广东电视台800 m 2演播室灯光系统改造工程

林培群，万青林，吴文雄，马礼民，付雪平，万冬华

（1.广东电视台，广东 广州 510066；2.广州斯全德灯光有限公司，广东 广州 510663）

前言

广东电视台的800 m2演播室是目前该台综合节目制作的主要场所，承担着大中型综艺节目的直播、录制、制作任务。该演播室已使用近20年，灯光系统出现了多种安全隐患：

（1）所有电力电缆老化，带来消防安全隐患。

（2）设备安全隐患。演播室原灯具组合吊杆和水平吊杆混合布局，其中组合吊杆的提升电机与吊杆合为一体。吊杆长期使用导致重心偏移，极易与钢丝绳磨擦，使钢丝绳的安全系数下降。

（3）低压配电安全隐患。原有电缆铺设在地板下，未加盖板，部分电缆线芯已裸露甚至断裂。

为了消除安全隐患，并使演播室的灯光系统能满足现代电视节目的制作要求，广东电视台近期对800 m2演播室灯光系统实施了数字化改造。本次改造整体要求：设计理念新颖，设备技术先进，提高灯光设备的安全性，及其使用的灵活性和方便性，实现灯光控制的动态备份，保证灯光设计需求和综合节目的安全制作、播出。工程的设计方案主要考虑了系统和设备配置的可靠性、先进性、适用性、合理性及售后服务等五个方面，改造的主要项目有灯光吊挂系统、灯光控制系统、数字灯控制系统、灯栅墙及单点吊等。

本文主要阐述灯光吊挂系统及灯光控制系统的改造方案。

1 灯光吊挂系统

1.1 吊挂系统

吊挂系统由灯光设备层结构、多功能复合水平吊杆（含提升系统）、环形天幕（含提升系统）、多动作数字灯、天幕灯墙排栅结构、设备层单点吊点和全数字位置闭环布光控制系统组成。

1.2 演播室吊挂设备

演播室吊挂设备选择了STAGE HOIST 组合提升系统。该套系统是意大利TEYCORIG公司的模块化演播室吊具机械设备，具备高度、速度、线绳状况、载荷等多重机械设备运行状态监测功能，操控更为直观。它可实现运行状态的全程监测，其提供的矢量变频器实行调速控制时，在吊杆零转速时仍能保证额定扭矩输出，使吊杆在无制动状况下就可实现悬停。双制动器在零速时再动作几乎没有磨损，经久耐用、安全可靠。在超载20%的情况下，变频器将发出信号在控制台上显示报警。多功能吊杆结构，满足各种设备接口的安装使用，方便随时调整、扩展及维修。

1.3 演播室吊挂控制系统

采用世界先进的、通过欧洲TUV安全认证的演播室及舞台专业控制系统，有力保证了演播室吊挂机械的安全性和可靠性。控制系统采用闭环工业总线冗余式，技术先进可靠、便于维护；电磁兼容性好,具有可靠的抗干扰抑制措施；实现人工智能化管理，同时也可进行人工干预，并具有完善的安全保护及应急措施；人机界面友好，操作方便。该系统具有自动存储功能，可在显示器上查阅、监视、监控运行状况，并可发出超载、超速警告等；通过网络实行远程终端的在线监测。控制操作方式有程控、集控、分控、单控等，设有各备份操作手段，留有网络接口和必要扩充的空间。该系统能实时控制各种舞台设备，满足演出的需要：其兼容式的控制形式能满足对吊挂机械的控制，独立的DMX系统能满足对多动作数字灯具状态的控制。

表1 吊挂系统配置清单

吊挂系统配置见表1。

1.4 改造后技术指标

（1）演播室吊挂提升高度12 m，提升速度8 m/min 。

（2）可同时控制3台提升机组提升运行。

（3）7 m多功能复合水平吊杆的提升机额定负荷 600 kg，3.5 m多功能复合水平吊杆的提升机额定负荷 400 kg。

（4）布光方式以多点位、固定、流动相结合，适应多变的节目形式要求，快速调整，减少布光时间。

灯光吊杆布局见图1。

2 灯光控制系统

2.1 系统要求

演播室灯光控制系统本着科学、先进、实用、节能环保原则，要求安全可靠、技术先进、智能灵活，符合演播室建设的发展趋势，注重与国际接轨，整体方案应充分地应用网络化、智能化、模块化的最新研究成果和理念。选用目前国际先进、技术成熟的网络化智能灯光控制系统，综合布线网络系统、调光控制台、调光立柜、灯具及管网线材等均达到国内、外大型专业演出灯光先进水平，实行网络化智能灯光控制。

电脑灯和常规灯的控制台可以通过网络技术实现控制台调光数据的双机无缝切换（动态热备份），同时保留原有主、备调光台DMX512信号的A/B路备份，采用以太网和DMX512 并存设计，以保障灯光控制系统的安全运行。

灯光控制系统见图2。

2.2 系统和网络配置

灯光控制系统配置见表2。

回路、网络配置如下：

（1）调光回路384路（6 kW）。

（2）直通回路181路（6 kW）。

（3）以太网：96个，任何一个以太网点可转换DMX信号。

（4）DMX信号口，342个。

（5）网络/DMX节点：26个。

2.3 主要设备技术指标

（1）电脑灯控制台

采用grandMA2 light轻型控制台。它是MA Lighting提供的grandMA2 full-size全规格型控制台的“小型化版本”，具有4096的控制参数，整合在控台上的15个电动程序执行推杆，以及2个触摸屏。所有的附加功能及指令控制键，都与grandMA2 full-size控制台完全相同。能实现对于常规型灯具、移动灯、LED灯、视频及媒体数字灯等各类灯具的控制。

（2）调光台

采用STRAND智能型调光台。它带有先进的灯光控制系统软件，具备在极短的启动时间内执行多用户和带优先级多任务的能力，适用于各类剧场、舞台、电视演播室及巡回演出。

（3）调光柜

采用STRAND EC21调光柜。它是以太网和DMX双接收的全数字网络、调光器模块插入式的调光柜，允许晶闸管和正弦波插件、各种额定值模块混装，具有精确、稳定、可靠的性能，并具有完整的遥控编程和诊断功能，具有负载、温度、三相电源等一系列的故障反馈信息。

表2 灯光控制系统配置清单

（4）正弦波调光器

采用ST600正弦波交流电源调压驱动器。它针对现代可控硅调压电路存在的波形畸变及功率晶闸管调压电路存在的功耗大、电路复杂的问题而设计，采用脉宽调制技术（PWM）与AC-AC的IGBT分时控制相结合的技术。该技术的运用能直接降低IGBT晶体管工作时的高损耗及高温升。其输出无波形畸变，具有环保节能的特性。比较可控硅调光器输出的被切割有突变的波形，IGBT的输出波形更加平滑，因而对外界的电磁干扰较小，对电网的影响更小，灯具调光时，灯丝不会出现电磁噪音。

3 灯光网络系统

设计采用基于TCP/IP通信协议的以太网调光系统--TINHAO ETHERNET网络数码讯号系统。与传统USITT DMX512/1990调光系统相匹配，采用环形闭环网络结构形式，主网络由两组全光纤组成，并附加网络数字调光方式，即增加了网络对调光器的双向管理，信号传输采用双向互备份形式。同时在控制室备份一套网络交换机，当主网络出状况，系统会自动启动备份网络系统，丝毫不影响灯光信号的传输及分配。该套网络完全可以实现在以太网上传输DMX输入输出、手控、视频、反馈及功能设定等信号，实现对常规灯、数字灯、电脑灯、效果器、流动灯光等DMX灯光设备的控制，采用多点、多人控制方式，以在线与脱机编辑、直控和监控等方式实现对数字灯光的控制。

4 工程使用的新工艺新技术

（1）正弦波调光技术。该技术将脉宽调制技术（PWM）与IGBT分时控制相结合，通过AC-AC正弦波输出电压调节控制来实现纯正弦波输出，调光的电磁兼容性好，波形无畸变，电磁干扰极低。其他如过压、过流、短路的保护等技术都已相当成熟。

（2）环型传输信号网络备份技术。系统除采用调光台作备份系统外，在信号传输方面也作了多级备份，确保演出正常。

（3）MA电脑灯控制台可控制各种类型的灯光设备，如常规灯具、效果灯、LED灯、视频及媒体数字灯。它配备了一些特殊的工具（如键盘抽屉或多点触摸式指令屏幕），对于所有调光通道及外接设备，可以通过多种模式实现直观、快速的控制。

（4）演播室吊挂机械控制系统选用意大利原装进口设备，该吊挂机械安全性、可靠性高，且电磁兼容性好，不干扰任何其他灯光设备。

结语

广东电视台800 m2演播室灯光系统数字化改造工程采用了以多功能复合吊杆为基本吊挂设备，辅以单灯垂直吊杆、单点吊机、组合灯架的框架模式；配备了技术先进的数字化灯具、性能可靠的数字化布光系统和先进的网络数字化调光系统，使演播室灯光系统的配置达到了“国际领先、国内一流”。改造后，灯光布局更加合理、整齐、实用，操作简便灵活、系统安全可靠。通过使用证明，800 m2演播室改造后，消除了以往的安全隐患，扩大了演播室的可用面积，提高了设备的可靠性、先进性和人员的工作效率，能满足各类节目的需要，应用效果良好。