布達佩斯 Müpa 節(jié)日劇院可以為音樂、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)是一個多功能劇場，其聲學(xué)設(shè)計處于世界領(lǐng)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(xué)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?；?PC 的控制技術(shù)。
節(jié)日劇院采用先進的舞臺和聲學(xué)技術(shù)
進行現(xiàn)代化改造
Müpa 總共配備了 250 多個機械控制的舞臺和聲學(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)會共享控制系統(tǒng)。音樂廳內(nèi)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(zé)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(shè)備維護和開發(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(jīng)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(yīng)商的系統(tǒng)進行評估后，選擇了倍?；?PC 的控制技術(shù)?？偨?jīng)理 József Bálint 解釋道：“對于一般的控制技術(shù)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(wù)，而且比 PLC 設(shè)備在編程上更加靈活。倍?；?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(xué)面板支架。”Müpa 公司舞臺技術(shù)負責(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(jīng)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(lǐng)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(guān)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(gòu)成中央控制單元。
此次項目中最大的挑戰(zhàn)是安全開關(guān)、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?？刂撇僮髋_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(yīng)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(fù)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(diào)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(chǎn)品進行技術(shù)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(fù)演出時從這里調(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?，F(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(guān)信息都在顯示屏上顯示。
基于 PC 的控制技術(shù)進一步提高了靈活性
對于進一步的開發(fā)，József Bálint 總結(jié)道：“到目前為止，我們在使用倍福技術(shù)方面取得了非常成功的經(jīng)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(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(chǎn)品都是控制 10 根軸以上應(yīng)用的理想選擇。對于軸數(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 的實際應(yīng)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。
關(guān)于德國倍福
倍福（Beckhoff）是一家專注于自動化新技術(shù)的德資企業(yè)，創(chuàng)立于 1980 年，總部位于德國威爾市。作為全球自動化技術(shù)的驅(qū)動者，倍福定義了自動化領(lǐng)域的許多標準，是國際標準的制定者和推動者。公司所生產(chǎn)的工業(yè) PC、現(xiàn)場總線模塊、驅(qū)動產(chǎn)品和 TwinCAT 自動化軟件構(gòu)成了一套完整的、相互兼容的控制系統(tǒng)，可為各個工控領(lǐng)域提供開放式自動化系統(tǒng)和完整的解決方案。經(jīng)過 40 年的發(fā)展和努力，倍福已在世界各地設(shè)立 30 多家分支機構(gòu)，加上全球的合作伙伴，業(yè)務(wù)遍及 70 多個國家和地區(qū)。
倍福于 1997 年進入中國市場，中國區(qū)總部落戶于上海市北高新產(chǎn)業(yè)園區(qū)，現(xiàn)有員工 300 人，辦事處遍及國內(nèi) 30 座大中城市。創(chuàng)新產(chǎn)品和解決方案廣泛應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電、半導(dǎo)體、光伏太陽能、電子制造、金屬加工、包裝機械、印刷機械、塑料加工、輪胎加工、木材加工、玻璃機械、物流輸送以及樓宇自動化等眾多領(lǐng)域。
公司傾力推廣的 EtherCAT 實時工業(yè)以太網(wǎng)于 2014 年成為中國國家推薦性標準，并已入編工信部的《國家智能制造標準體系建設(shè)指南》。作為一家技術(shù)驅(qū)動型公司，倍福一直注重在技術(shù)上尋求突破創(chuàng)新，在業(yè)內(nèi)享有“創(chuàng)新引擎”的美譽。倍?；?PC 的控制技術(shù)具有良好的開放性，它支持所有主流的工業(yè)通信協(xié)議，將 IT 技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)和自動化技術(shù)完美融合在一起，為實現(xiàn)工業(yè) 4.0 和智能制造奠定了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。
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