基于 PC 的控制技術(shù)在布達(dá)佩斯 Müpa 節(jié)日劇院中的應(yīng)用

布達(dá)佩斯 Müpa 節(jié)日劇院可以為音樂(lè)、美術(shù)和戲劇這三種表現(xiàn)藝術(shù)提供展示空間。節(jié)日大廳內(nèi)是一個(gè)多功能劇場(chǎng)，其聲學(xué)設(shè)計(jì)處于世界領(lǐng)先水平。2019 年，匈牙利公司 Színpad Automatika Kft.受委托對(duì)節(jié)日劇院的舞臺(tái)和聲學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)代化改造和進(jìn)一步開(kāi)發(fā)，在此期間，他們采用了倍福基于 PC 的控制技術(shù)。

Müpa 總共配備了 250 多個(gè)機(jī)械控制的舞臺(tái)和聲學(xué)系統(tǒng)。有些系統(tǒng)有自己的控制器和操作裝置，還有一些較小的系統(tǒng)會(huì)共享控制系統(tǒng)。音樂(lè)廳內(nèi)的約 150 個(gè)系統(tǒng)由一臺(tái)控制面板控制，劇院的主控計(jì)算機(jī)也控制著 40 多個(gè)系統(tǒng)。Színpad Automatika 自 2014 年以來(lái)一直負(fù)責(zé)該劇院的大部分系統(tǒng)維護(hù)工作。這家總部位于布達(dá)佩斯的專業(yè)公司專注于舞臺(tái)建造、舞臺(tái)設(shè)備維護(hù)和開(kāi)發(fā)以及新設(shè)備的安裝。它還與 Müpa 主工程部門一起設(shè)計(jì)新的機(jī)械系統(tǒng)。

借助 TwinSAFE 集成式解決方案進(jìn)行升級(jí)

2019 年，他們開(kāi)始著手進(jìn)行舞臺(tái)前部控制系統(tǒng)的現(xiàn)代化改造和優(yōu)化工作。有些部件已經(jīng)運(yùn)行了近 15 年，本身也到了該更換的時(shí)候，因此急需進(jìn)行現(xiàn)代化改造。Színpad Automatika 公司在對(duì)多家供應(yīng)商的系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估后，選擇了倍福基于 PC 的控制技術(shù)。總經(jīng)理 József Bálint 解釋道：“對(duì)于一般的控制技術(shù)要求，我們需要一個(gè)高確定性的系統(tǒng)，它必須有足夠高的能力來(lái)執(zhí)行同步任務(wù)，而且比 PLC 設(shè)備在編程上更加靈活。倍福基于 PC 的控制技術(shù)可以滿足所有這些需求，倍福還可以提供各種產(chǎn)品系列、全面的技術(shù)支持、編程和連接方面的高度靈活性以及 TwinSAFE 無(wú)縫集成式安全解決方案。”

“我們僅需使用一個(gè)用戶界面即可操控節(jié)日劇院中的 8 個(gè)舞臺(tái)系統(tǒng)。最大的舞臺(tái)系統(tǒng)用于升降管弦樂(lè)池，它可以用作腔墻體、舞臺(tái)幕布或觀眾席。這個(gè)升降系統(tǒng)包括三個(gè)電動(dòng)安全護(hù)欄，用于將該區(qū)域與觀眾席隔開(kāi)。舞臺(tái)防火幕前的這個(gè)較小的舞臺(tái)區(qū)域上方安裝了兩臺(tái)舞臺(tái)升降機(jī)、一個(gè)揚(yáng)聲器支架和一個(gè)聲學(xué)面板支架。”Müpa 公司舞臺(tái)技術(shù)負(fù)責(zé)人 Gyula Cseh 解釋道。

EtherCAT 和 TwinSAFE 端子模塊安裝在控制柜中，用于控制管弦樂(lè)池

以前使用的系統(tǒng)只能控制和定位管弦樂(lè)池本身。而現(xiàn)在已經(jīng)擴(kuò)展到舞臺(tái)臺(tái)上區(qū)域的四個(gè)系統(tǒng)，以前只能用一種或兩種速度移動(dòng)，而且沒(méi)有高度指示或磁場(chǎng)控制。自從開(kāi)始進(jìn)行現(xiàn)代化改造以后，所有這五個(gè)領(lǐng)域都通過(guò)超高速 EtherCAT 實(shí)時(shí)通信系統(tǒng)進(jìn)行控制。這樣就可以同步現(xiàn)有的獨(dú)立控制器，也可以在控制器和 TwinSAFE EtherCAT 端子模塊之間傳輸安全相關(guān)的數(shù)據(jù)。一臺(tái)帶觸摸屏的 CP6600 面板型 PC 和 TwinCAT 3 PLC 軟件 runtime 構(gòu)成中央控制單元。“此次項(xiàng)目中最大的挑戰(zhàn)是安全開(kāi)關(guān)、夾層保護(hù)傳感器和急停鍵的分組操作，以及控制器位于三個(gè)不同的房間。事實(shí)證明，倍福的 TwinSAFE 是一個(gè)很好的解決方案。控制操作臺(tái)中安裝了具有 TwinSAFE 邏輯的 EtherCAT 數(shù)字量輸入端子模塊 EL1918，而其它 TwinSAFE I/O 則直接安裝在現(xiàn)場(chǎng)的相應(yīng)控制柜中。”József Bálint 解釋道。

Gyula Cseh 補(bǔ)充道：“新系統(tǒng)的其中一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，我們現(xiàn)在可以同時(shí)以任何組合方式移動(dòng)和定位這些復(fù)雜的舞臺(tái)系統(tǒng)。這可以顯著提升準(zhǔn)備工作期間的效率和準(zhǔn)確性。更重要的是，我們可以在控制器中保存具有具體名稱的額定值，并調(diào)用這些值來(lái)快速而精確地到達(dá)所需的目標(biāo)位置。根據(jù)開(kāi)發(fā)方案，一開(kāi)始定的長(zhǎng)期目標(biāo)就是讓操作人員在對(duì)各個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行技術(shù)維護(hù)時(shí)，能夠在自動(dòng)化系統(tǒng)中自動(dòng)保存所有必要信息，然后在重復(fù)演出時(shí)從這里調(diào)用相關(guān)數(shù)據(jù)。我們的期望在所有方面都得到了滿足。”

在開(kāi)發(fā)新的舞臺(tái)控制系統(tǒng)期間，也對(duì)后臺(tái)區(qū)域的四臺(tái)手動(dòng)舞臺(tái)升降機(jī)進(jìn)行了自動(dòng)化改造。現(xiàn)在，操作人員在 CP6600 面板型 PC 的觸摸屏上選擇所需的移動(dòng)方向，然后可以通過(guò)觸摸按鈕分組移動(dòng)升降機(jī)。更重要的是，防止超載和監(jiān)測(cè)繩索張力等所有相關(guān)信息都在顯示屏上顯示。

基于 PC 的控制技術(shù)進(jìn)一步提高了靈活性

對(duì)于進(jìn)一步的開(kāi)發(fā)，József Bálint 總結(jié)道：“到目前為止，我們?cè)谑褂帽陡＜夹g(shù)方面取得了非常成功的經(jīng)驗(yàn)，并進(jìn)一步開(kāi)發(fā)了我們的系統(tǒng)，以便在必要時(shí)可以將規(guī)模擴(kuò)展到幾百根軸。我們會(huì)根據(jù)軸的具體數(shù)量挑選一款性能合適的控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)同步任務(wù)。在這方面，我們特別受益于倍福工業(yè) PC 產(chǎn)品系列的全面性和可擴(kuò)展性。在一個(gè)典型的配置中，使用的是搭載 ARM Cortex? A8 處理器的 CP6600（10.1 英寸）或 CP6606（7 英寸）面板型 PC，這兩個(gè)產(chǎn)品都是控制 10 根軸以上應(yīng)用的理想選擇。對(duì)于軸數(shù)量更多的應(yīng)用，可以選擇搭載 Intel Atom? 處理器的 C6015 超緊湊型工業(yè) PC。控制軟件一直使用的是 TwinCAT 3。”采用 C6015 的實(shí)際應(yīng)用案例包括：位于奧拉迪亞市的 Szigliget 劇院可擴(kuò)展的 14 軸控制器和位于 Timi?oara 的 Csiky Gergely 匈牙利國(guó)家劇院可擴(kuò)展的三軸控制器，這兩個(gè)劇院都位于羅馬尼亞