|
娛樂業的發展未曾停歇止，人們對能夠震驚觀眾和新穎奇特的特技效果的追求也越來越迫切。電影和直播中的連續飛行畫面是導演的錦囊妙計。Flying by Foy 公司位于美國拉斯維加斯市。50 多年以來，該公司致力于飛行表演效果。盡管后臺已經隱藏了盡可能多的相關設備，飛行模擬自動化還是離不開精準的控制系統。基于 Beckhoff 的 PC 控制和 EtherCAT 技術，使 Flying by Foy 公司將這一切變成了現實。
過去的幾年里，Flying by Foy 公司成功地為 50 多場百老匯演出、華盛頓特區史密森尼博物館實況轉播、2004 奧林匹克運動會 和其它體育賽事，以及無數的現場娛樂活動、劇院表演和電影等提供了飛行特技服務。Flying by Foy 公司技術設計師 Matt Bevacqua 說“我們的控制裝置實現了直觀性和易操作性的完美結合。操作人員無需任何自動化工作原理知識，即可輕松完成變化莫測、激動人心的飛行表演。”
EtherCAT 對運動控制無任何限制
2008 年中，Flying by Foy公司決定對其 Pegasus 自動化控制產品進行一次重大升級，以提高協調定位性能并增強安全功能。“例如，造船廠采用吊架移動集裝箱時總是不斷努力避免整個系統出現搖晃，Flying by Foy 公司則正好相反，我們正是利用戲劇性搖晃和動態運動實現令人興奮的飛行效果” Matt Bevacqua 說。
自由飛行技術要求采用相當多擺錘效果和大幅度搖晃動作，而且，這些效果和動作不能輕易被起重機或帶緊負載控制功能的四點系統所復制。
新的 Pegasus 運動控制和自動化系統必須考慮這一點，且必須能夠安全地實現動態插補運動曲線。上一代 Pegasus自動化技術利用同一個包（即帶有集成式智能的驅動）內的運動控制器和逆變器處理定位控制任務和速度控制。“它工作起來非常棒，但是，傳統現場總線基礎設施卻限制了該設備之間的通信。”Matt Bevacqua 抱怨道。“我們的系統通常要求使用多個主站控制器，因此，這嚴重限制了我們的應用。一定程度的協調必不可少，然而，標準現場總線卻無法實現這種程度的協調功能。我們要求擁有一種可以自己定義的通信協議解決方案。”
適用于所有產品系列的集成式控制平臺
Flying by Foy公司目前有三個產品系列：DW-V3 型演員飛行鉸車、IW-V 型鉸車（制作在標準的 12 英寸箱形桁架內，是一種非常有用的搖滾巡回演出解決方案，用于快速安裝舞臺設備）和 BR-X 裝置（帶無線控制單元；是一種吊艙，可在 I 型梁上來回移動且無需牽繩，可以做上升和旋轉等表演動作）。Pegasus 自動化軟件基于 Windows，可以用作所有這三種控制器平臺的流量控制器，該軟件友好的用戶界面可以完成數據寫入、編輯和保存。Flying by Foy 公司所有這三個產品系列都使用 Beckhoff C6515 工業 PC（處理器：Intel® Celeron® M）、TwinCAT NC PTP 軟件和 EtherCATI/O 終端。“C6515 的形狀和大小與機架配合極好，而且還允許機架內熱量順暢地排出。”Matt Bevacqua 說。“一般的實施可能總共需要 5 或 6 個機架，因此，保持良好的硬件通風效果必不少。2010 年夏天，Flying by Foy公司在泰山的一次室外表演中使用了 Beckhoff 的工業 PC。泰山位于猶他州 lvins 市的沙漠中，常年平均溫度遠遠超過100℉ (38℃)。
Flying by Foy 公司的控制解決方案使用了 Beckhoff C6515 工業 PC 機（并安裝在 3.5 英寸機架中）。
現在，Flying by Foy 公司采用 CX9010 嵌入式 PC 取代了C6515。“TwinCAT 集成式軟件平臺適用于各種 Beckhoff 控制器，因此，我們需要做的全部工作僅是將控制軟件從一種型號 Beckhoff 硬件傳送至另一種型號。”Matt Bevacqua 接著解釋道。“TwinCAT 還有另一個好處，它允許我們在同一個Windows CE 操作系統環境中編寫自己的應用和其它更多的系統工具，我們還充分利用TwinCAT 令人贊嘆的適應性、I/O連接功能和運動控制塊。”
Flying by Foy 公司的大多數驅動程序和用戶界面都采用Microsoft Visual Studio® 編寫。“我們非常期待 Beckhoff的最新一代軟件 TwinCAT 3，該軟件實現了與 Visual Studio®的集成。”Matt Bevacqua 說。“TwinCAT 已經給予我們無限靈活性，使得我們能夠在 Beckhoff 系統中實現自己的定制型驅動，因此，我們可以不斷適應項目需求的變化。現在，我們不再被局限于任何一種特定硬件，而是可以根據需要隨時完成改變。對于我們所處的行業來說，這極為關鍵。因為，我們的應用需求始終在發展，交貨時間通常極短。”
“我們的控制技術即直觀又易用。這些技術可以幫助操作員制造出動感十足、令人窒息的飛行場景。”科爾公司的技術設計師 Matt Bevacqua 說。
EtherCAT – 娛樂工程優秀的通信解決方案
Flying by Foy 公司利用 EtherCAT 極大地提高了 Pegasus自動化系統的通信性能。“采用 EtherCAT，我們可以與幾乎任何一種現場總線進行完美的通信。”Bevacqua 解釋說，“例如，借助 EL6751 CANopen 主設備終端，我們可以在EtherCAT 系統中經濟、方便地實現全功能 CANopen 主設備。更令人稱道的是，基于 EtherCAT，我們還可以非常容易地集成其它 PROFIBUS 或 DeviceNet 主設備。”Flyingby Foy 公司還采用 EL6851 DMX 主/從終端進行燈光控制。Matt Bevacqua 聲稱：“利用 EtherCAT 實現 DMX 燈光和運動控制之間的同步，極大地增強了我們的靈活性。”
TwinSAFE 確保操作員和演員的安全性
Flying by Foy 公司通過在 Pegasus 系統中集成 TwinSAFE確保了操作者和演員的安全。“TwinSAFE 使得我們在相同現場總線上連接智能安全 I/O 終端即可方便地實現安全解決方案，且其布線方法可與運動控制相同。”Matt Bevacqua說。采用 TwinCAT 可以監控所有運動極限值。TwinSAFE是一種安全控制器，可以監控我們的全部提升機系列產品的所有安全相關子系統。安全數據和運行數據的傳輸通過同一個現場總線，減少了額外的電纜費用。此外，這種安全控制器的擴展也非常方便。對于 EtherCAT，需要增加原設計中沒有的安全功能時，僅需增加一個分布式 TwinSAFE 終端，并在本地控制站安裝一個 EL6900 安全 PLC 終端即可。”
Pegasus 自動化系統飛行運動模擬測試：控制器中集成的 TwinSAFE保證了操作員和演員的安全。
XFC：提高性能、降低成本
XFC 技術（極速控制技術）基于 EtherCAT 和 PC 控制技術；該技術進一步提升了 Flying by Foy 公司的表演水平。Beckhoff 的 EL1262 和 EL2262 XFC 終端的超采樣功能，實現 I/O 響應時間小于 100us。這些終端對于 Pegasus 自動化系統同樣非常關鍵。“XFC 終端對復制燈光模擬系統的編碼器信號非常有用，”Matt Bevacqua 解釋道。采用Beckhoff 的標準編碼器終端，可以記錄各種不同位置的位置信息，并利用分布式時鐘功能，對它們進行同步。“Pegasus可以利用 XFC 終端讀取某個鉸車的編碼器位置，并在某個本地站點以約 10 us 的精度和約 1 ms 的延時復制這些高頻信號。借助 XFC 終端，我們無需專用控制電纜就可以復制這些信號，從而，大大節省了電線電纜和布線費用。
設備改造更加容易
“借助標準以太網電纜，我們基本上可以將場館任何位置的各類數據傳給我們的本地 Pegasus 控制器，”Bevacqua解釋道。“任何一種其它現場總線技術，如果不借助更復雜的布線方案，不投入更高的費用，完全無法達到這一水平。采用 EtherCAT 橋接端子，Flying by Foy公司可以方便地獲得某個系統的 I/O 點位置并將其傳輸至另一個 TwinCAT 主站設備，據此，不同主站設備可以方便地共享運動軸。擁有了 TwinCAT，即擁有一個完全基于軟件的運動控制平臺。這意味著，我們不再需要不斷更換或改變設備才能滿足客戶各種各樣的藝術需求，從而顯著地降低成本。”
Beckhoff C6515 工業 PC 機的機箱結構使得 Flying by Foy 公司可以開發結構緊湊、散熱高效的機架。即使多臺工作 PC 機疊裝在同一個機架中時，熱量也可以快速散發。
面向未來研發的開放性
第三代 Pegasus 自動化系統已經實現了 100 軸以上同步運動。該系統正在開創一個偉大的起點。然而，在將藝術理念轉換成現實方面，Pegasus 技術的進展絕對沒有達到其巔峰水平。Matt Bevacqua 正在醞釀的 Flying by Foy 公司計劃中，其中有一項是圍繞 AX5000 EtherCAT 伺服驅動而開發的。“結合 AX5000 驅動，我們可以獲得一種全功能高端解決方案。該解決方案可以將各種 Pegasus 控制裝置統一在一個先進的系統架構之下。”“有了 Beckhoff 這一技術合作伙伴，Flying by Foy 公司將繼續不斷地將創作者和導演的構想變成現實，與些同時，實現讓觀眾倍感令人入勝的終極目標。”
Pegasus 自動化軟件用作所有平臺的流量控制器。因此，它可以協調鉸車、提升機和無線控制裝置等各個功能。Beckhoff 公司的 TwinCAT NCPTP 對自動化和運動的需求進行控制。
|
