基于 PC 的控制技術在布達佩斯 Müpa 節(jié)日劇院中的應用

布達佩斯 Müpa 節(jié)日劇院可以為音樂、美術和戲劇這三種表現(xiàn)藝術提供展示空間。節(jié)日大廳內是一個多功能劇場，其聲學設計處于世界領先水平。2019 年，匈牙利公司 Színpad Automatika Kft.受委托對節(jié)日劇院的舞臺和聲學系統(tǒng)進行現(xiàn)代化改造和進一步開發(fā)，在此期間，他們采用了倍福基于 PC 的控制技術。

Müpa 總共配備了 250 多個機械控制的舞臺和聲學系統(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)會共享控制系統(tǒng)。音樂廳內的約 150 個系統(tǒng)由一臺控制面板控制，劇院的主控計算機也控制著 40 多個系統(tǒng)。Színpad Automatika 自 2014 年以來一直負責該劇院的大部分系統(tǒng)維護工作。這家總部位于布達佩斯的專業(yè)公司專注于舞臺建造、舞臺設備維護和開發(fā)以及新設備的安裝。它還與 Müpa 主工程部門一起設計新的機械系統(tǒng)。

借助 TwinSAFE 集成式解決方案進行升級

2019 年，他們開始著手進行舞臺前部控制系統(tǒng)的現(xiàn)代化改造和優(yōu)化工作。有些部件已經運行了近 15 年，本身也到了該更換的時候，因此急需進行現(xiàn)代化改造。Színpad Automatika 公司在對多家供應商的系統(tǒng)進行評估后，選擇了倍福基于 PC 的控制技術。總經理 József Bálint 解釋道：“對于一般的控制技術要求，我們需要一個高確定性的系統(tǒng)，它必須有足夠高的能力來執(zhí)行同步任務，而且比 PLC 設備在編程上更加靈活。倍福基于 PC 的控制技術可以滿足所有這些需求，倍福還可以提供各種產品系列、全面的技術支持、編程和連接方面的高度靈活性以及 TwinSAFE 無縫集成式安全解決方案。”

“我們僅需使用一個用戶界面即可操控節(jié)日劇院中的 8 個舞臺系統(tǒng)。最大的舞臺系統(tǒng)用于升降管弦樂池，它可以用作腔墻體、舞臺幕布或觀眾席。這個升降系統(tǒng)包括三個電動安全護欄，用于將該區(qū)域與觀眾席隔開。舞臺防火幕前的這個較小的舞臺區(qū)域上方安裝了兩臺舞臺升降機、一個揚聲器支架和一個聲學面板支架。”Müpa 公司舞臺技術負責人 Gyula Cseh 解釋道。

EtherCAT 和 TwinSAFE 端子模塊安裝在控制柜中，用于控制管弦樂池

以前使用的系統(tǒng)只能控制和定位管弦樂池本身。而現(xiàn)在已經擴展到舞臺臺上區(qū)域的四個系統(tǒng)，以前只能用一種或兩種速度移動，而且沒有高度指示或磁場控制。自從開始進行現(xiàn)代化改造以后，所有這五個領域都通過超高速 EtherCAT 實時通信系統(tǒng)進行控制。這樣就可以同步現(xiàn)有的獨立控制器，也可以在控制器和 TwinSAFE EtherCAT 端子模塊之間傳輸安全相關的數(shù)據(jù)。一臺帶觸摸屏的 CP6600 面板型 PC 和 TwinCAT 3 PLC 軟件 runtime 構成中央控制單元。“此次項目中最大的挑戰(zhàn)是安全開關、夾層保護傳感器和急停鍵的分組操作，以及控制器位于三個不同的房間。事實證明，倍福的 TwinSAFE 是一個很好的解決方案。控制操作臺中安裝了具有 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)場的相應控制柜中。”József Bálint 解釋道。

Gyula Cseh 補充道：“新系統(tǒng)的其中一個優(yōu)點是，我們現(xiàn)在可以同時以任何組合方式移動和定位這些復雜的舞臺系統(tǒng)。這可以顯著提升準備工作期間的效率和準確性。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，并調用這些值來快速而精確地到達所需的目標位置。根據(jù)開發(fā)方案，一開始定的長期目標就是讓操作人員在對各個產品進行技術維護時，能夠在自動化系統(tǒng)中自動保存所有必要信息，然后在重復演出時從這里調用相關數(shù)據(jù)。我們的期望在所有方面都得到了滿足。”

在開發(fā)新的舞臺控制系統(tǒng)期間，也對后臺區(qū)域的四臺手動舞臺升降機進行了自動化改造。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方向，然后可以通過觸摸按鈕分組移動升降機。更重要的是，防止超載和監(jiān)測繩索張力等所有相關信息都在顯示屏上顯示。

基于 PC 的控制技術進一步提高了靈活性

對于進一步的開發(fā)，József Bálint 總結道：“到目前為止，我們在使用倍福技術方面取得了非常成功的經驗，并進一步開發(fā)了我們的系統(tǒng)，以便在必要時可以將規(guī)模擴展到幾百根軸。我們會根據(jù)軸的具體數(shù)量挑選一款性能合適的控制器來實現(xiàn)同步任務。在這方面，我們特別受益于倍福工業(yè) PC 產品系列的全面性和可擴展性。在一個典型的配置中，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，這兩個產品都是控制 10 根軸以上應用的理想選擇。對于軸數(shù)量更多的應用，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 的實際應用案例包括：位于奧拉迪亞市的 Szigliget 劇院可擴展的 14 軸控制器和位于 Timi?oara 的 Csiky Gergely 匈牙利國家劇院可擴展的三軸控制器，這兩個劇院都位于羅馬尼亞