布達佩斯 Müpa 節日劇院可以為音樂、美術和戲劇這三種表現藝術提供展示空間。節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.受委托對節日劇院的舞臺和聲學系統進行現代化改造和進一步開發，在此期間，他們采用了倍福基于 PC 的控制技術。
節日劇院采用先進的舞臺和聲學技術
進行現代化改造
Müpa 總共配備了 250 多個機械控制的舞臺和聲學系統。有些系統有自己的控制器和操作裝置，還有一些較小的系統會共享控制系統。音樂廳內的約 150 個系統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。Színpad Automatika 自 2014 年以來一直負責該劇院的大部分系統維護工作。這家總部位于布達佩斯的專業公司專注于舞臺建造、舞臺設備維護和開發以及新設備的安裝。它還與 Müpa 主工程部門一起設計新的機械系統。
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的現代化改造和優化工作。有些部件已經運行了近 15 年，本身也到了該更換的時候，因此急需進行現代化改造。Színpad Automatika 公司在對多家供應商的系統進行評估后，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，它必須有足夠高的能力來執行同步任務，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日劇院中的 8 個舞臺系統。最大的舞臺系統用于升降管弦樂池，它可以用作腔墻體、舞臺幕布或觀眾席。這個升降系統包括三個電動安全護欄，用于將該區域與觀眾席隔開。舞臺防火幕前的這個較小的舞臺區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
以前使用的系統只能控制和定位管弦樂池本身。而現在已經擴展到舞臺臺上區域的四個系統，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 實時通信系統進行控制。這樣就可以同步現有的獨立控制器，也可以在控制器和 TwinSAFE EtherCAT 端子模塊之間傳輸安全相關的數據。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 數字量輸入端子模塊 EL1918，而其它 TwinSAFE I/O 則直接安裝在現場的相應控制柜中。”József Bálint 解釋道。
Gyula Cseh 補充道：“新系統的其中一個優點是，我們現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。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。根據開發方案，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據。我們的期望在所有方面都得到了滿足。”
在開發新的舞臺控制系統期間，也對后臺區域的四臺手動舞臺升降機進行了自動化改造。現在，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，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，并進一步開發了我們的系統，以便在必要時可以將規模擴展到幾百根軸。我們會根據軸的具體數量挑選一款性能合適的控制器來實現同步任務。在這方面，我們特別受益于倍福工業 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 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。
關于德國倍福
倍福（Beckhoff）是一家專注于自動化新技術的德資企業，創立于 1980 年，總部位于德國威爾市。作為全球自動化技術的驅動者，倍福定義了自動化領域的許多標準，是國際標準的制定者和推動者。公司所生產的工業 PC、現場總線模塊、驅動產品和 TwinCAT 自動化軟件構成了一套完整的、相互兼容的控制系統，可為各個工控領域提供開放式自動化系統和完整的解決方案。經過 40 年的發展和努力，倍福已在世界各地設立 30 多家分支機構，加上全球的合作伙伴，業務遍及 70 多個國家和地區。
倍福于 1997 年進入中國市場，中國區總部落戶于上海市北高新產業園區，現有員工 300 人，辦事處遍及國內 30 座大中城市。創新產品和解決方案廣泛應用于風力發電、半導體、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域。
公司傾力推廣的 EtherCAT 實時工業以太網于 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指南》。作為一家技術驅動型公司，倍福一直注重在技術上尋求突破創新，在業內享有“創新引擎”的美譽。倍福基于 PC 的控制技術具有良好的開放性，它支持所有主流的工業通信協議，將 IT 技術、互聯網和自動化技術完美融合在一起，為實現工業 4.0 和智能制造奠定了堅實的技術基礎。
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