紐約佩雷爾曼表演藝術(shù)中心（PAC NYC）為觀眾提供真正極具特色的沉浸式劇場體驗(yàn)，先進(jìn)的舞臺技術(shù)使其三個(gè)表演場能夠靈活配置成不同的展現(xiàn)形式。倍福的模塊化自動化技術(shù)為墻體、地板及背景幕布按需重組提供了必要的靈活性與可靠性，保障每場演出都能精準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)場景轉(zhuǎn)換。
PAC NYC 矗立于曼哈頓世貿(mào)中心一號樓腳下，與 911 國家紀(jì)念博物館隔街相望。盡管該中心提供的節(jié)目編排與紐約市其他主要劇院并無二致，但這個(gè)聚集空間的使命卻獨(dú)樹一幟，有著鮮明的社區(qū)屬性。“PAC NYC 是一個(gè)療愈心靈的場所。”PAC NYC 數(shù)字內(nèi)容總監(jiān) Miranda Palumbo 說道，“置身世貿(mào)中心園區(qū)，我們有責(zé)任引領(lǐng)人們禮贊生命。”
該中心設(shè)有三個(gè)表演區(qū)域，可靈活組合或分隔成 60 多種布景。后臺技術(shù)還支持動態(tài)布景變換以及讓演員在空中飛舞。“我們可以同時(shí)制作三部不同的作品，也可以只做一部。”Palumbo 解釋道。
作為世貿(mào)中心園區(qū)不可或缺的重要組成部分，佩雷爾曼表演藝術(shù)中心致力于在這一特殊場所幫助紐約市的藝術(shù)家和人民實(shí)現(xiàn)彼此間的相互療愈。
為了實(shí)現(xiàn)這場表演藝術(shù)所需的工程技術(shù)，PAC NYC 委托 The Chicago Flyhouse 公司及其編程合作伙伴 ELPLANT，共同打造一套安全可靠且靈活的舞臺自動化系統(tǒng)。Flyhouse 為全球各地的場館量身打造吊桿系統(tǒng)、升降系統(tǒng)及空中飛人設(shè)備，其服務(wù)范圍廣泛，涵蓋了醫(yī)院、高中校園、劇院以及競技場等多種不同類型的場所。
01
獨(dú)特項(xiàng)目所需的
先進(jìn)舞臺技術(shù)
“佩雷爾曼中心是一個(gè)獨(dú)特而令人興奮的項(xiàng)目。”Flyhouse 公司創(chuàng)始人兼高級項(xiàng)目經(jīng)理 Mark Witteveen 表示，“在紐約市，尤其是曼哈頓金融區(qū)，很少有機(jī)會建造新劇院。此外，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)和顧問們還希望打造一個(gè)極具靈活性的空間。”
因此，F(xiàn)lyhouse 公司采用了分布式“母子機(jī)”控制方案。中央服務(wù)器（Master of Machines，簡稱 MoM）與分布式模塊（子機(jī)，Kids）進(jìn)行通信。PAC NYC 的 30 多個(gè)子模塊都配備了倍福 CX9020 嵌入式控制器和 EtherCAT I/O，用于控制 Flyhouse 公司的 ZipLift 升降機(jī)等設(shè)備。這些模塊可以輕松移動、連接到其他升降機(jī)，或在維護(hù)時(shí)進(jìn)行更換。
然而，部署在劇院各層的大量子模塊及其關(guān)聯(lián)的運(yùn)動軸對場館的網(wǎng)絡(luò)承載能力提出了更高要求。Flyhouse 技術(shù)還需對接其他廠商的解決方案，例如，驅(qū)動巨型墻體升降或?qū)崿F(xiàn)地面在平面與或階梯式布局間轉(zhuǎn)換的系統(tǒng)。因此，安全區(qū)域必須隨著空間的變化動態(tài)調(diào)整，確保人員及設(shè)備安全。
一個(gè)運(yùn)行異常的組件便可能讓多年辛苦積累的聲譽(yù)毀于一旦，因此選擇正確的合作伙伴至關(guān)重要。盡管劇場設(shè)備的使用周期相對較短，但我們對其可靠性的要求卻絲毫不減，必須達(dá)到工業(yè)級自動化水準(zhǔn)。”
—— Flyhouse 公司創(chuàng)始人兼高級項(xiàng)目經(jīng)理
Mark Witteveen
倍福公司針對相關(guān)需求提供了理想的解決方案。其中，EtherCAT 和基于 PC 的控制技術(shù)為系統(tǒng)無縫運(yùn)行與高度適應(yīng)性提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐。
02
工業(yè)自動化 — 安全性與
靈活性相結(jié)合
Flyhouse 公司與倍福美國分公司及 ELPLANT 攜手設(shè)計(jì)新一代控制模塊。獲得 ISO 9001 資質(zhì)認(rèn)證的塞爾維亞系統(tǒng)集成商 ELPLANT，在工業(yè)自動化與娛樂設(shè)備應(yīng)用領(lǐng)域貢獻(xiàn)了專業(yè)技術(shù)。
就這個(gè)項(xiàng)目而言，倍福無疑是理想之選，因?yàn)轷r少有系統(tǒng)能夠提供如此模塊化、可靈活配置的架構(gòu)。該系統(tǒng)采用了 TwinCAT PLC、NC PTP 運(yùn)動控制、TwinSAFE 安全系統(tǒng)、廣泛的 EtherCAT 通信、TwinCAT PLC 可視化界面TwinCAT HMI、數(shù)據(jù)庫通信，以及通過 ADS 對接第三方應(yīng)用（如 C# WPF，Windows Presentation Foundation）操作控制臺等解決方案。”
—— ELPLANT 首席執(zhí)行官
Aleksandar Arsi?
選擇模塊化設(shè)計(jì)方案的另一個(gè)關(guān)鍵推動因素是 EtherCAT 工業(yè)以太網(wǎng)系統(tǒng)，Aleksandar Arsi? 解釋道：“這種實(shí)時(shí)通信技術(shù)使我們能夠精準(zhǔn)配置拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，確保每個(gè)嵌入式控制器或其它 EtherCAT 設(shè)備都作為獨(dú)立的同步單元運(yùn)行。”多數(shù)設(shè)備還配備了 EtherCAT P，實(shí)現(xiàn)單電纜傳輸數(shù)據(jù)和供電。這種配置使技術(shù)人員能夠在不中斷其它設(shè)備運(yùn)行的情況下，移除或添加子模塊。除了卓越的速度和強(qiáng)大的診斷功能外，EtherCAT 還支持拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)自由布局，提供熱插拔連接與設(shè)備自動尋址功能，顯著簡化了組件更換和即插即用安裝流程。
Flyhouse 公司還通過 TwinSAFE 端子模塊實(shí)現(xiàn)了功能安全。該方案通過標(biāo)準(zhǔn) EtherCAT 網(wǎng)絡(luò)和 Safety over EtherCAT (FSoE) 傳輸安全信息，替代傳統(tǒng)的獨(dú)立硬接線系統(tǒng)。除顯著減少布線工作，降低成本外，TwinSAFE 還簡化了可配置劇場方案的落地實(shí)施。
PAC NYC 后臺技術(shù)人員：（從左至右）The Chicago Flyhouse 公司的 Hunter Cole、Jon Weston 和 Mark Witteveen 與倍福美國分公司的 Jason Toon 會面
Flyhouse 公司在各劇場空間都部署了 Ease® 控制臺，通過操縱桿及搭載 TwinCAT HMI 的多點(diǎn)觸控可視化界面簡化了軸的操作。據(jù) Mark Witteveen 介紹，出于安全考量，控制臺無法控制操作員視線范圍外的運(yùn)動軸。因此，當(dāng)升降墻體合并空間時(shí)，控制臺需要控制合并后大空間內(nèi)的所有運(yùn)動軸。同理，急停按鈕必須能夠即時(shí)制動合并空間內(nèi)的所有運(yùn)動，這意味著“母子機(jī)”架構(gòu)必須能夠?qū)崟r(shí)動態(tài)重構(gòu)。“這個(gè)看似簡單的構(gòu)想實(shí)施起來卻異常復(fù)雜。”Witteveen 坦言，“但借助 EtherCAT 的靈活性和 TwinCAT 的軟件能力，我們得以完美地完成這項(xiàng)任務(wù)。”
藝術(shù)與工程的奇妙共鳴
舞臺自動化系統(tǒng)同樣秉承了匠心獨(dú)運(yùn)的設(shè)計(jì)理念。模塊化系統(tǒng)將持續(xù)支持升級迭代，依托具備可擴(kuò)展性的前瞻性自動化平臺，整個(gè)升級過程無需對基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行大規(guī)模更換。相反，技術(shù)人員只需在軟件層面進(jìn)行相應(yīng)更改，或更換設(shè)備即可實(shí)現(xiàn)升級。這種方法不僅能夠降低成本，還可避免因組件停產(chǎn)導(dǎo)致的演出中斷風(fēng)險(xiǎn)。對于 Mark Witteveen 而言，確保演出順利進(jìn)行始終是他最重要的目標(biāo)。“當(dāng)燈光漸暗，舞臺亮起，觀眾們的注意力只會聚集于藝術(shù)表演本身，根本不會關(guān)注演出是否運(yùn)用了自動化技術(shù)。”他如此說道，“他們只是全身心地沉浸其中，完全被這魔法所吸引。這份震撼體驗(yàn)讓所有付出都值得。”
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(biāo)準(zhǔn)，是國際標(biāo)準(zhǔn)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(gè)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(jī)構(gòu)，加上全球的合作伙伴，業(yè)務(wù)遍及 70 多個(gè)國家和地區(qū)。
倍福于 1997 年進(jìn)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(jī)械、印刷機(jī)械、塑料加工、輪胎加工、木材加工、玻璃機(jī)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(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)于 2014 年成為中國國家推薦性標(biāo)準(zhǔn)，并已入編工信部的《國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)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(yù)。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(shí)現(xiàn)工業(yè) 4.0 和智能制造奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。
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