自动化系统营造震撼人心的戏剧效果

在莎士比亚的著名喜剧《皆大欢喜》中，这位著名的传奇作家这样写道：“世界是一个舞台，所有的男男女女不过是一些演员。”也许这种观演的亲切感就是继续推动世界各地戏剧取得成功的关键动力。演员们在舞台上的叙事方式和戏剧动作看上去都是那么毫不费力，让观众仿佛置身于表演者塑造的角色的真实生活，但幕后人员为此所付出的巨大努力观众是完全看不到的。而这正是来自纽约杨克斯的Hudson Scenic Studio的用武之地，他们自1980年起就一直为舞台娱乐行业提供场景制作和自动化服务。

Hudson Scenic Studio高级工程师Chuck Adomanis解释说道：“这些年来，作为一家提供全方位服务的剧院自动化和制作工作室，通过多年的努力经营，我们已经在客户中建立了良好的口碑。我们在娱乐行业积累了丰富的经验，能够为几乎任何舞台或演出应用提供定制艺术作品和舞台道具、场景搭建和自动化控制系统。我们不仅为百老汇剧院提供服务，还为其它现场活动、电视和电影以及诸如主题公园和邮轮等永久设施提供解决方案。”

灵活和可扩展的控制技术适用于任何规模和预算的项目Hudson Scenic Studio 参与过百老汇最大和最成功的演出服务，为他们提供舞台服务。其中，最典型的作品要数迪士尼动画《阿拉丁》和根据美国开国元勋亚历山大·汉密尔顿生平故事改编的音乐剧《汉密尔顿》，它们都给观众留下了深刻印象。当然，Hudson Scenic 还为不同规模的客户群体提供舞台和演出技术支持，Adomanis 继续说道：“我认为 Hudson Scenic 与其它工作室最大的区别，在于我们的系统具有很高的灵活性，以及我们愿意与不同规模的客户群体合作，帮助他们找到满足其需求的最佳解决方案。无论是制作费用高达数百万美元的百老汇演出，还是制作成本较低的小剧场演出，我们都可以根据客户的具体应用灵活定制最适合的系统和组件。”

Hudson为创意总监及其制作班底提供最合适的方法实现他们最大胆的舞台创意。Hudson 公司提供规划服务、项目管理、制作和调试等一条龙服务，帮助各种规模的舞台和演出获得如潮好评。为了做到这一点，Hudson 首先建造结构极其复杂的舞台布景和道具，然后让这些舞台布景高动态地运动、移动和变换，以增强演出的视觉效果。例如，在阿拉丁项目中，构成阿格拉巴市场的建筑物在塔楼升降时移动并旋转穿过舞台。每一个动作或效果，如打开舞台的地板门、升起一段舞台布景或协助演员飞过舞台，都需要复杂的控制技术。在这里，你可以尽情发挥你的想象力；但想要获得震撼效果的前提是机械系统、软件和自动化系统都顺利平稳地运行。

幕后英雄

在幕后，大型控制柜内装有针对演出用的自动化和控制系统。Hudson开发的 HMI 软件用于操作整个系统。控制大型戏剧制作中涉及到的所有复杂的运动部件（如 Hudson 提供服务的百老汇演出），后台需要使用功能强大的控制系统。具体来说，Hudson 使用了配备 1.5GHz Intel® Core™ i7 双核处理器的倍福 CX2030 嵌入式控制器，以及配备 Intel® Atom™ 处理器的 CX5100 嵌入式控制器。在现场部署实施前，Hudson 还会使用配备 ARM Cortex™-A8 处理器的 7 英寸 CP6606面板型 PC 测试效果。Chuck Adomanis 在解释各种控制器的需求时说道：“这些设备中的每一台都充当主要的系统控制器，将 PLC、NC和 HMI 软件作为我们自动化系统的主要控制设备。具有高度可扩展性的控制器系列让我们能够根据每项任务选择最合适的性能水平，并帮助客户降低演出成本。”如果需要更大的屏幕，由 Hudson 编程的 HMI 将在一系列 15 英寸的倍福 CP2916 多点触控控制面板上显示。

TwinCAT 3 自动化软件为 Hudson 的控制系统提供核心底层架构。Adomanis继续说道：“鉴于我们项目具有多样化性，我们使用各种 TwinCAT 3 软件包实现 PLC 和运动控制，我们还使用了全系列可用的 TwinCAT 模块：TwinCAT PLC 和 NC 用于轴控制，TwinCAT ADS、TwinCAT TCP/Server 或 TwinCAT OPC UA 用于横向和纵向通信。TwinCAT 让我们可以远程访问演出现场，确保我们的客户能够及时得到我们专家的技术支持与服务。”远程访问让 Hudson 可以诊断世界上任何地方的设备问题，而无需工程团队亲身前往现场，从而大大节省成本，同时也帮助客户降低运营成本。

控制集成安全解决方案满足复杂的要求

正如你所想象的那样，安全对舞台和演出应用来说至关重要。HudsonScenic 在很大程度上仰赖倍福的 TwinSAFE 系统，将各种所需的安全功能集成到自动化系统中，例如防护门和急停按钮。自动化工程师 ErikNelson 解释说道：“我们以前的 E-stop 解决方案是用硬接线方式来运行 24 伏信号，这需要额外的电缆。使用 TwinSAFE 解决方案后，我们只需要一根电缆即可连接所有设备，大大简化了我们的调试工作，提高了可靠性，并让我们能够满足日益复杂的安全要求。”

灵活、经济高效和可靠：高速 EtherCAT 系统

现场中的实时信号通信通过 EtherCAT 实现。EtherCAT 端子模块和EtherCAT 端子盒具有处理速度一流以及体积小巧的特点—这对 Hudson 每天空间受限的应用来说至关重要。此外，倍福的 I/O 端子模块的成本较低，这对于 Hudson Scenic 来说尤其具有吸引力，正如 Chuck Adomanis所解释的那样：“EtherCAT I/O 系统每个点的价格都很低，再加上有了TwinCAT，我们能够快速映射和自由配置 I/O，从而显著节约成本。”

倍福伺服驱动技术作为标准实施

对于运动控制任务，Hudson 使用的是倍福的 AX5000 系列 EtherCAT 伺服驱动器和 AM8000 系列同步伺服电机，而不再使用以前的三相感应电机系统。倍福伺服驱动技术现在被用作标准的运动控制系统。“随着我们项目的技术需求不断增长和变化，电机和驱动器的单电缆技术（OCT）与绝对编码器技术相结合，帮助我们提升了品牌价值，将成为我们新设备的标准。”Adomanis 说道。

业绩和盈利能力的提升赢得一片赞誉

除了系统设计和维护的灵活性大大增强之外，Hudson Scenic 在系统性能提升上取得的成效也令人印象深刻。Adomanis 解释道：“在使用我们以前的 PLC 和运动系统时，PLC 命令和运动控制的扫描时间大于 20毫秒。而现在，我们的扫描时间仅为 1 或 2 毫秒，必要时，还可以进一步缩短扫描时间。有了 EtherCAT 和 TwinCAT 后，我们可以实现实时的、微秒级的确定性 I/O 通信，这在过去是不可能的。”

另外，工程成本大幅下降，效率也显著提升。“为一个项目编写的代码可以很轻松地从一个效果扩展到另一个效果，而不需要大量返工。”Erik Nelson 说道。“我们不再需要手动寻址数据寄存器和 PLC存储器。”Adomanis 还指出：“虽然很难量化具体节约了多少成本，但我们可以毫不含糊地说，我们的项目利润率有显著提高，Hudson可以通过基于 PC 的控制和 EtherCAT 技术实现各种规模的应用并保持高利润率。”

“倍福凭借其娱乐行业特定的技术，例如带 DMX 通信的 I/O 端子模块以及用于照明和多媒体设备的其它标准，不仅仅只是一个‘基础自动化和控制’供应商。”Adomanis 如此说道。“与倍福这样对娱乐应用有着深刻理解的自动化公司合作，让 Hudson Scenic Studio 和我们的客户受益匪浅。”随着这些项目的规模和技术复杂程度的增加，Hudson Scenic Studio 团队已经准备好应对他们在娱乐工程中遇到的任何挑战。有了倍福提供控制基础，这些有才华的工程师们才有拥有帮助舞台和演出人士实现艺术愿景和梦想所需的工具。