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应用案例 | 基于 PC 的控制技术在布达佩斯 Müpa 节日剧院中的应用

布达佩斯 Müpa 节日剧院可以为音乐、美术和戏剧这三种表现艺术提供展示空间。节日大厅内是一个多功能剧场，其声学设计处于世界领先水平。2019 年，匈牙利公司 Színpad Automatika Kft.受委托对节日剧院的舞台和声学系统进行现代化改造和进一步开发，在此期间，他们采用了倍福基于 PC 的控制技术。

节日剧院采用先进的舞台和声学技术

进行现代化改造

Müpa 总共配备了 250 多个机械控制的舞台和声学系统。有些系统有自己的控制器和操作装置，还有一些较小的系统会共享控制系统。音乐厅内的约 150 个系统由一台控制面板控制，剧院的主控计算机也控制着 40 多个系统。Színpad Automatika 自 2014 年以来一直负责该剧院的大部分系统维护工作。这家总部位于布达佩斯的专业公司专注于舞台建造、舞台设备维护和开发以及新设备的安装。它还与 Müpa 主工程部门一起设计新的机械系统。

借助 TwinSAFE 集成式解决方案进行升级

2019 年，他们开始着手进行舞台前部控制系统的现代化改造和优化工作。有些部件已经运行了近 15 年，本身也到了该更换的时候，因此急需进行现代化改造。Színpad Automatika 公司在对多家供应商的系统进行评估后，选择了倍福基于 PC 的控制技术。总经理 József Bálint 解释道：“对于一般的控制技术要求，我们需要一个高确定性的系统，它必须有足够高的能力来执行同步任务，而且比 PLC 设备在编程上更加灵活。倍福基于 PC 的控制技术可以满足所有这些需求，倍福还可以提供各种产品系列、全面的技术支持、编程和连接方面的高度灵活性以及 TwinSAFE 无缝集成式安全解决方案。”

“我们仅需使用一个用户界面即可操控节日剧院中的 8 个舞台系统。最大的舞台系统用于升降管弦乐池，它可以用作腔墙体、舞台幕布或观众席。这个升降系统包括三个电动安全护栏，用于将该区域与观众席隔开。舞台防火幕前的这个较小的舞台区域上方安装了两台舞台升降机、一个扬声器支架和一个声学面板支架。”Müpa 公司舞台技术负责人 Gyula Cseh 解释道。

EtherCAT 和 TwinSAFE 端子模块安装在控制柜中，用于控制管弦乐池

以前使用的系统只能控制和定位管弦乐池本身。而现在已经扩展到舞台台上区域的四个系统，以前只能用一种或两种速度移动，而且没有高度指示或磁场控制。自从开始进行现代化改造以后，所有这五个领域都通过超高速 EtherCAT 实时通信系统进行控制。这样就可以同步现有的独立控制器，也可以在控制器和 TwinSAFE EtherCAT 端子模块之间传输安全相关的数据。一台带触摸屏的 CP6600 面板型 PC 和 TwinCAT 3 PLC 软件 runtime 构成中央控制单元。

此次项目中最大的挑战是安全开关、夹层保护传感器和急停键的分组操作，以及控制器位于三个不同的房间。事实证明，倍福的 TwinSAFE 是一个很好的解决方案。控制操作台中安装了具有 TwinSAFE 逻辑的 EtherCAT 数字量输入端子模块 EL1918，而其它 TwinSAFE I/O 则直接安装在现场的相应控制柜中。”József Bálint 解释道。

Gyula Cseh 补充道：“新系统的其中一个优点是，我们现在可以同时以任何组合方式移动和定位这些复杂的舞台系统。这可以显著提升准备工作期间的效率和准确性。更重要的是，我们可以在控制器中保存具有具体名称的额定值，并调用这些值来快速而精确地到达所需的目标位置。根据开发方案，一开始定的长期目标就是让操作人员在对各个产品进行技术维护时，能够在自动化系统中自动保存所有必要信息，然后在重复演出时从这里调用相关数据。我们的期望在所有方面都得到了满足。”

在开发新的舞台控制系统期间，也对后台区域的四台手动舞台升降机进行了自动化改造。现在，操作人员在 CP6600 面板型 PC 的触摸屏上选择所需的移动方向，然后可以通过触摸按钮分组移动升降机。更重要的是，防止超载和监测绳索张力等所有相关信息都在显示屏上显示。

基于 PC 的控制技术进一步提高了灵活性

对于进一步的开发，József Bálint 总结道：“到目前为止，我们在使用倍福技术方面取得了非常成功的经验，并进一步开发了我们的系统，以便在必要时可以将规模扩展到几百根轴。我们会根据轴的具体数量挑选一款性能合适的控制器来实现同步任务。在这方面，我们特别受益于倍福工业 PC 产品系列的全面性和可扩展性。在一个典型的配置中，使用的是搭载 ARM Cortex™ A8 处理器的 CP6600(10.1 英寸)或 CP6606(7 英寸)面板型 PC，这两个产品都是控制 10 根轴以上应用的理想选择。对于轴数量更多的应用，可以选择搭载 Intel Atom®处理器的 C6015 超紧凑型工业