PLC以及變頻器在電視演播工藝中的應用

分類：技術教程日期：2009-06-03 17:08:47 來源：中國傳動網

摘要：本文通過分析電視演播工藝中的功能要求，介紹利用PLC以及變頻器實現電視演播技術與樓宇空調設備自動控制技術的融合方案，提高了電視演播的節目質量。

關鍵詞：PLC;變頻器;電視工藝

1.引言

　　電視節目制作特別是演播室的大型綜合節目的制作，是一個復雜的技術工藝，包含了：編劇、導演、演員、音頻、視頻、舞美、燈光、道具等一系列專業，需要專業公司來精心設計建設。在現行的建筑設計中，電視演播廳的設計建設一般是分普通民用建筑設計施工（包括土建、通風空調、普通照明等）和電視工藝專業設計施工（包括音頻、視頻、燈光、舞美等），這在現實中使得普通民用通風空調等的自控沒有考慮到電視演播工藝對通風空調的控制要求，從而影響了電視演播節目的制作。

2.問題的提出

　　電視演播制作是導演根據編劇情節，綜合考慮音樂、燈光、道具以及各種舞美設施，藝術性的創造出各項內容的整合體，在演播制作過程中會不是的施放舞臺煙霧、制作飄雪，吹泡泡、噴射彩帶、施放煙花等。而這些舞美設備的使用效果會因為通風空調形成的氣流而影響整體藝術效果。比如，編劇情節需要整個舞臺較持久的形成一個云海效果，但實際施放的舞臺煙霧將隨空調通風氣流很快的消散，無法達到較好的視頻效果;同樣，有的節目就是需要施放的煙霧迅速的消散。對此，這里提出利用PLC和變頻技術把電視演播工藝和空調自控系統實現關聯控制的方案。

3.問題的分析與解決方案

　　廈門廣電中心1000平演播廳的空調是四組中央組合空調機組成，原有的空調自控系統采用清華同方（前身是清華人環）的人環RH自控系統，該RH自控系統只是實現了對這些空調機組的遠程定時開關送風機、回風機，風閥自動調節以及溫度自動調節的功能，并沒有變頻風機控制，所以為了滿足舞美對空調通風氣流的需要，必須對空調風機增加變頻控制，只有變頻控制風機才可以提供豐富的氣流條件供導演在彩排或編排階段選擇確定最佳舞美效果的風機變頻運行工況。

　　電視演播過程中，燈光控制是一個非常重要的環節，直接決定了視頻的質量，所以燈光藝術創作和控制是導演表現節目的最重要的一個手段。現在專業的燈光控制已經實現了微機編程控制化，通過對燈的固定編碼定位、顏色變化設定、亮度變化設定、投射角度設定，并實現時間控制。這些都在電視燈光的核心專業設備電腦調光臺上得以編程自動實現，也就是說可以利用電腦調光臺編程中設定觸發PLC的舞美對空調通風的聯動控制的信號源，把控制過程中涉及的每個PLC輸入模塊虛擬成調光臺控制的舞臺燈光并賦予相應的唯一編碼。

　　具體設置多少點虛擬燈解碼（這也決定了PLC的輸入點數量），需要設置多少風機變頻運行工況，這需要通過在一定時期的節目制作中與導演的舞臺需要不斷的磨合積累來不斷充實，總之風機變頻運行工況設定的越合理就可以更好的滿足導演的舞美要求。

　　根據以上分析，最后確定了以下控制方案，方案框圖如圖1所示。

圖1. 風機控制系統結構圖
（雙虛線框為新增聯動控制部分）

　　該方案利用調光系統的解碼器把電腦調光臺的編程控制空調風機的指令解碼送到PLC上，PLC經編程輸出數字信號再經D/A轉換器轉換為4～20MA的電流信號，該電流信號作為各個風機變頻器的外部觸發信號變頻調速運行風機，產生節目需要的空氣氣流為舞臺藝術效果創造條件。原有的RH自控系統增加對變頻器啟動運行的控制，這樣保證了變頻器控制的風機在非節目需要時候的正常的全速運行。

4.編程要點介紹

　　由于該方案中風機實際是兩種運行模式：一是PLC與RH系統組合控制滿足節目的氣流需要;二是RH系統獨立控制滿足日常（非節目制作時間）的空調運行。因此，對變頻器的初態進行如下設定：啟動就全速運行風機。

　　PLC編程建立如下的邏輯關系：將每個解碼器的觸發信號對應編程轉換為可以被D/A轉換器為相應的固定模擬量輸出的輸出組合，并在解碼器觸發信號保留的時間段持續，一旦解碼器觸發信號消失則立即對輸出組合復位為可以被D/A轉換器為相應的固定模擬量20MA電流輸出的輸出組合。這樣就保證了調光臺編程觸發某個固定的解碼器就可以得到相應的風機變頻工況運行。

　　具體的編程以及參數設定比較簡單，對照相應PLC和變頻器的應用手冊可以很容易的實現，這里不再詳細介紹。

5.方案的進一步拓展

　　把上述的風機控制思路進一步拓展，可以實現通過電腦調光臺的編程設定實現更多舞臺輔助道具的控制，現實中的舞臺效果道具如煙霧發生器、制雪機、泡泡機、彩帶機、水幕、升降臺、煙花啟動裝置等的動作執行完全是靠人工來實施的，人工操作也是經過多次排練才能磨合出最佳動作時機以及動作時間。而實際上這些設備的動作完全是根據節目的情節，也就是說和燈光控制是聯鎖動作的，經過多次的排練掌握了情節找到了最佳動作時機和動作時間后，就完全可以通過電腦調光臺的編程，經PLC控制來自動實現。當然首先要對前述設備的啟動裝置進行手自動改造。這樣，就可以實現電視演播工藝的自動化控制程度，使各項舞臺藝術工具完美組合，創造出美侖美奐的電視綜藝節目。這些拓展控制相對前述的風機變頻控制更簡單。整體方案框圖如圖2所示。