廣東電視臺800 m 2演播室燈光系統改造工程

林培群，萬青林，吳文雄，馬禮民，付雪平，萬冬華

（1.廣東電視臺，廣東 廣州 510066；2.廣州斯全德燈光有限公司，廣東 廣州 510663）

前言

廣東電視臺的800 m2演播室是目前該臺綜合節目制作的主要場所，承擔著大中型綜藝節目的直播、錄制、制作任務。該演播室已使用近20年，燈光系統出現了多種安全隱患：

（1）所有電力電纜老化，帶來消防安全隱患。

（2）設備安全隱患。演播室原燈具組合吊桿和水平吊桿混合布局，其中組合吊桿的提升電機與吊桿合為一體。吊桿長期使用導致重心偏移，極易與鋼絲繩磨擦，使鋼絲繩的安全系數下降。

（3）低壓配電安全隱患。原有電纜鋪設在地板下，未加蓋板，部分電纜線芯已裸露甚至斷裂。

為了消除安全隱患，并使演播室的燈光系統能滿足現代電視節目的制作要求，廣東電視臺近期對800 m2演播室燈光系統實施了數字化改造。本次改造整體要求：設計理念新穎，設備技術先進，提高燈光設備的安全性，及其使用的靈活性和方便性，實現燈光控制的動態備份，保證燈光設計需求和綜合節目的安全制作、播出。工程的設計方案主要考慮了系統和設備配置的可靠性、先進性、適用性、合理性及售后服務等五個方面，改造的主要項目有燈光吊掛系統、燈光控制系統、數字燈控制系統、燈柵墻及單點吊等。

本文主要闡述燈光吊掛系統及燈光控制系統的改造方案。

1 燈光吊掛系統

1.1 吊掛系統

吊掛系統由燈光設備層結構、多功能復合水平吊桿（含提升系統）、環形天幕（含提升系統）、多動作數字燈、天幕燈墻排柵結構、設備層單點吊點和全數字位置閉環布光控制系統組成。

1.2 演播室吊掛設備

演播室吊掛設備選擇了STAGE HOIST 組合提升系統。該套系統是意大利TEYCORIG公司的模塊化演播室吊具機械設備，具備高度、速度、線繩狀況、載荷等多重機械設備運行狀態監測功能，操控更為直觀。它可實現運行狀態的全程監測，其提供的矢量變頻器實行調速控制時，在吊桿零轉速時仍能保證額定扭矩輸出，使吊桿在無制動狀況下就可實現懸停。雙制動器在零速時再動作幾乎沒有磨損，經久耐用、安全可靠。在超載20%的情況下，變頻器將發出信號在控制臺上顯示報警。多功能吊桿結構，滿足各種設備接口的安裝使用，方便隨時調整、擴展及維修。

1.3 演播室吊掛控制系統

采用世界先進的、通過歐洲TUV安全認證的演播室及舞臺專業控制系統，有力保證了演播室吊掛機械的安全性和可靠性。控制系統采用閉環工業總線冗余式，技術先進可靠、便于維護；電磁兼容性好,具有可靠的抗干擾抑制措施；實現人工智能化管理，同時也可進行人工干預，并具有完善的安全保護及應急措施；人機界面友好，操作方便。該系統具有自動存儲功能，可在顯示器上查閱、監視、監控運行狀況，并可發出超載、超速警告等；通過網絡實行遠程終端的在線監測。控制操作方式有程控、集控、分控、單控等，設有各備份操作手段，留有網絡接口和必要擴充的空間。該系統能實時控制各種舞臺設備，滿足演出的需要：其兼容式的控制形式能滿足對吊掛機械的控制，獨立的DMX系統能滿足對多動作數字燈具狀態的控制。

表1 吊掛系統配置清單

吊掛系統配置見表1。

1.4 改造后技術指標

（1）演播室吊掛提升高度12 m，提升速度8 m/min 。

（2）可同時控制3臺提升機組提升運行。

（3）7 m多功能復合水平吊桿的提升機額定負荷 600 kg，3.5 m多功能復合水平吊桿的提升機額定負荷 400 kg。

（4）布光方式以多點位、固定、流動相結合，適應多變的節目形式要求，快速調整，減少布光時間。

燈光吊桿布局見圖1。

2 燈光控制系統

2.1 系統要求

演播室燈光控制系統本著科學、先進、實用、節能環保原則，要求安全可靠、技術先進、智能靈活，符合演播室建設的發展趨勢，注重與國際接軌，整體方案應充分地應用網絡化、智能化、模塊化的最新研究成果和理念。選用目前國際先進、技術成熟的網絡化智能燈光控制系統，綜合布線網絡系統、調光控制臺、調光立柜、燈具及管網線材等均達到國內、外大型專業演出燈光先進水平，實行網絡化智能燈光控制。

電腦燈和常規燈的控制臺可以通過網絡技術實現控制臺調光數據的雙機無縫切換（動態熱備份），同時保留原有主、備調光臺DMX512信號的A/B路備份，采用以太網和DMX512 并存設計，以保障燈光控制系統的安全運行。

燈光控制系統見圖2。

2.2 系統和網絡配置

燈光控制系統配置見表2。

回路、網絡配置如下：

（1）調光回路384路（6 kW）。

（2）直通回路181路（6 kW）。

（3）以太網：96個，任何一個以太網點可轉換DMX信號。

（4）DMX信號口，342個。

（5）網絡/DMX節點：26個。

2.3 主要設備技術指標

（1）電腦燈控制臺

采用grandMA2 light輕型控制臺。它是MA Lighting提供的grandMA2 full-size全規格型控制臺的“小型化版本”，具有4096的控制參數，整合在控臺上的15個電動程序執行推桿，以及2個觸摸屏。所有的附加功能及指令控制鍵，都與grandMA2 full-size控制臺完全相同。能實現對于常規型燈具、移動燈、LED燈、視頻及媒體數字燈等各類燈具的控制。

（2）調光臺

采用STRAND智能型調光臺。它帶有先進的燈光控制系統軟件，具備在極短的啟動時間內執行多用戶和帶優先級多任務的能力，適用于各類劇場、舞臺、電視演播室及巡回演出。

（3）調光柜

采用STRAND EC21調光柜。它是以太網和DMX雙接收的全數字網絡、調光器模塊插入式的調光柜，允許晶閘管和正弦波插件、各種額定值模塊混裝，具有精確、穩定、可靠的性能，并具有完整的遙控編程和診斷功能，具有負載、溫度、三相電源等一系列的故障反饋信息。

表2 燈光控制系統配置清單

（4）正弦波調光器

采用ST600正弦波交流電源調壓驅動器。它針對現代可控硅調壓電路存在的波形畸變及功率晶閘管調壓電路存在的功耗大、電路復雜的問題而設計，采用脈寬調制技術（PWM）與AC-AC的IGBT分時控制相結合的技術。該技術的運用能直接降低IGBT晶體管工作時的高損耗及高溫升。其輸出無波形畸變，具有環保節能的特性。比較可控硅調光器輸出的被切割有突變的波形，IGBT的輸出波形更加平滑，因而對外界的電磁干擾較小，對電網的影響更小，燈具調光時，燈絲不會出現電磁噪音。

3 燈光網絡系統

設計采用基于TCP/IP通信協議的以太網調光系統--TINHAO ETHERNET網絡數碼訊號系統。與傳統USITT DMX512/1990調光系統相匹配，采用環形閉環網絡結構形式，主網絡由兩組全光纖組成，并附加網絡數字調光方式，即增加了網絡對調光器的雙向管理，信號傳輸采用雙向互備份形式。同時在控制室備份一套網絡交換機，當主網絡出狀況，系統會自動啟動備份網絡系統，絲毫不影響燈光信號的傳輸及分配。該套網絡完全可以實現在以太網上傳輸DMX輸入輸出、手控、視頻、反饋及功能設定等信號，實現對常規燈、數字燈、電腦燈、效果器、流動燈光等DMX燈光設備的控制，采用多點、多人控制方式，以在線與脫機編輯、直控和監控等方式實現對數字燈光的控制。

4 工程使用的新工藝新技術

（1）正弦波調光技術。該技術將脈寬調制技術（PWM）與IGBT分時控制相結合，通過AC-AC正弦波輸出電壓調節控制來實現純正弦波輸出，調光的電磁兼容性好，波形無畸變，電磁干擾極低。其他如過壓、過流、短路的保護等技術都已相當成熟。

（2）環型傳輸信號網絡備份技術。系統除采用調光臺作備份系統外，在信號傳輸方面也作了多級備份，確保演出正常。

（3）MA電腦燈控制臺可控制各種類型的燈光設備，如常規燈具、效果燈、LED燈、視頻及媒體數字燈。它配備了一些特殊的工具（如鍵盤抽屜或多點觸摸式指令屏幕），對于所有調光通道及外接設備，可以通過多種模式實現直觀、快速的控制。

（4）演播室吊掛機械控制系統選用意大利原裝進口設備，該吊掛機械安全性、可靠性高，且電磁兼容性好，不干擾任何其他燈光設備。

結語

廣東電視臺800 m2演播室燈光系統數字化改造工程采用了以多功能復合吊桿為基本吊掛設備，輔以單燈垂直吊桿、單點吊機、組合燈架的框架模式；配備了技術先進的數字化燈具、性能可靠的數字化布光系統和先進的網絡數字化調光系統，使演播室燈光系統的配置達到了“國際領先、國內一流”。改造后，燈光布局更加合理、整齊、實用，操作簡便靈活、系統安全可靠。通過使用證明，800 m2演播室改造后，消除了以往的安全隱患，擴大了演播室的可用面積，提高了設備的可靠性、先進性和人員的工作效率，能滿足各類節目的需要，應用效果良好。