2025年湘鄂赣灯光调研报告—吊挂·控制篇

    调研组：秘根杰 陈建民 谢渝熙 陈 钧 云中凤 张 合 王京池

　　11月12--15日，中国照明学会舞台电影电视照明专业委员会组成调研组，先后到武汉中天嘉业机电工程有限公司(以下简称 “武汉中天”)、湖北光影空间系统工程有限公司(以下简称 “湖北光影”)、湖南明和文化科技集团有限公司(以下简称“明和集团”)、南昌舞美科技有限公司(以下简称 “南昌舞美”)四家企业走访调研。

　　企业面对演艺市场大发展的多种要求，根据用户近乎苛刻的实际使用需求，积极研发新产品。在吊挂设备升级换代，在机械控制系统应用方面都有新技术与大家分享。本篇主要通过介绍吊挂系统及控制系统现阶段的一些技术特点和需求化应用，分析其对行业的影响，并为未来的技术发展提供参考。由于篇幅所限，报告中所列例证仅作为个案的参考代表，并非所属企业唯一独有。

　　一、控制技术稳中求新，高可靠、高性能的舞台灯光网络传输与多功能舞台机械控制系统

　　随着舞台艺术和演艺技术的不断发展，控制系统作为舞台灯光及机械装置的核心，其安全性、可靠性和智能化水平直接影响着演出的效果与效率。为了追求更多的艺术效果，满足人们对舞台演出效果的更高要求，大型综艺演出和文旅项目离不开高性能、高容错的演艺控制系统。

　　1、多功能网络处理器为灯光系统的安全保驾护航

　　如果说舞台控制系统是整个舞台系统的核心指挥中心，那么网络传输系统无疑是核心载体，高性能、高容错的信号传输系统是舞台效果呈现的关键。

　　南昌舞美的威士多功能网络处理器(mNPU/mNGU/mDTU系列)(图1)是一款专为舞台灯光、广电及景观照明设计的以太网设备，集多功能包括网络处理器(NPU)、网络解码器(Node)、信号合并器(Merger)、信号放大器(Splitter)、协议转换器(Converter)于一体，大大简化了控制系统结构，提高了系统的安全性、稳定性、可靠性，在网络传输领域具有“高可靠+高性能”双优势。

　　它支持DMX-512信号与多种网络协议(MAnet2/3、sACN、Art-net、RTTrP等)的双向传输与协议转换。其核心功能包括网络冗余热备份、多信号源自动切换、高低温耐受、远程管理等。其主要技术特点包括：

　　DMX冗余网技术：支持任意点故障(设备、网络、线路)自动切换，系统无可见中断，并实时反馈故障信息至控制台。

　　系统再生时间：最快0.43秒(检测报告实测)，远低于行业标准(≤1秒)，保障演出连续性。双路径传输：网络与DMX端口光电隔离，支持SFP光纤与RJ45自动切换，提升信号可靠性。

　　多协议支持：覆盖MAnet2/3、sACN、Art-net、RTTrP及第三方协议，适配主流控制台(如MA、Strand、Martin等)。

　　参数扩展：PU系列支持第三代超1024域配置，mNPU系列支持超52万通道，满足大型演出需求。

　　灵活接口：提供RJ45/SFP光纤、卡侬座、PoE供电等选项，支持即插即用与全球电源输入(85-264VAC)。

　　宽温工作：-40℃~80℃极端温度下稳定运行(检测报告验证-40℃/80℃各2小时无故障)。

　　防尘防水：IP防护设计，适应实景演出与恶劣环境。

　　智能化管理远程监控：通过浏览器查看设备状态、检测报告及日志，支持RDM协议调试。

　　快速部署：DHCP动态IP、屏幕背光调节、密码锁保护，简化现场配置。

　　威士多功能网络处理器具有高冗余性、强扩展性、宽温耐受性，其检测报告验证的可靠性(如-40℃/80℃通过测试)，具有多场景适用(表1)。未来在协议兼容性与用户体验上持续优化，开发无线监控APP，提升移动端管理体验。

　　2、 借助工业技术，响应更快、同步性更高、稳定性更强的控制系统

　　精准驱动各类舞台机械运转，主要是两种技术路线并存的控制系统：一是工业控制的PLC控制系统，二是基于CAN协议的单片机控制系统，其功能已经比较完善丰富。随着技术的发展和行业演出场景的应用需求，对舞台设备的控制提出来更高的要求。

　　武汉中天的多功能机械控制台在可以控制多种提升设备(图2)，如定速葫芦，数控葫芦，数控单点吊机，电动提升机，同步收缆器，载荷监控系统等。控制台以灯光师的使用习惯为本、从灯光师的角度设计，用编组、场景、序列、重演编程、调用等熟悉的方式来操作。控制柜采用抽屉式模块化设计，相同功能的模块可以互换位置即插即用，不会影响整个系统的使用，让控制系统的故障处理变得简单。

　　湖北光影的基于Ethercat协议的控制系统采取主从式架构，现场设备采用分布式布局，可通过交换机扩展分为三个层级：1)控制层：Ethercat 主站;2)驱动层：Ethercat 从站;3)执行层：三相异步电机及变频器、传感器;伺服电机及外围I/O通讯接口板。其拓扑图分别见图3和图4;通过 Ethercat 总线连接控制层与驱动层，支持微秒级实时数据交互，满足不同电机类型控制要求;通过设置主站云服务器监控运行时间、状态及报警提示。

　　采用Ethercat协议的控制系统，在实时性方面，具有出色的实时性能，能够实现高速的数据传输和响应，是解决大系统及各种检测和报警等数据量大情况下的数据快速实时通讯。在软件通讯上，应用层协议较多，满足标准Ethercat协议，支持CiA402规格的COE模式及FOE(远程文件上传下载)模式。相对于传统的现场总线系统，Ethercat节点地址可被自动设置，可做电子标签设置等。支持同步运行模式，如同步位置CSP模式，同步速度模式CSV模式，就是支持位置和速度的闭环控制。支持分布式时钟功能，在数据传输效率和实时性方面具有优势，可以实现精确同步，解决了行业目前在单点吊设备组合吊装中的三相异步电机应用同步性的痛点问题。在硬件接口设计上更兼容，达到接口更丰富，更安全，产品功能外拓展性更好。控制系统可支持不同类型的吊挂设备。如所有外部开关信号采用双向光耦隔离方式，可支持多台控制台网络实时数据备份，3D图形化控制和无线控制方式。该系统可实现多设备间的精准协同，例如动态舞台机械、灯光阵列及仿生设备的同步动作控制。其总线周期可低至100μs，满足复杂场景下的实时响应需求，同时通过COE协议兼容主流自动化设备，降低系统集成难度。

　　湖北光影公司的文旅仿生机械装置孙悟空的系统搭建，就采用了Ethercat协议搭建，全身采用24个关节电机具有系统搭建更灵活、布线更整洁。能自动搜索电机并匹配地址，自定义关节功能标签等。

　　3、全液压驱动的水下舞台机械控制系统，凭“硬核科技+艺术巧思”惊艳破圈

　　舞台机械控制系统直接关系到舞台惊艳效果的呈现，水下舞台机械控制系统具有极高的技术难度，包括密封、隔离、防腐、健康、安全、环保等等。

　　明和集团设计施工的长沙文旅演艺领域的标志性工程《江天暮雪》水下舞台机械(图5)，以“水陆空一体化”为核心，通过全液压驱动(图6)与精密控制技术实现水下舞台的动态升降、平移与编组运行。项目设计了9块升降平台(总面积230㎡)+2套30米循环输送机械，全部采用高可靠性液压驱动、密封与控制技术，9块升降平台可同步升降、也可任意编组、独立升降，据介绍， 实现了毫米级调节精度，同步精度达到了±3mm，动态响应速度<50ms，且满足高频切换需求。采用38套液压缸协同控制，多传感器数据融合，支持毫米级定位、编组运行、场景快速切换。

　　双驱动液压马达随动技术将板式循环输送机械应用于水下场景，通过电液伺服控制，实现双向运动的自动随动与平稳切换，满足水下环境对传动系统提出的高负载、高稳定性要求，据介绍，液压系统冗余度提升30%。采用多级密封组件(金属腐蚀率<0.1μm/a)、多重水电隔离，选用可降解特殊液压油，即使泄漏也无生态风险。通过增加电磁屏蔽层增强抗干扰措施成功消除了对舞台机械运行的干扰，确保了演出过程的稳定性与可控性。

　　精密智能控制系统结合先进的机、电、液一体化技术，配备多类水下传感器及舞台机械专用控制台，实现了毫米级定位控制多液压缸精准同步升降平台编组运行快捷编程、快速场景切换。

　　采用高性能密封元件、专用密封结构，并选用可降解型特殊液压油替代常规油品，即便极小概率发生泄漏，也不会污染水体或影响演员身体健康，保证景观水域的清洁与观感。

　　全系统采用纯液压驱动，水下无强电设备，所有传感器均为 24V及以下低压电，并配备多重水电隔离与密封措施，彻底消除水下漏电风险，无水下漏电风险，安全性更高。

　　选用高耐腐蚀、高耐水性的材料对关键部件进行多层表面特殊涂层处理，精心设计密封结构，使用多级密封组件使设备长期浸水情况下仍具备高可靠性与耐久性，杜绝金属腐蚀与液压油泄漏。

　　明和集团设计实施的沉浸式5D数字生态剧场《洞庭幻境》舞台机械系统，以“剧+展+宴+研”的跨界创新模式，重塑文化消费场景，实现“消费编剧化、场景戏剧化、体验沉浸化”。项目创造出“似馆非馆、似剧非剧、似演非演”的无界江湖地理生态美学新物种，构建了集 剧、秀、展、宴、购、游于一体的 360°多维沉浸场域，是“文化+科技”“文化+旅游”新质生产力的典型实践。

　　项目集成了 205套舞台机械设备，覆盖“水下、水面、空中、陆地”等多维运动体系，包括：水中电动有轨移动船 / 无轨移动船、水下环形电动旋转舞台、水下环形电动升降舞台、水下电动圆形升降舞台、水中电动翻板月亮机械、水中电动鱼跃式江豚出水机械、水中弧形传送带仿真动感机械、鸟装置水中芦苇车台、升降芦苇平台伸缩教室机械、有轨移动置景房子仿真动感麋鹿机械、多类升降纱幕、升降平移威亚系统等，这些设备通过高精度的控制系统实现协同调度，为演出构筑了可动、可变、可重构的沉浸式舞台生态体系，极大提升了视觉呈现力与叙事张力。

　　二、吊挂设备升级换代，适应多元市场需求

　　吊挂系统作为舞台、影视等领域的重要基础设施，近年来在技术上不断升级与创新，以满足市场对适用性、灵活性、安全性和多功能性的需求。吊挂系统作为灯具安装和演艺装置吊挂使用的重要部分，必须要不断创新以贴近市场需求。市场的需要，就是企业研发生产的方向。近年来，技术的快速进步为吊挂控制系统带来了全新的发展机遇，同时也对系统的安全性、操作便捷性以及功能多样性提出了更高的要求。

　　1、单点吊机技术不断改进，由单点衍生的双点吊、三点吊系列

　　采用单点吊机组成点阵式的吊挂系统，已广泛应用在大型演播室中。但单点吊机采取固定安装方式，出绳方式通过转向滑轮移动安装来变换下吊点，导致了变换吊点繁琐，锁紧压块不易安装锁紧，容易在受力运行中滑脱的现象，存在一定的安全隐患;转向滑轮受斜向拉力，也会导致转向轮安装固定轨道受力不均产生变形等。

　　湖北光影的单点吊机(图7)有效解决了上述问题。通过4组滑轮内嵌安装在轨道上，受力分散、稳定。出绳点位于机组正下方，采取轨道上整体移动机组方式，推拉移动轻便，轻松改变悬挂点的位置，且轨道两边受力均匀。通过手动锁紧轨道壁刹车，定位后可快速锁定。

　　2、内置丝杆自排绳提升机的研发应用

　　内置丝杆自排绳提升机相较于传统的提升机如卷扬机、电动葫芦等作为一种新型的提升设备，其本身具有安全性高、定位精度高以及工作效率高等优势特点。

　　武汉中天的内置丝杆自排绳提升机(图8)，机座采用激光下料一体成型钣金底座，整体平整度高，安装精度更高，保证了减速机及滚筒的同轴度，提高了整机成套装配效率，减少了成本。采用内置式的牵引丝杆设计，使提升机丝杆在运行时没有伸缩长短的变化，减小了设备层上工作人员的安全隐患。内置丝杆解决了丝杆伸出机座的缺陷，使得机组体积减小，保障了人员操作的安全。

　　3、自提升吊杆进一步优化

　　在很多楼层高度有限又没有设备层空间的演艺场所，自提升吊杆是很好的解决方案。

　　武汉中天的紧凑型钢带式自提升吊杆(图9)，可以根据实际需求设计安装，适应较低的演出空间。武汉中天的承托主梁特殊结构，既是外壳的一部分，又能满足驱动设备和吊杆自重的承载要求，减少了吊杆高度，可以把吊杆整体高度控制在800mm之内，使承重和功能完美的结合。

　　4、电动收揽器系列持续升级

　　电动收揽器是为演播室、剧场等专业场景研发的电缆管理设备，主要包括固定式安装和便携式两种类型。有效解决了移动吊装设备中的电缆保护和安全供电问题。湖北光影研发的电动收揽器，其供电和信号的灵活便利，与可移动单点吊设备配套使用，其自适应力矩，在使用中和灯杆桁架连接一起同步编组运行。当灯杆速度过快或过慢时，可以自适应调节该装置力矩，保障电缆合理的张力，安全可靠的给灯具提供电源、信号。

　　湖北光影的便携式电动收揽器，根据场景使用需求便捷式灵活布置安装。其可变力矩保证了既可跟随吊装设备随动，又能有效保护电缆。支持单台或多台集中控制，支持有固定设备平台的安装环境，支持双信号伺服电机控制。可跟随吊具速度运行，保持10 Kg拉力(吊具最高速度不超1 m/s)

　　武汉中天的电动同步卷缆器(图10)经过3代产品的迭代，有了很大的提高，整机结构紧凑，仅为805*995*440 mm，卷缆器两端电缆采用端子连接方式，卷缆器和驱动机组柔性传动，卷盘拉力可以依据电缆的重量调整，卷缆器收缆速度可调。

　　5、矩阵数字卷幕机的出现

　　在现在文旅演艺场景中，舞台空间高度常受限于场馆建筑结构(如古建筑改造场地、下沉式剧场等)，因LED大屏使用机械结构复杂、占用垂直空间大，难以实现多快大屏快速协同的动态场景切换需求，而传统卷幕也需预留足够安装空间，导致舞台层高利用率低，平面卷幕又难以构建沉浸式立体场景。为解决舞台空间高度与场景需求矛盾的痛点，针对大屏遮挡舞美的问题，根据超大背景的动态投影幕的应用需求，拼接式数字卷幕机应运而生。

　　湖北光影的矩阵数字卷幕机(图11)采用数字信号技术，具备DMX512或CAN信号双信号控制。采用模块化设计，收幕机水平运动功能模块可根据用户需求来加装配置，控制功能模块和幕布收卷机械模块分开组装。可实现高度灵活的幕布动态组合。通过投影显现，为各类场景提供创新的视觉解决方案。通过电动收放卷幕及轨道平移，实现投影幕布的拼接，分割等多种组合形式。幕体宽度可定制，可拼接。

　　湖北光影的拼接式可升降收幕机(图12)，根据节目场景的需要，快速收放幕布，幕布的宽度可根据使用场景需求做定制化拼接长度，支持多级标准滚筒组装，最大可支持20米卷筒拼接宽度。定制铝型材卷筒作为主収幕结构，材料轻刚性高，运行平稳，耐腐蚀氧化，占用空间小，安装简单方便，便于维护，电机驱动方式和手动应急驱动方式，第四代控制系统可实现16轴同步驱动。

　　6、为工程配套定制系列灯具

　　工程集成公司结合多年工程经验，针对各场所特点和应用需求，为工程配套定制系列专用灯具。

　　武汉中天的大面积平板灯(图13)专为特定场所设计，采用自然对流散热方式，利用冷热空气对流的原理，设计了顺畅的冷热空气对流通道，达到循环对流散热的效果，并可为行业多种灯具提供散热平台。灯具除了常规的反光罩、蛋格、蜂巢板、柔光箱之外，还配置有万向球形支架，支架和灯弓可以互换，满足特殊场景使用。

　　结束语

　　调研中，我们深切地感到，企业比以往更注重客户的反馈和建议，把“以解决行业需求为研发导向”、“以客户为中心” 落在实处，不断优化和升级现有产品。研制了实用接地气的多款新产品，适应日新月异的市场变化。

　　武汉中天，聚焦中高端舞台灯光及低层高吊装领域，以“紧凑设计+柔性控制”为核心卖点，坚持“做灯光专业技术痛点、难点的解决先生”。

　　湖北光影根据自己工程及演出中的需求来研发众多的装置，坚持依标生产，依规设计和施工，以“做值得信任的系统集成商”为企业目标。

　　明和集团坚持“唯有信任不可辜负”的座右铭，以文化演艺机械装备为核心，精选灯光、音视频、智能化等优质产品，为客户打造了众多经典的文体项目，智造文旅新场景。

　　南昌舞美坚守“多功能网络处理器”技术的领先和一体化解决，持续提供高可靠、高性能的舞台灯光网络传输解决方案。

　　企业更重视人才储备，重视研发团队建设，不断地研究新技术，研制新设备，把更好地产品和服务提供给用户，在稳中求新求进，坚守市场定位的同时，寻求新的增长点。