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在莎士比亞的著名喜劇《皆大歡喜》中，這位著名的傳奇作家這樣寫道：“世界是一個(gè)舞臺(tái)，所有的男男女女不過是一些演員。”也許這種觀演的親切感就是繼續(xù)推動(dòng)世界各地戲劇取得成功的關(guān)鍵動(dòng)力。演員們?cè)谖枧_(tái)上的敘事方式和戲劇動(dòng)作看上去都是那么毫不費(fèi)力，讓觀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眾是完全看不到的。而這正是來自紐約楊克斯的Hudson ScenicStudio的用武之地，他們自1980年起就一直為舞臺(tái)娛樂行業(yè)提供場景制作和自動(dòng)化服務(wù)。

Hudson ScenicStudio高級(jí)工程師Chuck Adomanis解釋道：“這些年來，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，通過多年的努力經(jīng)營，我們已經(jīng)在客戶中建立了良好的口碑。我們?cè)趭蕵沸袠I(yè)積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，能夠?yàn)閹缀跞魏挝枧_(tái)或演出應(yīng)用提供定制藝術(shù)作品和舞臺(tái)道具、場景搭建和自動(dòng)化控制系統(tǒng)。我們不僅為百老匯劇院提供服務(wù)，還為其它現(xiàn)場活動(dòng)、電視和電影以及諸如主題公園和郵輪等永久設(shè)施提供解決方案。”

靈活和可擴(kuò)展的控制技術(shù)適用于任何規(guī)模和預(yù)算的項(xiàng)目

Hudson Scenic Studio參與過百老匯最大和最成功的演出服務(wù)，為他們提供舞臺(tái)服務(wù)。其中，最典型的作品要數(shù)迪士尼動(dòng)畫《阿拉丁》和根據(jù)美國開國元?jiǎng)讈啔v山大·漢密爾頓生平故事改編的音樂劇《漢密爾頓》，它們都給觀眾留下了深刻印象。當(dāng)然，Hudson Scenic還為不同規(guī)模的客戶群體提供舞臺(tái)和演出技術(shù)支持，Adomanis繼續(xù)說道：“我認(rèn)為 HudsonScenic與其它工作室最大的區(qū)別，在于我們的系統(tǒng)具有很高的靈活性，以及我們?cè)敢馀c不同規(guī)模的客戶群體合作，幫助他們找到滿足其需求的最佳解決方案。無論是制作費(fèi)用高達(dá)數(shù)百萬美元的百老匯演出，還是制作成本較低的小劇場演出，我們都可以根據(jù)客戶的具體應(yīng)用靈活定制最適合的系統(tǒng)和組件。”

Hudson為創(chuàng)意總監(jiān)及其制作班底提供最合適的方法實(shí)現(xiàn)他們最大膽的舞臺(tái)創(chuàng)意。Hudson公司提供規(guī)劃服務(wù)、項(xiàng)目管理、制作和調(diào)試等一條龍服務(wù)，幫助各種規(guī)模的舞臺(tái)和演出獲得如潮好評(píng)。為了做到這一點(diǎn)，Hudson首先建造結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜的舞臺(tái)布景和道具，然后讓這些舞臺(tái)布景高動(dòng)態(tài)地運(yùn)動(dòng)、移動(dòng)和變換，以增強(qiáng)演出的視覺效果。例如，在阿拉丁項(xiàng)目中，構(gòu)成阿格拉巴市場的建筑物在塔樓升降時(shí)移動(dòng)并旋轉(zhuǎn)穿過舞臺(tái)。每一個(gè)動(dòng)作或效果，如打開舞臺(tái)的地板門、升起一段舞臺(tái)布景或協(xié)助演員飛過舞臺(tái)，都需要復(fù)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(jī)械系統(tǒng)、軟件和自動(dòng)化系統(tǒng)都順利平穩(wěn)地運(yùn)行。

幕后英雄

在幕后，大型控制柜內(nèi)裝有針對(duì)演出用的自動(dòng)化和控制系統(tǒng)。Hudson開發(fā)的HMI軟件用于操作整個(gè)系統(tǒng)。控制大型戲劇制作中涉及到的所有復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)部件（如Hudson提供服務(wù)的百老匯演出），后臺(tái)需要使用功能強(qiáng)大的控制系統(tǒng)。具體來說，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(xiàn)場部署實(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)說道：“這些設(shè)備中的每一臺(tái)都充當(dāng)主要的系統(tǒng)控制器，將PLC、NC和HMI軟件作為我們自動(dòng)化系統(tǒng)的主要控制設(shè)備。具有高度可擴(kuò)展性的控制器系列讓我們能夠根據(jù)每項(xiàng)任務(wù)選擇最合適的性能水平，并幫助客戶降低演出成本。”如果需要更大的屏幕，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(tǒng)提供核心底層架構(gòu)。Adomanis繼續(xù)說道：“鑒于我們項(xiàng)目具有多樣化性，我們使用各種TwinCAT3軟件包實(shí)現(xiàn)PLC和運(yùn)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(yuǎn)程訪問演出現(xiàn)場，確保我們的客戶能夠及時(shí)得到我們專家的技術(shù)支持與服務(wù)。”遠(yuǎn)程訪問使Hudson可以診斷世界上任何地方的設(shè)備問題，而無需工程團(tuán)隊(duì)親身前往現(xiàn)場，從而大大節(jié)省成本，同時(shí)也幫助客戶降低運(yùn)營成本。

控制集成安全解決方案滿足復(fù)雜的要求

正如你所想象的那樣，安全對(duì)舞臺(tái)和演出應(yīng)用來說至關(guān)重要。Hudson Scenic在很大程度上仰賴倍福的TwinSAFE系統(tǒng)，將各種所需的安全功能集成到自動(dòng)化系統(tǒng)中，例如防護(hù)門和急停按鈕。自動(dòng)化工程師Erik Nelson解釋說道：“我們以前的E-stop解決方案是用硬接線方式來運(yùn)行24伏信號(hào)，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(shè)備，大大簡化了我們的調(diào)試工作，提高了可靠性，并讓我們能夠滿足日益復(fù)雜的安全要求。”

靈活、經(jīng)濟(jì)高效和可靠：高速EtherCAT系統(tǒng)

現(xiàn)場中的實(shí)時(shí)信號(hào)通信通過EtherCAT實(shí)現(xiàn)。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(duì)Hudson每天空間受限的應(yīng)用來說至關(guān)重要。此外，倍福的 I/O端子模塊的成本較低，這對(duì)于HudsonScenic來說尤其具有吸引力，正如ChuckAdomanis所解釋的那樣：“EtherCAT I/O系統(tǒng)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，從而顯著節(jié)約成本。”

倍福伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)作為標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施

對(duì)于運(yùn)動(dòng)控制任務(wù)，Hudson使用的是倍福的AX5000系列EtherCAT伺服驅(qū)動(dòng)器和AM8000系列同步伺服電機(jī)，而不再使用以前的三相感應(yīng)電機(jī)系統(tǒng)。倍福伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)現(xiàn)在被用作標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。“隨著我們項(xiàng)目的技術(shù)需求不斷增長和變化，電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器的單電纜技術(shù)（OCT）與絕對(duì)編碼器技術(shù)相結(jié)合，幫助我們提升了品牌價(jià)值，將成為我們新設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)。”Adomanis說道。

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

業(yè)績和盈利能力的提升贏得一片贊譽(yù)

除了系統(tǒng)設(shè)計(jì)和維護(hù)的靈活性大大增強(qiáng)之外，Hudson Scenic在系統(tǒng)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(yùn)動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，PLC命令和運(yùn)動(dòng)控制的掃描時(shí)間大于20毫秒。而現(xiàn)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(xiàn)實(shí)時(shí)的、微秒級(jí)的確定性I/O通信，這在過去是不可能的。”

此外，工程成本大幅下降，效率也顯著提升。“為一個(gè)項(xiàng)目編寫的代碼可以很輕松地從一個(gè)效果擴(kuò)展到另一個(gè)效果，而不需要大量返工。”Erik Nelson說道。“我們不再需要手動(dòng)尋址數(shù)據(jù)寄存器和PLC存儲(chǔ)器。”Adomanis還指出：“雖然很難量化具體節(jié)約了多少成本，但我們可以毫不含糊地說，我們的項(xiàng)目利潤率有顯著提高，Hudson可以通過基于PC的控制和EtherCAT技術(shù)實(shí)現(xiàn)各種規(guī)模的應(yīng)用并保持高利潤率。”

“倍福憑借其娛樂行業(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(shè)備的其它標(biāo)準(zhǔn)，不僅僅只是一個(gè)‘基礎(chǔ)自動(dòng)化和控制’供應(yīng)商。”Adomanis如此說道。“與倍福這樣對(duì)娛樂應(yīng)用有著深刻理解的自動(dòng)化公司合作，讓Hudson Scenic Studio和我們的客戶受益匪淺。”隨著這些項(xiàng)目的規(guī)模和技術(shù)復(fù)雜程度的增加，Hudson ScenicStudio團(tuán)隊(duì)已經(jīng)準(zhǔn)備好應(yīng)對(duì)他們?cè)趭蕵饭こ讨杏龅降娜魏翁魬?zhàn)。有了倍福提供控制基礎(chǔ)，這些有才華的工程師們才有擁有幫助舞臺(tái)和演出人士實(shí)現(xiàn)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