在莎士比亞的著(zhù)名喜劇《皆大歡喜》中，這位著(zhù)名的傳奇作家這樣寫(xiě)道：“世界是一個(gè)舞臺，所有的男男女女不過(guò)是一些演員?！币苍S這種觀(guān)演的親切感就是繼續推動(dòng)世界各地戲劇取得成功的關(guān)鍵動(dòng)力。演員們在舞臺上的敘事方式和戲劇動(dòng)作看上去都是那么毫不費力，讓觀(guān)眾仿佛置身于表演者塑造的角色的真實(shí)生活，但幕后人員為此所付出的巨大努力觀(guān)眾是完全看不到的。而這正是來(lái)自紐約楊克斯的Hudson ScenicStudio的用武之地，他們自1980年起就一直為舞臺娛樂(lè )行業(yè)提供場(chǎng)景制作和自動(dòng)化服務(wù)。

Hudson ScenicStudio高級工程師Chuck Adomanis解釋道：“這些年來(lái)，作為一家提供全方位服務(wù)的劇院自動(dòng)化和制作工作室，通過(guò)多年的努力經(jīng)營(yíng)，我們已經(jīng)在客戶(hù)中建立了良好的口碑。我們在娛樂(lè )行業(yè)積累了豐富的經(jīng)驗，能夠為幾乎任何舞臺或演出應用提供定制藝術(shù)作品和舞臺道具、場(chǎng)景搭建和自動(dòng)化控制系統。我們不僅為百老匯劇院提供服務(wù)，還為其它現場(chǎng)活動(dòng)、電視和電影以及諸如主題公園和郵輪等永久設施提供解決方案?！?/p>

靈活和可擴展的控制技術(shù)適用于任何規模和預算的項目

Hudson Scenic Studio參與過(guò)百老匯最大和最成功的演出服務(wù)，為他們提供舞臺服務(wù)。其中，最典型的作品要數迪士尼動(dòng)畫(huà)《阿拉丁》和根據美國開(kāi)國元勛亞歷山大·漢密爾頓生平故事改編的音樂(lè )劇《漢密爾頓》，它們都給觀(guān)眾留下了深刻印象。當然，Hudson Scenic還為不同規模的客戶(hù)群體提供舞臺和演出技術(shù)支持，Adomanis繼續說(shuō)道：“我認為 HudsonScenic與其它工作室最大的區別，在于我們的系統具有很高的靈活性，以及我們愿意與不同規模的客戶(hù)群體合作，幫助他們找到滿(mǎn)足其需求的最佳解決方案。無(wú)論是制作費用高達數百萬(wàn)美元的百老匯演出，還是制作成本較低的小劇場(chǎng)演出，我們都可以根據客戶(hù)的具體應用靈活定制最適合的系統和組件?！?/p>

Hudson為創(chuàng )意總監及其制作班底提供最合適的方法實(shí)現他們最大膽的舞臺創(chuàng )意。Hudson公司提供規劃服務(wù)、項目管理、制作和調試等一條龍服務(wù)，幫助各種規模的舞臺和演出獲得如潮好評。為了做到這一點(diǎn)，Hudson首先建造結構極其復雜的舞臺布景和道具，然后讓這些舞臺布景高動(dòng)態(tài)地運動(dòng)、移動(dòng)和變換，以增強演出的視覺(jué)效果。例如，在阿拉丁項目中，構成阿格拉巴市場(chǎng)的建筑物在塔樓升降時(shí)移動(dòng)并旋轉穿過(guò)舞臺。每一個(gè)動(dòng)作或效果，如打開(kāi)舞臺的地板門(mén)、升起一段舞臺布景或協(xié)助演員飛過(guò)舞臺，都需要復雜的控制技術(shù)。在這里，你可以盡情發(fā)揮你的想象力；但想要獲得震撼效果的前提是機械系統、軟件和自動(dòng)化系統都順利平穩地運行。

幕后英雄

在幕后，大型控制柜內裝有針對演出用的自動(dòng)化和控制系統。Hudson開(kāi)發(fā)的HMI軟件用于操作整個(gè)系統?？刂拼笮蛻騽≈谱髦猩婕暗降乃袕碗s的運動(dòng)部件（如Hudson提供服務(wù)的百老匯演出），后臺需要使用功能強大的控制系統。具體來(lái)說(shuō)，Hudson使用了配備1.5 GHz Intel Corei7雙核處理器的倍福CX2030嵌入式控制器，以及配備Intel Atom處理器的CX5100嵌入式控制器。

在現場(chǎng)部署實(shí)施前，Hudson還會(huì )使用配備ARM Cortex-A8處理器的7英寸CP6606面板型PC測試效果。ChuckAdomanis在解釋各種控制器的需求時(shí)說(shuō)道：“這些設備中的每一臺都充當主要的系統控制器，將PLC、NC和HMI軟件作為我們自動(dòng)化系統的主要控制設備。具有高度可擴展性的控制器系列讓我們能夠根據每項任務(wù)選擇最合適的性能水平，并幫助客戶(hù)降低演出成本?！比绻枰蟮钠聊?，由Hudson編程的HMI將在一系列15英寸的倍福CP2916多點(diǎn)觸控控制面板上顯示。

一系列15英寸的倍福CP2916 多點(diǎn)觸控控制面板用于顯示由 Hudson編程的 HMI

TwinCAT 3自動(dòng)化軟件為Hudson的控制系統提供核心底層架構。Adomanis繼續說(shuō)道：“鑒于我們項目具有多樣化性，我們使用各種TwinCAT3軟件包實(shí)現PLC和運動(dòng)控制，我們還使用了全系列可用的TwinCAT模塊：TwinCATPLC和NC用于軸控制，TwinCATADS、TwinCAT TCP/IP Server或TwinCAT OPC UA用于橫向和縱向通信。TwinCAT讓我們可以遠程訪(fǎng)問(wèn)演出現場(chǎng)，確保我們的客戶(hù)能夠及時(shí)得到我們專(zhuān)家的技術(shù)支持與服務(wù)?！边h程訪(fǎng)問(wèn)使Hudson可以診斷世界上任何地方的設備問(wèn)題，而無(wú)需工程團隊親身前往現場(chǎng)，從而大大節省成本，同時(shí)也幫助客戶(hù)降低運營(yíng)成本。

控制集成安全解決方案滿(mǎn)足復雜的要求

正如你所想象的那樣，安全對舞臺和演出應用來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。Hudson Scenic在很大程度上仰賴(lài)倍福的TwinSAFE系統，將各種所需的安全功能集成到自動(dòng)化系統中，例如防護門(mén)和急停按鈕。自動(dòng)化工程師Erik Nelson解釋說(shuō)道：“我們以前的E-stop解決方案是用硬接線(xiàn)方式來(lái)運行24伏信號，這需要額外的電纜。使用TwinSAFE解決方案后，我們只需要一根電纜即可連接所有設備，大大簡(jiǎn)化了我們的調試工作，提高了可靠性，并讓我們能夠滿(mǎn)足日益復雜的安全要求?！?/p>

靈活、經(jīng)濟高效和可靠：高速EtherCAT系統

現場(chǎng)中的實(shí)時(shí)信號通信通過(guò)EtherCAT實(shí)現。EtherCAT端子模塊和EtherCAT端子盒具有處理速度一流以及體積小巧的特點(diǎn) —這對Hudson每天空間受限的應用來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。此外，倍福的 I/O端子模塊的成本較低，這對于HudsonScenic來(lái)說(shuō)尤其具有吸引力，正如ChuckAdomanis所解釋的那樣：“EtherCAT I/O系統每個(gè)點(diǎn)的價(jià)格都很低，再加上有了TwinCAT，我們能夠快速映射和自由配置I/O，從而顯著(zhù)節約成本?！?/p>

倍福伺服驅動(dòng)技術(shù)作為標準實(shí)施

對于運動(dòng)控制任務(wù)，Hudson使用的是倍福的AX5000系列EtherCAT伺服驅動(dòng)器和AM8000系列同步伺服電機，而不再使用以前的三相感應電機系統。倍福伺服驅動(dòng)技術(shù)現在被用作標準的運動(dòng)控制系統?！半S著(zhù)我們項目的技術(shù)需求不斷增長(cháng)和變化，電機和驅動(dòng)器的單電纜技術(shù)（OCT）與絕對編碼器技術(shù)相結合，幫助我們提升了品牌價(jià)值，將成為我們新設備的標準?！盇domanis說(shuō)道。

動(dòng)作和壯觀(guān)的效果是任何性能的核心：對于運動(dòng)控制，Hudson Scenic配套使用AX5000系列 EtherCAT伺服驅動(dòng)器和采用單電纜技術(shù)的AM8000系列同步伺服電機

業(yè)績(jì)和盈利能力的提升贏(yíng)得一片贊譽(yù)

除了系統設計和維護的靈活性大大增強之外，Hudson Scenic在系統性能提升上取得的成效也令人印象深刻。Adomanis解釋道：“在使用我們以前的PLC和運動(dòng)系統時(shí)，PLC命令和運動(dòng)控制的掃描時(shí)間大于20毫秒。而現在，我們的掃描時(shí)間僅為1或2毫秒，必要時(shí)，還可以進(jìn)一步縮短掃描時(shí)間。有了EtherCAT和TwinCAT后，我們可以實(shí)現實(shí)時(shí)的、微秒級的確定性I/O通信，這在過(guò)去是不可能的?！?/p>

此外，工程成本大幅下降，效率也顯著(zhù)提升?！盀橐粋€(gè)項目編寫(xiě)的代碼可以很輕松地從一個(gè)效果擴展到另一個(gè)效果，而不需要大量返工?！盓rik Nelson說(shuō)道?！拔覀儾辉傩枰謩?dòng)尋址數據寄存器和PLC存儲器?！盇domanis還指出：“雖然很難量化具體節約了多少成本，但我們可以毫不含糊地說(shuō)，我們的項目利潤率有顯著(zhù)提高，Hudson可以通過(guò)基于PC的控制和EtherCAT技術(shù)實(shí)現各種規模的應用并保持高利潤率?！?/p>

“倍福憑借其娛樂(lè )行業(yè)特定的技術(shù)，例如帶DMX通信的I/O端子模塊以及用于照明和多媒體設備的其它標準，不僅僅只是一個(gè)‘基礎自動(dòng)化和控制’供應商?！盇domanis如此說(shuō)道?！芭c倍福這樣對娛樂(lè )應用有著(zhù)深刻理解的自動(dòng)化公司合作，讓Hudson Scenic Studio和我們的客戶(hù)受益匪淺?！彪S著(zhù)這些項目的規模和技術(shù)復雜程度的增加，Hudson ScenicStudio團隊已經(jīng)準備好應對他們在娛樂(lè )工程中遇到的任何挑戰。有了倍福提供控制基礎，這些有才華的工程師們才有擁有幫助舞臺和演出人士實(shí)現藝術(shù)愿景和夢(mèng)想所需的工具。

摘自《自動(dòng)化博覽》2019年11月刊