布雷根茨水上浮動(dòng)舞臺(tái)憑借其奇幻的舞臺(tái)奇觀聞名于世，此次舞臺(tái)由導(dǎo)演兼設(shè)計(jì)師菲利普·斯托爾茲爾(Philipp St?lzl)設(shè)計(jì)，在美學(xué)以及技術(shù)可行性方面超越了以往所有的演出，斬獲德國Opus舞美設(shè)計(jì)大獎(jiǎng)(German Stage Award)，而鋼結(jié)構(gòu)公司Biedenkapp 也因此榮獲了2019 年德國金屬加工獎(jiǎng)的年度設(shè)計(jì)特別獎(jiǎng)。總共有46 家公司參與了舞臺(tái)建設(shè)，經(jīng)過三年的規(guī)劃設(shè)計(jì)與14個(gè)月的施工，2019年7月17日，這個(gè)令人極為震撼的奇幻舞臺(tái)首次投入使用。

　　1 可移動(dòng)的舞臺(tái)布景本身就是一道奇景

　　在斯托爾茲爾的作品中，歌劇以曼圖亞公爵的宮廷作為起始點(diǎn)，然后慢慢變成一個(gè)馬戲團(tuán)帳篷，宮廷小丑里戈萊托變成一個(gè)小丑造型。這個(gè)背景標(biāo)志著主人公正掙扎在一個(gè)水深火熱的境地。只有巨型小丑的頭顱和雙手突出在水面上。它可以通過運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)表情的變化，表現(xiàn)歌劇中悲劇主角的精神狀態(tài)。

　　舞臺(tái)由一個(gè)固定部分和三個(gè)可以移動(dòng)的部分組成，當(dāng)舞臺(tái)解體時(shí)，它們在電動(dòng)纜繩絞盤驅(qū)動(dòng)的軌道系統(tǒng)上運(yùn)行　　

       當(dāng)里戈萊托進(jìn)入舞臺(tái)，小丑頭顱被喚起，微笑地注視著金光閃閃的盛宴。演員們在它的項(xiàng)圈、頭頂和嘴巴里穿梭奔忙。年輕貌美的曼圖亞公爵專以玩弄女性為樂，而里戈萊托常為公爵出謀劃策，但當(dāng)里戈萊托發(fā)現(xiàn)自己的女兒吉爾達(dá)也被公爵誘騙時(shí)，情況發(fā)生了變化，小丑自己也成為了陰謀的受害者。當(dāng)舞臺(tái)裂開時(shí)，象征著主人公情緒的崩潰：項(xiàng)圈部分漸漸分裂，眼睛和鼻子從頭上掉下來。微笑著的小丑的臉變成了一個(gè)可怕的骷髏頭，成為舞臺(tái)主布景。

　　2 每個(gè)動(dòng)作都是經(jīng)過精心編寫

　　舞臺(tái)上的所有運(yùn)動(dòng)以及歌手、合唱團(tuán)、特技演員和臨時(shí)演員表演的動(dòng)作都事先在三維數(shù)字模型中編寫好，動(dòng)作被分成由很多根繩索控制，每根繩索都可以用一個(gè)獨(dú)特的命令調(diào)用?！?019年5月，我們在浮動(dòng)舞臺(tái)上搭建完布景后，就按照之前的模型對每根繩索進(jìn)行編程，測試軸和液壓控制系統(tǒng)的設(shè)置，并對每根繩索的驅(qū)動(dòng)力、負(fù)載和速度進(jìn)行安全分析?！辈祭赘乃囆g(shù)節(jié)技術(shù)總監(jiān)Wolfgang Urstadt解釋說道。

　　3 嚴(yán)苛的運(yùn)動(dòng)控制要求

　　直徑22米(72英尺)、總面積338平米(3638平方英尺)的項(xiàng)圈構(gòu)成主舞臺(tái)。它由一個(gè)固定部分和三個(gè)可以移動(dòng)的部分組成，當(dāng)舞臺(tái)解體時(shí)，它們在電動(dòng)纜繩絞盤驅(qū)動(dòng)的軌道系統(tǒng)上運(yùn)行。

　　僅需5個(gè)液壓缸和14個(gè)電機(jī)就能控制高13.5米(44英尺)、重達(dá)35噸(約77,000磅)的頭顱的各種運(yùn)動(dòng)。頭顱安裝在一個(gè)35米( 115英尺)長的可旋轉(zhuǎn)式升降機(jī)構(gòu)上， 可以在舞臺(tái)上進(jìn)行94度的運(yùn)動(dòng)。在中央液壓缸的驅(qū)動(dòng)下， 升降機(jī)構(gòu)還可以將頭顱升起或浸入康斯坦茨湖中，直到水淹沒上嘴唇。

　　“要做到這一點(diǎn)絕非易事，”舞臺(tái)技術(shù)經(jīng)理感嘆道： “將頭顱從地平線上14.5度移動(dòng)到地平線下28度只需27 秒，需要高達(dá)160bar的液壓?！秉c(diǎn)頭動(dòng)作通過兩個(gè)液壓缸以每秒4.4度的速度移動(dòng)實(shí)現(xiàn)，而打開下顎則需要另外兩個(gè)液壓缸以每秒10度的速度移動(dòng)。四個(gè)電機(jī)用于控制歌手和演員們在由菲利普·斯托爾茲爾設(shè)計(jì)的舞臺(tái)上進(jìn)行精彩的演出搖頭動(dòng)作，還有八個(gè)電機(jī)用于控制眼珠滾動(dòng)和眼睛的開合運(yùn)動(dòng)。奧地利Andelsbruch的STB Steuerungstechnik Beck公司的系統(tǒng)集成工程師Andreas Bechter解釋說道： “ 僅頭部就必須控制19根軸的運(yùn)動(dòng)，電動(dòng)驅(qū)動(dòng)的額定功率范圍為2 至22千瓦， 液壓泵的額定功率范圍為75至90 千瓦?！?/p>

　　左側(cè)的機(jī)械手臂伸出水面11.5米(38英尺)，用于完成節(jié)目中的各種機(jī)械運(yùn)動(dòng)，總共使用了8個(gè)液壓驅(qū)動(dòng)軸。最大的驅(qū)動(dòng)器用于轉(zhuǎn)動(dòng)手臂，而并行連接 的較小的驅(qū)動(dòng)器則用于傾斜手臂。小型電機(jī)用于控制五指的運(yùn)動(dòng)。

　　4 基于PC的控制技術(shù)加快大型復(fù)雜項(xiàng)目的實(shí)施速度

　　“在控制技術(shù)方面面臨的挑戰(zhàn)是如何控制舞臺(tái)的運(yùn)動(dòng)，因?yàn)樗环譃榱撕芏鄦为?dú)的可活動(dòng)部分。 由于舞臺(tái)非常復(fù)雜，規(guī)模宏大，距離演出季時(shí)間又很短，因此必須絕對準(zhǔn)時(shí)交付，而傳統(tǒng)的舞臺(tái)設(shè)備供應(yīng)商很難完成這樣的項(xiàng)目目標(biāo)。因此我們必須尋找替代方案，最終我們找到了倍福?！盬olfgang Urstadt說道。制造商為每臺(tái)設(shè)備都配備了一個(gè)調(diào)試簡單的控制器，并指定了一個(gè)CAN總線接口，以便于上位Unican控制器無縫通信?？蛻暨€需要能夠?qū)崿F(xiàn)位置反饋、編碼器監(jiān)測和壓力監(jiān)測等功能的各種測量系統(tǒng)。

　　由諾伊斯舞臺(tái)技術(shù)專家Unican公司提供的冗余軸計(jì)算機(jī)總共控制29根軸。兩個(gè)控制臺(tái)用于編程和觸發(fā)運(yùn)動(dòng)指令，計(jì)算軸的運(yùn)動(dòng)，并向底層的倍福控制器發(fā)出指令。雖然整個(gè)序列經(jīng)過詳細(xì)定義，但演出并不是在自動(dòng)模式下運(yùn)行。當(dāng)舞臺(tái)監(jiān)督發(fā)出指令時(shí)，一名操作人員負(fù)責(zé)控制所有頭部和項(xiàng)圈運(yùn)動(dòng)，另一名操作人員控制左手的復(fù)雜動(dòng)作?！拔覀儽仨毧紤]到一切不可預(yù)料的事，如強(qiáng)風(fēng)可能會(huì)吹斷繩索。安全永遠(yuǎn)是第一位的?！奔夹g(shù)總監(jiān)說道。

　　與固定舞臺(tái)不同的是，由于制作周期短，可以預(yù)測所有可能導(dǎo)致停機(jī)的事件，因此只需要進(jìn)行項(xiàng)目安全檢查即可。“ TüV( 德國技術(shù)監(jiān)督協(xié)會(huì)) 在樣機(jī)檢測過程中進(jìn)行了安全檢查。這讓我們能夠更加輕松地跟上安排得非常緊的時(shí)間進(jìn)度， 因?yàn)樵诎踩珯z查完成之前，  我們不能在浮動(dòng)舞臺(tái)上進(jìn)行排練。”布雷根茨浮動(dòng)舞臺(tái)控制技術(shù)員Stefan Fritschke解釋道。

　　主控柜和用于控制液壓系統(tǒng)的面板都配備了倍福的 15 英寸 CP6602 面板型 PC

　　5 分布式控制結(jié)構(gòu)很好地滿足了浮動(dòng)舞臺(tái)的特殊要求

　　Stefan Fritschke認(rèn)為，倍?？刂葡到y(tǒng)的巨大優(yōu)勢在于支持多樣化的接口，以及通過分布式控制架構(gòu)運(yùn)行的能力?！案?dòng)舞臺(tái)上的空間比較狹窄，沒有地方放置通常在歌劇院使用的那種大型控制柜。因此我們需要一個(gè)分布式控制方案來控制很多采用分布式布局的軸。我們現(xiàn)在有一個(gè)主控柜，它與一個(gè)控制項(xiàng)圈的機(jī)柜和另一個(gè)控制頭部運(yùn)動(dòng)的機(jī)柜相連。此外，緊急控制裝置并未被設(shè)計(jì)成大型歌劇院中常見的大型次級控制器。如果Unican控制器發(fā)出緊急信號(hào)，用于控制舞臺(tái)各個(gè)部分的本地倍福控制器就會(huì)將舞臺(tái)機(jī)械移到安全位置。這個(gè)特殊功能只能通過倍?？刂破鲗?shí)現(xiàn)。如果出現(xiàn)意外斷電情況，我們會(huì)進(jìn)行手動(dòng)或緊急運(yùn)動(dòng)序列?！盇ndreas Bechter說道。

　　主柜中的控制平臺(tái)使用的是一臺(tái)CX5120嵌入式控制器與一臺(tái)15英寸CP6602面板型PC的結(jié)合?？刂乒δ芡ㄟ^TwinCAT 3自動(dòng)化軟件執(zhí)行。用于精確控制和定位液壓軸的算法由TwinCAT液壓定位軟件庫提供。EtherCAT高速通信系統(tǒng)憑借其出色的診斷能力和易于配置性在競爭中拔得頭籌。液壓控制臺(tái)也配備了一臺(tái)CP6602面板型PC。

　　“對于舞臺(tái)上的空間極其有限的情況，結(jié)構(gòu)緊湊的EtherCAT高密度端子模塊派上了大用場。EtherCAT高密度端子模塊在12毫米寬的端子模塊外殼內(nèi)集成了8或16個(gè)接點(diǎn)。”STB公司總經(jīng)理Alfred Beck說道。