舞臺機械設備及其控制操作系統是不可分割的整體，其所有的功能、特性、技術參數都是為滿足演出需要，按演出工藝及使用要求進行設計的。除滿足舞臺演出的核心要求——安全外，最大限度地為表演藝術提供良好的物質條件，以較多類型的機械設備、先進合理的技術參數、以及寬廣的控制范圍、多樣的控制模式給編導、演職人員以及舞臺美術創作人員充分發揮藝術創造的空間和余地，是舞臺工藝配置、舞臺機械設備及控制操作系統設計的基本原則。按剛院的規模、經營管理模式、所演劇種和劇目的特點、劇目預期要創造的氣氛和達到效果等情況，選擇舞臺機械設備的種類和數量、技術參數及其變化范圍，確定機械設備的主要結構、動力傳動系統、安全設施以及執行機構，這些就是被控制的對象和主體，并以此為基本條件結合其他要求進行控制操作系統的設計。當某臺機械設備按操作臺選定的參數開始運轉后，通過安裝在現場的各種傳感器(如載荷、速度、加速度、位置、溫度、流量、壓力等)，將監測信號經網絡系統傳輸反饋到控制系統，經控制系統的計算機計算及分析后，發出指令使機械設備按設定的參數運轉。這個過程的主要動作如設備的參數、位置、狀態等均在操作控制臺上顯示出來。

　　由此可知，控制操作系統的主要作用如下：

　　(1)使舞臺機械產生或終止所希望及預期的運動。只有在控制系統選定某設備或設備組并給以運動指令后，該設備或設備組才能開始運動。否則，任何機械設備均不能產生自主或非預期運動，只能保持停止狀態。相反，當控制操作系統選定某運動設備并發出停止指令后，該設備立即停止運動，否則，該設備將保持運動狀態直至被限位裝置限制為止。

　　(2)控制舞臺機械的運動狀態和動力狀態。即控制它的運動速度、加速度、位移、以及速度與行程的關系(即速度曲線)，對多個機械設備還應控制不同設備間這些參數的相對關系，如同時運動、差時運動、同步運動、順序運動以及特定規律運動等。

　　(3)限制舞臺機械設備在規定范圍內的運動。正常情況下，舞臺機械設備在設定行程范圍內運動，在設定停止點停止;或在允許行程范圍內運動，在最大行程點被限制而停止。在非正常狀態下，緊急停車裝置會停止設備或設備組的一切運動。

　　(4)能為操作人員提供簡單而清晰的設備狀態指示，以避免可能導致危險或損壞設備的動作。這種顯示一般有載荷、速度、位移、位置、與相關設備的相對關系等。在主控制操作臺上，應能顯示出預選的設備或設備組、單個設備或成組設備的運行參數、場景參數、場景序列、故障信息及其他管理需要的信息，還能用明顯的方式區分不同設備的不同狀態(選中與未選、運行與停止、正常與故障等)，而且，這些顯示必須是適時的且沒有明顯的延遲。

　　(5)控制操作系統應保證所有受控設備穩定、安全及可靠的運轉。

　　(6)控制系統本身應能容易方便的進行維修及零部件的更換等。

　　控制系統的主要組成及要求

　　從概念上可以把控制系統解釋為：把分散在一定范圍的電動機傳動系統、位置及速度監視系統、設備連鎖系統以及緊急停機系統等集成，并能處理來自這些系統的多路信息，使設備完成所要求的功能動作，并安全、穩定運轉可編程智能系統、邏輯系統或計算機系統(或二者兼有)。控制系統應滿足演出工藝所提出的所有要求和用戶對該系統提出的工程和管理上的一些特殊要求，

　　控制系統所具備的功能都是以確保演職人員、劇場管理和操作人員的安全以及舞臺機械設備和演出場景的安全為前提的，所有舞臺機械設備的運轉均應在操作人員直接監視下進行，即操作人員要操作的所有機械及與之相鄰的機械均在操作人員的視線之內。因此，控制系統應滿足以下要求：

　　一、可選擇的操作位置

　　為充分滿足演出的需要，在主控制室、舞臺平面、各層天橋、柵頂、臺倉等不同位置均應能完成對各區設備的操作。因此，主控制系統除有設在主控制室的主控制操作臺(通常為固定式操作臺)外，在上述幾個操作位置還應配備移動式、便攜式或垂吊式操作盤，以保證操作人員在設備附近或能夠觀察到設備大部分運動過程和鄰近設備的狀態的地方進行直觀地操作。移動式、便攜式操作盤應連接在主系統網絡上，其人——機界面與主控制操作臺一致，并能進行全功能的操作。但通過功能授權或設定密碼可限定其操作權限。如某操作盤只可操作臺上設備，某操作盤只能操作臺下設備，某操作盤只能操作某區域的設備等。在移動式和便攜式操作盤上還應設置對講通話設備，以便當地操作人員與主操作臺或其他操作盤之間進行通話。垂吊式操作盤是一種簡化功能的操作盤，通常作為就地操作盤使用。