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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：“世界是一個舞臺，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)推動世界各地戲劇取得成功的關(guān)鍵動力。演員們在舞臺上的敘事方式和戲劇動作看上去都是那么毫不費力，讓觀眾仿佛置身于表演者塑造的角色的真實生活，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年起就一直為舞臺娛樂行業(yè)提供場景制作和自動化服務(wù)。

Hudson ScenicStudio高級工程師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。我們在娛樂行業(yè)積累了豐富的經(jīng)驗，能夠為幾乎任何舞臺或演出應(yīng)用提供定制藝術(shù)作品和舞臺道具、場景搭建和自動化控制系統(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、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。”

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

Hudson Scenic Studio參與過百老匯最大和最成功的演出服務(wù)，為他們提供舞臺服務(wù)。其中，最典型的作品要數(shù)迪士尼動畫《阿拉丁》和根據(jù)美國開國元勛亞歷山大·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，以及我們愿意與不同規(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現(xiàn)他們最大膽的舞臺創(chuàng)意。Hudson公司提供規(guī)劃服務(wù)、項目管理、制作和調(diào)試等一條龍服務(wù)，幫助各種規(guī)模的舞臺和演出獲得如潮好評。為了做到這一點，Hudson首先建造結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜的舞臺布景和道具，然后讓這些舞臺布景高動態(tài)地運動、移動和變換，以增強演出的視覺效果。例如，在阿拉丁項目中，構(gòu)成阿格拉巴市場的建筑物在塔樓升降時移動并旋轉(zhuǎn)穿過舞臺。每一個動作或效果，如打開舞臺的地板門、升起一段舞臺布景或協(xié)助演員飛過舞臺，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械系統(tǒng)、軟件和自動化系統(tǒng)都順利平穩(wěn)地運行。

幕后英雄

在幕后，大型控制柜內(nèi)裝有針對演出用的自動化和控制系統(tǒng)。Hudson開發(fā)的HMI軟件用于操作整個系統(tǒng)。控制大型戲劇制作中涉及到的所有復(fù)雜的運動部件（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(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)場部署實施前，Hudson還會使用配備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說道：“這些設(shè)備中的每一臺都充當(dāng)主要的系統(tǒng)控制器，將PLC、NC和HMI軟件作為我們自動化系統(tǒng)的主要控制設(shè)備。具有高度可擴展性的控制器系列讓我們能夠根據(jù)每項任務(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多點觸控控制面板上顯示。

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

TwinCAT 3自動化軟件為Hudson的控制系統(tǒng)提供核心底層架構(gòu)。Adomanis繼續(xù)說道：“鑒于我們項目具有多樣化性，我們使用各種TwinCAT3軟件包實現(xiàn)PLC和運動控制，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，而無需工程團隊親身前往現(xiàn)場，從而大大節(jié)省成本，同時也幫助客戶降低運營成本。

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，安全對舞臺和演出應(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化系統(tǒng)中，例如防護門和急停按鈕。自動化工程師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(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)濟高效和可靠：高速EtherCAT系統(tǒng)

現(xiàn)場中的實時信號通信通過EtherCAT實現(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 —這對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)每個點的價格都很低，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)動技術(shù)作為標(biāo)準(zhǔn)實施

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

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

業(yè)績和盈利能力的提升贏得一片贊譽

除了系統(tǒng)設(shè)計和維護的靈活性大大增強之外，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和運動系統(tǒng)時，PLC命令和運動控制的掃描時間大于20毫秒。而現(xiàn)在，我們的掃描時間僅為1或2毫秒，必要時，還可以進一步縮短掃描時間。有了EtherCAT和TwinCAT后，我們可以實現(xiàn)實時的、微秒級的確定性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。“為一個項目編寫的代碼可以很輕松地從一個效果擴展到另一個效果，而不需要大量返工。”Erik Nelson說道。“我們不再需要手動尋址數(shù)據(jù)寄存器和PLC存儲器。”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‘基礎(chǔ)自動化和控制’供應(yīng)商。”Adomanis如此說道。“與倍福這樣對娛樂應(yīng)用有著深刻理解的自動化公司合作，讓Hudson Scenic Studio和我們的客戶受益匪淺。”隨著這些項目的規(guī)模和技術(shù)復(fù)雜程度的增加，Hudson ScenicStudio團隊已經(jīng)準(zhǔn)備好應(yīng)對他們在娛樂工程中遇到的任何挑戰(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和演出人士實現(xiàn)藝術(shù)愿景和夢想所需的工具。

摘自《自動化博覽》2019年11月刊