 메인 콘솔 스테이션(10)과 서브 콘솔 스테이션(20)은 키보드, 조이스틱 레버, 조작 버튼, 표시 램프 등을 포함하여 구성될 수 있다.

제1 PLC부(40) 또한, 메인 데스크에 위치하고 스위칭 허브(30)에 연결되어 메인 콘솔 스테이션 또는 서브 콘솔 스테이션(20)의 무대 제어명령에 기반하여 부하 제어신호를 출력한다. 제1 PLC부(40)로부터 출력된 부하 제어신호는 판넬룸에 위치하는 제2 PLC부(42)를 통해 복수의 단위 구동모듈(60) 각각에 출력된다. 제1 PLC부(40)와 제2 PLC부(42)는 특히, 운용기기의 안정화를 위해 통신 및 제어신호 출력 경로를 이중화 구조로 하여 설치될 수 있으며, 고속통신과 함께 전송손실을 줄이기 위해 상호 광통신으로 연결될 수 있다.

종래 PLC부(700)는 이중화 구조에도 불구하고 도 3에 도시된 바와 같이, 부하 제어신호 출력과 함께 엔코더(730, 731, 732)의 상태정보(속도 정보 및 회전 수 정보)를 수신하여 인버터(720, 721, 722)를 통해 다시 부하 제어신호를 출력해야하는 중앙 집중 방식 제어로 인해 정밀한 제어가 곤란하였다.

반면, 본 실시 예의 단위 구동모듈(60)은, 부하(50)와 연결되는 모터부(610)와, 출력된 부하(50) 제어신호에 기반하여 모터부(610)와 연결된 부하(50)를 직접 제어하기 위한 제1 속도 제어신호, 제1 토크 제어신호 및 제1 위치 제어신호를 출력하는 드라이브(620)와, 출력된 제1 속도 제어신호, 제1 토크 제어신호 및 제1 위치 제어신호에 따라 구동되는 모터부(610)의 회전 수 정보를 드라이브(620)에 출력하는 엔코더(630)를 포함하여 구성됨으로써 제2 PLC부(42)의 부담을 경감시키도록 구성하였다.

즉, 단위 구동모듈(60)은 모터부(610), 드라이브(620) 및 엔코더(630)를 포함하여 복수로 구비되고 다수의 부하(50) 각각에 1:1 로 매칭시켜 제어함과 동시에, 드라이브(620)를 통해 부하(50)의 정밀 위치제어와 속도제어가 가능하도록 구성하였으며, 이를 통해 단위 구동모듈(60) 수준에서 부하(60)의 위치 및 속도의 정밀 제어를 하도록 작용한다.

정밀 제어 방식은 도 2에 도시된 바와 같이, 일단 제2 PLC부(42)가 부하 제어신호를 출력하면 드라이브(620)는 모터부(610)에 부하(50)를 직접 제어하기 위한 제1 속도 제어신호, 제1 토크 제어신호 및 제1 위치 제어신호를 출력하고, 엔코더(630)는 출력된 제1 속도 제어신호, 제1 토크 제어신호 및 제1 위치 제어신호에 따라 구동되는 모터부(610)의 회전 수 정보를 드라이브(620)에 출력하게 된다. 이후, 드라이브(620)는 출력된 회전 수 정보에 기반하여 부하(50)에 대응하는 모터부(610)에 제2 속도 제어신호, 제2 토크 제어신호 및 제2 위치 제어신호를 피드백 출력한다. 여기서, 엔코더(630, 631, 632)는 복수의 모터부(610, 611, 612)에 대응하여 각 장착되는 복수의 앱솔루트 엔코더(absolute encoder)일 수 있다. 앱솔루트 엔코더는 회전축의 회전각도 정보를 제공할 수 있으므로 위치의 정밀도 및 운동 속도의 정밀도를 구현하는 데 도움이 된다.

그리고, 드라이브(620)는 출력된 회전 수 정보에 기반한 부하(50)의 속도 정보 및 위치 정보를 제1 PLC부(40) 또는 제2 PLC부(42)에 출력할 수 있는 데, 제1 PLC부(40) 또는 제2 PLC부(42)는 메인 콘솔 스테이션(10) 또는 서브 콘솔 스테이션(20)에 구비된 디스플레이 수단(미 도시)을 통해 부하(50)의 속도 정보 및 위치 정보를 출력할 수 있도록 구성될 수 있다.

한편, 본 실시 예의 변형 예로서, 단위 구동모듈(60)은 부하(50)의 와이어 하중을 측정할 수 있는 로드 셀을 더 포함할 수 있는데, 와이어 하중을 측정하여 하중 정보를 메인 콘솔 스테이션(10) 또는 서브 콘솔 스테이션(20)에 출력함으로써 부하 승강에 따른 안정성을 점검할 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기의 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10: 메인 콘솔 스테이션
20: 서브 콘솔 스테이션
30: 스위칭 허브
40: 제1 PLC부
42: 제2 PLC부
50: 부하
60: 복수의 단위 구동모듈
610, 611, 612: 모터부
620, 621, 622: 드라이브
630, 631, 632: 엔코더
700: 종래 PLC부
710, 711, 712: 모터부
720, 721, 722: 인버터
730, 731, 732: 엔코더

Claims

공연 무대장치 제어시스템에 있어서,
컨트롤 룸에 설치되어 무대 제어 프로그램의 설정 및 실행을 위한 무대 제어명령을 입력 받는 메인 콘솔 스테이션;
상기 메인 콘솔 스테이션과 함께 또는 상기 메인 콘솔 스테이션을 대체하여 상기 메인 콘솔 스테이션과 동일 기능으로 상기 무대 제어 프로그램을 공유하는 서브 콘솔 스테이션;
상기 메인 콘솔 스테이션과 상기 서브 콘솔 스테이션을 통신 연결하기 위한 스위칭 허브;
상기 스위칭 허브에 연결되어 상기 메인 콘솔 스테이션 또는 상기 서브 콘솔 스테이션의 상기 무대 제어명령에 기반하여 부하 제어신호를 출력하고, 통신 및 제어신호 출력 경로가 이중화 구조로 설치된 제1 PLC부 및 제2 PLC부; 및
부하와 연결되는 모터부와, 상기 출력된 부하 제어신호에 기반하여 상기 모터부와 연결된 상기 부하를 직접 제어하기 위한 제1 속도 제어신호, 제1 토크 제어신호 및 제1 위치 제어신호를 출력하는 드라이브와, 상기 출력된 제1 속도 제어신호, 제1 토크 제어신호 및 상기 제1 위치 제어신호에 따라 구동되는 상기 모터부의 회전 수 정보를 상기 드라이브에 출력하는 엔코더를 포함하는 단위 구동모듈;을 포함하되,
상기 단위 구동모듈은 복수로 구비되고,
상기 드라이브는 상기 출력된 회전 수 정보에 기반하여 상기 부하에 대응하는 상기 모터부에 제2 속도 제어신호, 제2 토크 제어신호 및 제2 위치 제어신호를 피드백 출력하는 것을 특징으로 하는 분산제어 방식의 공연 무대장치 제어시스템.
제1 항에 있어서,
상기 엔코더는 복수의 모터부에 대응하여 각 장착되는 복수의 앱솔루트 엔코더(absolute encoder)인 것을 특징으로 하는 분산제어 방식의 공연 무대장치 제어시스템.
제1 항에 있어서,
상기 엔코더의 출력된 회전 수 정보는 회전축의 회전각도 정보를 포함하고,
상기 드라이브가 출력하는 상기 제1,2 속도 제어신호, 제1,2 토크 제어신호 및 상기 제1,2 위치 제어신호는, 상기 회전각도 정보에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는 분산제어 방식의 공연 무대장치 제어시스템.
제1 항에 있어서,
상기 드라이브는 상기 출력된 회전 수 정보에 기반한 상기 부하의 속도 정보 및 위치 정보를 상기 제1 PLC부 또는 제2 PLC부에 출력하고,
상기 제1 PLC부 또는 제2 PLC부는 상기 메인 콘솔 스테이션 또는 상기 서브 콘솔 스테이션에 구비된 디스플레이 수단을 통해 상기 부하의 속도 정보 및 위치 정보를 출력하는 것을 특징으로 하는 분산제어 방식의 공연 무대장치 제어시스템.
제1 항에 있어서,
상기 단위 구동모듈은 상기 부하의 와이어 하중을 측정할 수 있는 로드 셀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분산제어 방식의 공연 무대장치 제어시스템.
제 5항에 있어서,
상기 단위 구동모듈은 상기 와이어 하중에 대응하는 하중 정보를 상기 메인 콘솔 스테이션 또는 상기 서브 콘솔 스테이션에 출력하는 것을 특징으로 하는 분산제어 방식의 공연 무대장치 제어시스템.