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維也納國家歌劇院是世界最有名的歌劇院之一，每個演出季都會安排 60 部不同的歌劇和芭蕾舞，共計約 300 場(chang)演(yan)出(chu)。這(zhe)無(wu)論(lun)是(shi)對(dui)在(zai)歌(ge)劇(ju)院(yuan)內(nei)輪(lun)班(ban)工(gong)作(zuo)的(de)所(suo)有(you)工(gong)作(zuo)人(ren)員(yuan)，還(hai)是(shi)台(tai)上(shang)台(tai)下(xia)機(ji)械(xie)的(de)順(shun)利(li)運(yun)行(xing)都(dou)提(ti)出(chu)了(le)巨(ju)大(da)挑(tiao)戰(zhan)。近(jin)日(ri)，歌(ge)劇(ju)院(yuan)采(cai)用(yong)最(zui)先(xian)進(jin)的(de)音(yin)頻(pin)技(ji)術(shu)對(dui)音(yin)響(xiang)係(xi)統(tong)進(jin)行(xing)了(le)升(sheng)級(ji)，並(bing)全(quan)麵(mian)翻(fan)新(xin)了(le)音(yin)頻(pin)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)，以(yi)便(bian)為(wei)觀(guan)眾(zhong)提(ti)供(gong)最(zui)佳(jia)聽(ting)覺(jiao)效(xiao)果(guo)。
維也納國家歌劇院：高科技賦能視聽係統迭代升級
係統對音響技術的要求很高：除了完美的音響效果，它還需要優化診斷功能以及電能計量，提升係統的可視化性能，尤其是功放。總部位於維也納的 Salzgeber gongsishizhuanyeguihuayushishigaokejiyinshipinxitongdezhuanjia，tamenyubeifuaodiligongsimiqiehezuo，gongtongwanchengleweiyenaguojiagejuyuanzhongdeyinxiangxitongshengjixiangmu。“維也納國家歌劇院中的音響係統有 20 多年曆史了，已經無法滿足現代係統的聲音質量標準。此次係統升級涉及到歌劇聲樂、聲學樂器、合唱團、風琴以及配樂等典型的音頻信號。”維也納國家歌劇院音視頻負責人 Athanasios Rovakis 解釋道。
yangshengqidexuanzezhuyaoqujueyuyishuchuangzuodeyaoqiu，lirujianggejushengleheqileduzouhuohechangtuangeshengyuguanxianleduitedingdeyuanshengyoujirongheyuyiti。yangshengqihaixuyaoweizhexieshengyinchanshengyidingdefangweiganhejuligan，yijirangshengyinzaizongtishangjuyouyidingdetedian。“現xian在zai的de音yin響xiang係xi統tong的de聲sheng音yin覆fu蓋gai範fan圍wei可ke以yi建jian模mo，其qi使shi用yong和he調tiao音yin方fang式shi與yu幾ji年nian前qian非fei常chang不bu同tong。這zhe一yi點dian在zai涉she及ji到dao大da量liang室shi內nei聲sheng學xue的de情qing況kuang下xia尤you為wei重zhong要yao，比bi如ru這zhe座zuo歌ge劇ju院yuan。”Rovakis 解釋道。“weiyenaguojiagejuyuanzaijianzhushejishangfeichangdute，youzhejiqiyouyideshengxuexiaoguo，youshixuyaochulishengyindechangjulichuanshuhebutongleixingdeshengyuandedingxiangchuanbowenti。liru，baoxiangyudatinglidetingjiaoxiaoguohuiwanquanbuyiyang。zongtilaishuo，zai“Stehparterre”（大廳站立區）中，靠後排的位置聲音聽得更清楚，而上層座位聽到的聲音更加均勻。“禮堂可以容納近 2700 名觀眾，其中大部分觀眾都會坐在上兩層，因此在規劃音響係統時，我們肯定要考慮到這一點。”Rovakis 解釋道。
經過幾年的精心策劃，整個音頻係統的重建工作於 2020 年 11 月完成。Salzgeber 公司（在規劃和實施娛樂設備解決方案方麵擁有多年豐富經驗）的高級項目工程師 Tino Pfeifer 從項目開始之時就參與其中。他規劃並開發了電源監測、功放監測以及功放與其它信號之間的連接。
“我決定使用 L-Acoustics 揚聲器係統，尤其是 ARCS W/F 係列特別適合應用於該空間內。其它所有集成步驟都需基於所選擇的係統，或者與之兼容。”Athanasios Rovakis 說道。首席音響工程師希望可以基於采集和分析的音頻和功放數據進行診斷。“我們很早前就發現，這個功能是以模擬方式實現，非常耗時，我們希望它能夠被更新。”Rovakis 解釋道。“我wo們men需xu要yao控kong製zhi係xi統tong中zhong的de各ge個ge音yin頻pin通tong道dao，因yin此ci，我wo們men必bi須xu清qing楚chu地di看kan到dao，信xin號hao是shi否fou被bei正zheng確que地di傳chuan輸shu到dao目mu的de地di。我wo們men也ye可ke以yi進jin行xing遠yuan程cheng控kong製zhi，例li如ru，通tong過guo物wu理li按an鍵jian進jin行xing靜jing音yin的de功gong能neng也ye被bei整zheng合he到dao調tiao音yin台tai的de自zi動dong化hua係xi統tong中zhong。”其它需求包括音頻設備的電力監測和故障診斷，以及音頻係統的可視化。
負責台上演出視頻和畫麵的投影工作以及維也納國家歌劇院的線上直播串流服務
音頻係統的電力測量
自 20 世紀 50 年代以來，維也納國家歌劇院的音響係統反複增加和替換了很多設備。“這意味著很多設備層疊在一起，聲控室內的電纜係統和單個組件的布局都相當混亂。在 Salzgeber 公司 Tino Pfeifer 的幫助下，我們采用高度模塊化的方式重新設計了聲控室，希望我們在未來 25 年內無需再對其進行任何根本性的修改。” Athanasios Rovakis 解釋道。
控製室內的配電係統，即所有音視頻設備的控製點，現在僅由用於輸入電路、輸出電路和網絡連接的三類電纜組成。“配備 EK1100 EtherCAT 耦合器及相匹配的總線端子模塊的倍福超緊湊型 C6015 工業 PC 用於控製配電係統；它負責處理電源的開關過程，以及診斷熔斷器。”Tino 解釋道。
Salzgeber 公司設計了一款由 18 個 19 英(ying)寸(cun)機(ji)架(jia)元(yuan)件(jian)組(zu)成(cheng)的(de)高(gao)度(du)靈(ling)活(huo)的(de)係(xi)統(tong)取(qu)代(dai)了(le)硬(ying)接(jie)線(xian)設(she)備(bei)。通(tong)過(guo)使(shi)用(yong)這(zhe)些(xie)機(ji)架(jia)，所(suo)有(you)負(fu)載(zai)和(he)每(mei)個(ge)插(cha)座(zuo)現(xian)在(zai)都(dou)可(ke)以(yi)分(fen)配(pei)到(dao)各(ge)個(ge)組(zu)中(zhong)，進(jin)行(xing)切(qie)換(huan)，並(bing)讀(du)取(qu)它(ta)們(men)的(de)電(dian)力(li)狀(zhuang)態(tai)。這(zhe)種(zhong)配(pei)置(zhi)的(de)目(mu)的(de)是(shi)能(neng)夠(gou)獨(du)立(li)於(yu)它(ta)們(men)的(de)位(wei)置(zhi)、靈活地切換相互關聯的功能單元。模塊化的總線設計甚至允許分離整個機架並移出房間進行維修。“每個演出季都需要處理如此多的演出和排練，每次演出都有不同的技術需求，這確實有助於我們掌控一切。”Athanasios Rovakis 說道。“每(mei)個(ge)關(guan)鍵(jian)組(zu)件(jian)都(dou)有(you)複(fu)製(zhi)品(pin)作(zuo)為(wei)備(bei)用(yong)，以(yi)防(fang)出(chu)現(xian)故(gu)障(zhang)。主(zhu)電(dian)源(yuan)的(de)三(san)個(ge)相(xiang)位(wei)都(dou)進(jin)行(xing)了(le)分(fen)析(xi)，每(mei)個(ge)相(xiang)位(wei)配(pei)備(bei)了(le)各(ge)自(zi)的(de)剩(sheng)餘(yu)電(dian)流(liu)保(bao)護(hu)裝(zhuang)置(zhi)或(huo)斷(duan)路(lu)器(qi)。我(wo)們(men)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo) 6 個遠程控製和監測的以接口陣列方式排列的端口動態切換設備。”
演奏禮堂一樓的中間包廂被稱為 Kaiserloge，即皇帝包廂，以前主要預留給皇帝和皇室成員。皇帝還可以退至包廂後麵的茶室休息，茶室一直保持原樣未 變。聲控室位於包廂上方的窗戶後麵
所有功放狀態的可視化
可視化元件基於 TwinCAT HMI 服務器（TF2000）實現，並在一台 C6515 控製櫃式工業 PC 上運行。用於顯示所有音頻設備狀態的 HMI 由一個 HMI 頁麵上的大約 1000 個 PLC 變量組成，變量每 50 ms 更新一次，包括負責配電、狀態監測和音頻信號的各種窗口。“對我們來說，可視化或視場的開發是最重要的方麵之一，也是我們選擇與倍福合作的主要原因之一。”Athanasios Rovakis 表示。“現xian在zai我wo們men可ke以yi使shi用yong顯xian示shi器qi追zhui蹤zong聲sheng音yin位wei置zhi。如ru果guo您nin在zai調tiao音yin台tai工gong作zuo，在zai距ju離li揚yang聲sheng器qi較jiao遠yuan的de情qing況kuang下xia播bo放fang音yin頻pin信xin號hao時shi，您nin會hui收shou到dao四si處chu擴kuo散san的de噪zao聲sheng，並bing且qie無wu法fa準zhun確que地di分fen辨bian噪zao聲sheng來lai源yuan。這zhe時shi候hou，HMI 中揚聲器音量表的 3D 排列就派上用場了。”音頻輸出可以通過控製室的物理按鍵、音頻控製台以及 HMI 單獨靜音或全部靜音。在控製室中也會顯示功放的當前工作狀態。LED 燈帶可以產生柔和、yirendejianjieguang。lansebiaoshiyangshengqichuyujingyinzhuangtai。quanzidongkongzhishineidehuanjingzhaomingbianweihongsehuodengguangbeitiaoanshiyanchujijiangkaishidexinhao，keyitixingcaozuorenyuantigaozhuyili。
“選擇倍福控製係統的一個主要原因是它具有良好的開放性，且控製組件可長期供貨。“總線端子模塊讓我們能夠覆蓋所有功能，甚至能夠實現我們以前從未考慮過的功能，為我們帶來了附加值。”Athanasios Rovakis 最後說道。
可視化音頻設備狀態。HMI 由一個 HMI 頁麵上的大約 1000 個 PLC 變量組成，變量每 50 ms 更新一次
關於德國倍福
倍福（Beckhoff）是一家專注於自動化新技術的德資企業，創立於 1980 年(nian)，總(zong)部(bu)位(wei)於(yu)德(de)國(guo)威(wei)爾(er)市(shi)。作(zuo)為(wei)全(quan)球(qiu)自(zi)動(dong)化(hua)技(ji)術(shu)的(de)驅(qu)動(dong)者(zhe)，倍(bei)福(fu)定(ding)義(yi)了(le)自(zi)動(dong)化(hua)領(ling)域(yu)的(de)許(xu)多(duo)標(biao)準(zhun)，是(shi)國(guo)際(ji)標(biao)準(zhun)的(de)製(zhi)定(ding)者(zhe)和(he)推(tui)動(dong)者(zhe)。公(gong)司(si)所(suo)生(sheng)產(chan)的(de)工(gong)業(ye) PC、現場總線模塊、驅動產品和 TwinCAT 自動化軟件構成了一套完整的、相互兼容的控製係統，可為各個工控領域提供開放式自動化係統和完整的解決方案。經過 40 年的發展和努力，倍福已在世界各地設立 30 多家分支機構，加上全球的合作夥伴，業務遍及 70 多個國家和地區。
倍福於 1997 年進入中國市場，中國區總部落戶於上海市北高新產業園區，現有員工 300 人，辦事處遍及國內 30 座大中城市。創新產品和解決方案廣泛應用於風力發電、半導體、光伏太陽能、電子製造、金屬加工、包裝機械、印刷機械、塑料加工、輪胎加工、木材加工、玻璃機械、物流輸送以及樓宇自動化等眾多領域。
公司傾力推廣的 EtherCAT 實時工業以太網於 2014 年成為中國國家推薦性標準，並已入編工信部的《國家智能製造標準體係建設指南》。作為一家技術驅動型公司，倍福一直注重在技術上尋求突破創新，在業內享有“創新引擎”的美譽。倍福基於 PC 的控製技術具有良好的開放性，它支持所有主流的工業通信協議，將 IT 技術、互聯網和自動化技術完美融合在一起，為實現工業 4.0 和智能製造奠定了堅實的技術基礎。
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