布雷根茨水上浮動舞臺憑借其奇幻的舞臺奇觀聞名于世，此次舞臺由導演兼設計師菲利普·斯托爾茲爾(Philipp St?lzl)設計，在美學以及技術可行性方面超越了以往所有的演出，斬獲德國Opus舞美設計大獎(German Stage Award)，而鋼結構公司Biedenkapp 也因此榮獲了2019 年德國金屬加工獎的年度設計特別獎。總共有46 家公司參與了舞臺建設，經過三年的規劃設計與14個月的施工，2019年7月17日，這個令人極為震撼的奇幻舞臺首次投入使用。

　　1 可移動的舞臺布景本身就是一道奇景

　　在斯托爾茲爾的作品中，歌劇以曼圖亞公爵的宮廷作為起始點，然后慢慢變成一個馬戲團帳篷，宮廷小丑里戈萊托變成一個小丑造型。這個背景標志著主人公正掙扎在一個水深火熱的境地。只有巨型小丑的頭顱和雙手突出在水面上。它可以通過運動帶動表情的變化，表現歌劇中悲劇主角的精神狀態。

　　舞臺由一個固定部分和三個可以移動的部分組成，當舞臺解體時，它們在電動纜繩絞盤驅動的軌道系統上運行　　

       當里戈萊托進入舞臺，小丑頭顱被喚起，微笑地注視著金光閃閃的盛宴。演員們在它的項圈、頭頂和嘴巴里穿梭奔忙。年輕貌美的曼圖亞公爵專以玩弄女性為樂，而里戈萊托常為公爵出謀劃策，但當里戈萊托發現自己的女兒吉爾達也被公爵誘騙時，情況發生了變化，小丑自己也成為了陰謀的受害者。當舞臺裂開時，象征著主人公情緒的崩潰：項圈部分漸漸分裂，眼睛和鼻子從頭上掉下來。微笑著的小丑的臉變成了一個可怕的骷髏頭，成為舞臺主布景。

　　2 每個動作都是經過精心編寫

　　舞臺上的所有運動以及歌手、合唱團、特技演員和臨時演員表演的動作都事先在三維數字模型中編寫好，動作被分成由很多根繩索控制，每根繩索都可以用一個獨特的命令調用。“2019年5月，我們在浮動舞臺上搭建完布景后，就按照之前的模型對每根繩索進行編程，測試軸和液壓控制系統的設置，并對每根繩索的驅動力、負載和速度進行安全分析。”布雷根茨藝術節技術總監Wolfgang Urstadt解釋說道。

　　3 嚴苛的運動控制要求

　　直徑22米(72英尺)、總面積338平米(3638平方英尺)的項圈構成主舞臺。它由一個固定部分和三個可以移動的部分組成，當舞臺解體時，它們在電動纜繩絞盤驅動的軌道系統上運行。

　　僅需5個液壓缸和14個電機就能控制高13.5米(44英尺)、重達35噸(約77,000磅)的頭顱的各種運動。頭顱安裝在一個35米( 115英尺)長的可旋轉式升降機構上， 可以在舞臺上進行94度的運動。在中央液壓缸的驅動下， 升降機構還可以將頭顱升起或浸入康斯坦茨湖中，直到水淹沒上嘴唇。

　　“要做到這一點絕非易事，”舞臺技術經理感嘆道： “將頭顱從地平線上14.5度移動到地平線下28度只需27 秒，需要高達160bar的液壓。”點頭動作通過兩個液壓缸以每秒4.4度的速度移動實現，而打開下顎則需要另外兩個液壓缸以每秒10度的速度移動。四個電機用于控制歌手和演員們在由菲利普·斯托爾茲爾設計的舞臺上進行精彩的演出搖頭動作，還有八個電機用于控制眼珠滾動和眼睛的開合運動。奧地利Andelsbruch的STB Steuerungstechnik Beck公司的系統集成工程師Andreas Bechter解釋說道： “ 僅頭部就必須控制19根軸的運動，電動驅動的額定功率范圍為2 至22千瓦， 液壓泵的額定功率范圍為75至90 千瓦。”

　　左側的機械手臂伸出水面11.5米(38英尺)，用于完成節目中的各種機械運動，總共使用了8個液壓驅動軸。最大的驅動器用于轉動手臂，而并行連接 的較小的驅動器則用于傾斜手臂。小型電機用于控制五指的運動。

　　4 基于PC的控制技術加快大型復雜項目的實施速度

　　“在控制技術方面面臨的挑戰是如何控制舞臺的運動，因為它被分為了很多單獨的可活動部分。 由于舞臺非常復雜，規模宏大，距離演出季時間又很短，因此必須絕對準時交付，而傳統的舞臺設備供應商很難完成這樣的項目目標。因此我們必須尋找替代方案，最終我們找到了倍福。”Wolfgang Urstadt說道。制造商為每臺設備都配備了一個調試簡單的控制器，并指定了一個CAN總線接口，以便于上位Unican控制器無縫通信。客戶還需要能夠實現位置反饋、編碼器監測和壓力監測等功能的各種測量系統。

　　由諾伊斯舞臺技術專家Unican公司提供的冗余軸計算機總共控制29根軸。兩個控制臺用于編程和觸發運動指令，計算軸的運動，并向底層的倍福控制器發出指令。雖然整個序列經過詳細定義，但演出并不是在自動模式下運行。當舞臺監督發出指令時，一名操作人員負責控制所有頭部和項圈運動，另一名操作人員控制左手的復雜動作。“我們必須考慮到一切不可預料的事，如強風可能會吹斷繩索。安全永遠是第一位的。”技術總監說道。

　　與固定舞臺不同的是，由于制作周期短，可以預測所有可能導致停機的事件，因此只需要進行項目安全檢查即可。“ TüV( 德國技術監督協會) 在樣機檢測過程中進行了安全檢查。這讓我們能夠更加輕松地跟上安排得非常緊的時間進度， 因為在安全檢查完成之前， 我們不能在浮動舞臺上進行排練。”布雷根茨浮動舞臺控制技術員Stefan Fritschke解釋道。

　　主控柜和用于控制液壓系統的面板都配備了倍福的 15 英寸 CP6602 面板型 PC

　　5 分布式控制結構很好地滿足了浮動舞臺的特殊要求

　　Stefan Fritschke認為，倍福控制系統的巨大優勢在于支持多樣化的接口，以及通過分布式控制架構運行的能力。“浮動舞臺上的空間比較狹窄，沒有地方放置通常在歌劇院使用的那種大型控制柜。因此我們需要一個分布式控制方案來控制很多采用分布式布局的軸。我們現在有一個主控柜，它與一個控制項圈的機柜和另一個控制頭部運動的機柜相連。此外，緊急控制裝置并未被設計成大型歌劇院中常見的大型次級控制器。如果Unican控制器發出緊急信號，用于控制舞臺各個部分的本地倍福控制器就會將舞臺機械移到安全位置。這個特殊功能只能通過倍福控制器實現。如果出現意外斷電情況，我們會進行手動或緊急運動序列。”Andreas Bechter說道。

　　主柜中的控制平臺使用的是一臺CX5120嵌入式控制器與一臺15英寸CP6602面板型PC的結合。控制功能通過TwinCAT 3自動化軟件執行。用于精確控制和定位液壓軸的算法由TwinCAT液壓定位軟件庫提供。EtherCAT高速通信系統憑借其出色的診斷能力和易于配置性在競爭中拔得頭籌。液壓控制臺也配備了一臺CP6602面板型PC。

　　“對于舞臺上的空間極其有限的情況，結構緊湊的EtherCAT高密度端子模塊派上了大用場。EtherCAT高密度端子模塊在12毫米寬的端子模塊外殼內集成了8或16個接點。”STB公司總經理Alfred Beck說道。