HDL-BUS演繹“鋼鐵是這樣煉成的” ————淺談HDL-BUS智能環(huán)境藝術(shù)燈光系統在武鋼博物館的應用

一．概述：

　　中國鋼鐵行業(yè)首個(gè)歷史博物館 —— 武鋼博物館 2008年9 月 13 日 正式落成，并免費對外開(kāi)放，來(lái)自中國鋼協(xié)、鞍鋼、寶鋼、首鋼、日本株式會(huì )社、德國西門(mén)子等主要鋼鐵行業(yè)企業(yè)負責人紛紛前來(lái)祝賀。

　　武鋼是新中國成立以來(lái)建設的第一家大型鋼鐵企業(yè)，承載中國鋼鐵強國的夢(mèng)想。經(jīng)過(guò)全國各地建設者艱苦奮斗， 1958 年 9 月 13 日 ，武鋼煉出第一爐鐵水，由此向世界宣告了中國終于有了自己的 “ 工業(yè)糧倉 ” 。

　　開(kāi)館的武鋼博物館投資 1 個(gè)億人民幣新建而成，建筑面積約 11000 平米，展出面積 6000 多平米，館內采用高科技設備引導觀(guān)眾參觀(guān)，主要記錄武鋼及中國鋼鐵行業(yè)五十年來(lái)的發(fā)展歷程 。

　　其中三樓 “ 鋼鐵是怎樣煉成的 ” 的高科技仿真區，是武鋼博物館最具特色的展示區，也是目前國內最頂尖的高科技仿真展示廳，它為參觀(guān)者重現從采礦到煉鐵、煉鋼，再到熱軋、冷軋鋼的出鋼全景。此次參觀(guān)的嘉賓及專(zhuān)家對 “ 鋼鐵是這樣煉成的 ” 做了高度評價(jià)，認為這套演示過(guò)程能讓普通參觀(guān)者了解到鋼鐵究竟是怎樣煉成的，而且演示效果真實(shí)并令人震撼。

　　控制設備是仿真區的核心部分，它需同時(shí)滿(mǎn)足多媒體聲、光、電聯(lián)動(dòng)的各種要求。武鋼博物館 館 自動(dòng)演示系統選用的主要控制設備— HDL-BUS 建筑智能控制系統的智能演出解決方案由廣州河東電子有限公司研制生產(chǎn)、安裝調試。

　　本文簡(jiǎn)述武鋼博物館自動(dòng)演示系統的系統需求、系統解決方案、控制設備系統構成原理及相關(guān)問(wèn)題 , 希望通過(guò)這個(gè)機會(huì )與更多業(yè)內人士一起關(guān)注和探討日益興旺的展覽館、博物館及其它大型場(chǎng)館智能照明及多媒體應用解決方案。

二、自動(dòng)演示系統的功能需求

　　仿真演示廳 500 平米的空間里分為原比例礦洞、煉鐵高爐、轉爐煉鋼、熱軋機、冷軋機這些個(gè)仿真場(chǎng)景，再利用廳的實(shí)際高度頂天立地的搭建起模型，而這些模型都是最有代表性的局部，如何讓這些仿真場(chǎng)景在有限的空間里動(dòng)起來(lái)活起來(lái)則是設計者的核心需求。

　　設計師要求展示區內原比例礦洞、煉鐵高爐、轉爐煉鋼、熱軋機、冷軋機這五個(gè)演示步驟能自動(dòng)演示也能單獨控制，控制方式分為手動(dòng)和無(wú)線(xiàn)控制兩種。每個(gè)步驟控制種類(lèi)各異，包含有： LED 投光燈、 LED 線(xiàn)條燈、水燈、軌道射燈、激光燈、煙機、三相電機、單相電機、背景音效等。

　　設計師提供一段六分鐘的背景音效，此音效為各仿真場(chǎng)景的原型實(shí)際音效，根據設計師的設計要求，應用 HDL-BUS 智能環(huán)境藝術(shù)照明場(chǎng)景編輯軟件進(jìn)行所需燈光場(chǎng)景和各類(lèi)設備的編輯。所控設備根據音效內容的變化進(jìn)行同步變化，用特效燈光和色彩產(chǎn)生巨大的、生動(dòng)的動(dòng)態(tài)視覺(jué)沖擊效果。

　　整個(gè)演示程序的燈光場(chǎng)景分為采礦、煉鐵、煉鋼、熱軋、冷軋這五個(gè)表演步驟。

　　每天開(kāi)館時(shí)工作人員啟動(dòng)采礦場(chǎng)景，礦洞入口上方的“鋼鐵是這樣煉成的”五個(gè)大字點(diǎn)亮，入口左側的焰火屏、礦洞內的工作照明、背景音效啟動(dòng)，洞內的挖掘機和采礦車(chē)也開(kāi)始工作。挖掘機上方白織燈泡亮度為 30% ，營(yíng)造一個(gè)昏暗及艱苦的工作環(huán)境，挖掘機內設一臺三相電機，通電后挖掘臂自動(dòng)上下運轉，配合背景音效讓整個(gè)礦洞更富真實(shí)感。

　　在沒(méi)到演示時(shí)間時(shí)，煉鐵高爐的爐口燈以 0%~50% 的亮度上下變化，爐口前下方火燈射向爐口上方，模擬高爐內熊熊燃燒的火焰，在入口處地面有一條鐵水溝劃門(mén)而過(guò)，溝內紅色的鐵水緩緩流淌。爐口煙機煙量可調，裊裊煙霧在爐口升起。

　　到演示開(kāi)始時(shí)，工作人員使用無(wú)線(xiàn)遙控器啟動(dòng)表演，這時(shí)場(chǎng)內正常照明燈全部關(guān)閉，音響也隨之啟動(dòng)。高爐上方的五盞 LED 投光燈以紅黃暖色做基礎光，使整個(gè)煉鐵高爐看起來(lái)滿(mǎn)壁通紅，此時(shí)四臺火燈光全部開(kāi)啟，伴隨著(zhù)鐵水流動(dòng)聲爐口火光四射，煙霧以最大量從爐口噴發(fā)而出。

　　二十秒后煉鋼轉爐警報響起，十聲警報后轉爐大門(mén)分兩側打開(kāi)，轉爐上方 LED 投光燈以紅黃暖色基礎光做渲染，水車(chē)下的鐵水袋和轉爐透射出陣陣火光，袋口和爐口也是煙霧裊繞。鐵水車(chē)開(kāi)始由軌道水平前進(jìn)，當水車(chē)移動(dòng)至轉爐正前方時(shí)停止，然后以 90 度方向前進(jìn) 一米 停止，這時(shí)水袋與轉爐開(kāi)始相對向下傾斜，當水袋口與轉爐口中心相對時(shí)電機全部停止。此時(shí)伴隨著(zhù)轟鳴的鐵水傾瀉聲轉爐內的 LED 燈全部開(kāi)啟，頓時(shí)爐口通紅，與此同時(shí)水袋和轉爐內的煙機也開(kāi)啟到最大煙量，轉爐上方的兩盞激光燈射出無(wú)數個(gè)閃動(dòng)著(zhù)的紅綠光點(diǎn)打在爐壁上，就好像鐵水飛濺一般。

　　三十秒后鐵水傾瀉聲減弱，煙機煙量也降至最低，轉爐和水袋又相對升起恢復至原位，激光燈關(guān)閉，鐵水車(chē)開(kāi)始由反方向回移至起點(diǎn)。在這個(gè)演示場(chǎng)景中，背景音效與所有動(dòng)作完全同步。

　　轉爐煉鋼演示完畢后十五秒熱軋部分啟動(dòng)，熱軋上方 LED 投光燈以紅黃暖色基礎光做渲染，火紅的“鋼板 ” 在傳送滾軸上緩緩向熱軋機前進(jìn)。在進(jìn)入熱軋時(shí)，熱軋機入口內兩盞紅色燈泡亮起，煙機也以最小量噴出，這樣的設計是為了突出鋼板的高溫，在鋼板從熱軋出來(lái)時(shí)也會(huì )有相同的動(dòng)作。這個(gè)演示場(chǎng)景以鋼板往返兩次作為結束。

　　參觀(guān)完熱軋后冷軋機啟動(dòng)，森吉密爾（冷軋機）上方六盞軌道射燈開(kāi)啟，森吉密爾上的儀表盤(pán)全部顯示，內部電機也開(kāi)始運轉，一分鐘后演示結束。

　　在這段 6 分鐘的自動(dòng)演示只需輕點(diǎn)無(wú)線(xiàn)遙控或面板、鼠標均可自動(dòng)完成，各演示場(chǎng)景均可單獨演示。當演示結束的時(shí)候，燈光場(chǎng)景自動(dòng)恢復到基本照明場(chǎng)景，只開(kāi)啟少量的基本照明燈具。

三、演示系統解決方案

　　武鋼博物館 是武鋼集團為迎接 50 年大慶而建造的一個(gè)大型博物館，在展示手段上，充分運用了國內最高水準的藝術(shù)設計和道具制作。除現代燈光音響和多媒體計算機等高科技，更側重于教育知識的推廣，將“鋼鐵是怎樣煉成的”這個(gè)大家熟悉而又陌生的名言以科技的手法展示給觀(guān)眾。
采用的燈具種類(lèi)、功能及控制方式如下：

　　LED 投光 燈，用于整個(gè)煉爐、轉爐、熱軋的基礎光。 系統硬件采用 HDL-MR0610 開(kāi)關(guān)模塊和 HDL-MD48-DMX 表演控制器（ DMX512 信號輸出）進(jìn)行控制。

　　煙機、火燈、 激光燈 ， 營(yíng)造鋼鐵煉造過(guò)程中的真實(shí)過(guò)程，使演示更加生動(dòng)逼真。 系統硬件采用 HDL-MR0416 開(kāi)關(guān)模塊和 HDL-MD48-DMX 表演控制器（ DMX512 信號輸出）進(jìn)行控制。

　　單相及三相電機，利用電機可正反轉特性使煉鋼轉爐和熱軋這些逼真的模型真正活起來(lái)動(dòng)起來(lái)。 系統硬件采用 HDL-MR0810 開(kāi)關(guān)模塊和 HDL-MD240-DMX 表演控制器（ DMX512 信號輸出）進(jìn)行控制。

　　HDL 的 MSHOW 聲光電同步控制軟件，用來(lái)編輯音頻、視頻、燈光的同步演示。

　　以上設備分別安裝中央控制室的三個(gè)配電柜內， HDL-BUS 環(huán)境藝術(shù)燈光系統硬件用一條 RS485 總線(xiàn)連接，配電柜內的開(kāi)關(guān)模塊、調光模塊 、 表演控制器 通過(guò)以太網(wǎng)與控制主機連接。

系統結構圖如下所示：

HDL 方案比較 ( 見(jiàn)下表 )

四、 采用 HDL-BUS 智能環(huán)境藝術(shù)燈光系統的優(yōu)越性

1 、布線(xiàn)簡(jiǎn)單，維護方便。

　　照明線(xiàn)路設計簡(jiǎn)單，系統安裝方便，操作維護容易。根據環(huán)境及用戶(hù)需求的變化，只需做軟件修改設置或少量線(xiàn)路改造，就可以實(shí)現照明布局分布式控制系統改變和功能擴充。
2 、 豐富多彩的藝術(shù)效果。

　　實(shí)現多種照明效果多種照明控制方式，可以使展覽館、博物館內的展示品具備多種藝術(shù)效果，為展示增色不少。動(dòng)態(tài)色彩的光使整個(gè)展示場(chǎng)景更加生動(dòng)，藝術(shù)性更強，給人豐富的視覺(jué)效果和美感。按其不同時(shí)間、不同用途、不同的效果，采用相應的預設置場(chǎng)景進(jìn)行控制，可以達到豐富的藝術(shù)效果。

3 、 管理維護方便。

　　智能照明控制系統對照明的控制是以模塊式的自動(dòng)控制為主，手動(dòng)控制為輔，照明預置場(chǎng)景的參數以數字式存儲在控制面板中，這些信息的設置和更換十分方便，使照明管理和設備維護變得更加簡(jiǎn)單。同時(shí)整個(gè)演示程序也存儲在控制主機上，當有游客進(jìn)入時(shí)，工作人員可利用多種方式控制，演示程序將自動(dòng)進(jìn)入一個(gè)聲光電同步的表演世界。

五、結束語(yǔ)

　　武鋼博物館使用此套控制系統后，操作極其方便，仿真區更成為武鋼博物館最具特色的亮點(diǎn)展區 。自動(dòng)演示系統成功地將多媒體聲、光、電演示技術(shù)、舞美藝術(shù)和展覽館藝術(shù)有機結合在一起。網(wǎng)絡(luò )化、智能化同步的準確性、可靠性和操作的簡(jiǎn)便性是 武鋼博物館 自動(dòng)演示控制系統的亮點(diǎn)。

　　“環(huán)境舞臺化，舞臺環(huán)境化！”在滿(mǎn)足基本照明和節能的前提下，照明在未來(lái)的很多場(chǎng)所中要考慮到藝術(shù)化，同時(shí)要考慮到與 AV 系統和其它相關(guān)系統的同步聯(lián)動(dòng)，以創(chuàng )造完美的藝術(shù)照明氛圍。廣州河東企業(yè)與國內一些智名廠(chǎng)商組成戰略合作伙伴，正在把智能環(huán)境照明控制系統、 AV 控制系統、舞臺照明控制系統、中央控制系統、舞臺機械控制系統、音樂(lè )噴泉控制系統等組成一個(gè) “ 多網(wǎng)合一 ” 的聯(lián)動(dòng)和管理平臺，并擬定了不同控制系統之間的通信協(xié)議。 
 

　　 隨著(zhù)社會(huì )經(jīng)濟和科技的不斷發(fā)展，展覽館、博物館和其它大型場(chǎng)館的智能照明及多媒體應用解決方案越來(lái)越受到業(yè)主和設計師的重視。我們相信在不久的將來(lái)，一定會(huì )出現更多、更好的大型場(chǎng)館智能照明及多媒體應用解決方案?。ㄗ髡撸宏愋∩剑?/p>