基于 PC 的控制技術在布達佩斯 Müpa 節日劇院中的應用

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。

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