紐約佩雷爾曼表演藝術中心（PAC NYC）為觀眾提供真正極具特色的沉浸式劇場體驗，先進的舞臺技術使其三個表演場能夠靈活配置成不同的展現(xiàn)形式。倍福的模塊化自動化技術為墻體、地板及背景幕布按需重組提供了必要的靈活性與可靠性，保障每場演出都能精準實現(xiàn)場景轉換。
PAC NYC 矗立于曼哈頓世貿中心一號樓腳下，與 911 國家紀念博物館隔街相望。盡管該中心提供的節(jié)目編排與紐約市其他主要劇院并無二致，但這個聚集空間的使命卻獨樹一幟，有著鮮明的社區(qū)屬性。“PAC NYC 是一個療愈心靈的場所。”PAC NYC 數(shù)字內容總監(jiān) Miranda Palumbo 說道，“置身世貿中心園區(qū)，我們有責任引領人們禮贊生命。”
該中心設有三個表演區(qū)域，可靈活組合或分隔成 60 多種布景。后臺技術還支持動態(tài)布景變換以及讓演員在空中飛舞。“我們可以同時制作三部不同的作品，也可以只做一部。”Palumbo 解釋道。
作為世貿中心園區(qū)不可或缺的重要組成部分，佩雷爾曼表演藝術中心致力于在這一特殊場所幫助紐約市的藝術家和人民實現(xiàn)彼此間的相互療愈。
為了實現(xiàn)這場表演藝術所需的工程技術，PAC NYC 委托 The Chicago Flyhouse 公司及其編程合作伙伴 ELPLANT，共同打造一套安全可靠且靈活的舞臺自動化系統(tǒng)。Flyhouse 為全球各地的場館量身打造吊桿系統(tǒng)、升降系統(tǒng)及空中飛人設備，其服務范圍廣泛，涵蓋了醫(yī)院、高中校園、劇院以及競技場等多種不同類型的場所。
01
獨特項目所需的
先進舞臺技術
“佩雷爾曼中心是一個獨特而令人興奮的項目。”Flyhouse 公司創(chuàng)始人兼高級項目經(jīng)理 Mark Witteveen 表示，“在紐約市，尤其是曼哈頓金融區(qū)，很少有機會建造新劇院。此外，設計團隊和顧問們還希望打造一個極具靈活性的空間。”
因此，F(xiàn)lyhouse 公司采用了分布式“母子機”控制方案。中央服務器（Master of Machines，簡稱 MoM）與分布式模塊（子機，Kids）進行通信。PAC NYC 的 30 多個子模塊都配備了倍福 CX9020 嵌入式控制器和 EtherCAT I/O，用于控制 Flyhouse 公司的 ZipLift 升降機等設備。這些模塊可以輕松移動、連接到其他升降機，或在維護時進行更換。
然而，部署在劇院各層的大量子模塊及其關聯(lián)的運動軸對場館的網(wǎng)絡承載能力提出了更高要求。Flyhouse 技術還需對接其他廠商的解決方案，例如，驅動巨型墻體升降或實現(xiàn)地面在平面與或階梯式布局間轉換的系統(tǒng)。因此，安全區(qū)域必須隨著空間的變化動態(tài)調整，確保人員及設備安全。
一個運行異常的組件便可能讓多年辛苦積累的聲譽毀于一旦，因此選擇正確的合作伙伴至關重要。盡管劇場設備的使用周期相對較短，但我們對其可靠性的要求卻絲毫不減，必須達到工業(yè)級自動化水準。”
—— Flyhouse 公司創(chuàng)始人兼高級項目經(jīng)理
Mark Witteveen
倍福公司針對相關需求提供了理想的解決方案。其中，EtherCAT 和基于 PC 的控制技術為系統(tǒng)無縫運行與高度適應性提供了堅實的技術支撐。
02
工業(yè)自動化 — 安全性與
靈活性相結合
Flyhouse 公司與倍福美國分公司及 ELPLANT 攜手設計新一代控制模塊。獲得 ISO 9001 資質認證的塞爾維亞系統(tǒng)集成商 ELPLANT，在工業(yè)自動化與娛樂設備應用領域貢獻了專業(yè)技術。
就這個項目而言，倍福無疑是理想之選，因為鮮少有系統(tǒng)能夠提供如此模塊化、可靈活配置的架構。該系統(tǒng)采用了 TwinCAT PLC、NC PTP 運動控制、TwinSAFE 安全系統(tǒng)、廣泛的 EtherCAT 通信、TwinCAT PLC 可視化界面TwinCAT HMI、數(shù)據(jù)庫通信，以及通過 ADS 對接第三方應用（如 C# WPF，Windows Presentation Foundation）操作控制臺等解決方案。”
—— ELPLANT 首席執(zhí)行官
Aleksandar Arsi?
選擇模塊化設計方案的另一個關鍵推動因素是 EtherCAT 工業(yè)以太網(wǎng)系統(tǒng)，Aleksandar Arsi? 解釋道：“這種實時通信技術使我們能夠精準配置拓撲結構，確保每個嵌入式控制器或其它 EtherCAT 設備都作為獨立的同步單元運行。”多數(shù)設備還配備了 EtherCAT P，實現(xiàn)單電纜傳輸數(shù)據(jù)和供電。這種配置使技術人員能夠在不中斷其它設備運行的情況下，移除或添加子模塊。除了卓越的速度和強大的診斷功能外，EtherCAT 還支持拓撲結構自由布局，提供熱插拔連接與設備自動尋址功能，顯著簡化了組件更換和即插即用安裝流程。
Flyhouse 公司還通過 TwinSAFE 端子模塊實現(xiàn)了功能安全。該方案通過標準 EtherCAT 網(wǎng)絡和 Safety over EtherCAT (FSoE) 傳輸安全信息，替代傳統(tǒng)的獨立硬接線系統(tǒng)。除顯著減少布線工作，降低成本外，TwinSAFE 還簡化了可配置劇場方案的落地實施。
PAC NYC 后臺技術人員：（從左至右）The Chicago Flyhouse 公司的 Hunter Cole、Jon Weston 和 Mark Witteveen 與倍福美國分公司的 Jason Toon 會面
Flyhouse 公司在各劇場空間都部署了 Ease® 控制臺，通過操縱桿及搭載 TwinCAT HMI 的多點觸控可視化界面簡化了軸的操作。據(jù) Mark Witteveen 介紹，出于安全考量，控制臺無法控制操作員視線范圍外的運動軸。因此，當升降墻體合并空間時，控制臺需要控制合并后大空間內的所有運動軸。同理，急停按鈕必須能夠即時制動合并空間內的所有運動，這意味著“母子機”架構必須能夠實時動態(tài)重構。“這個看似簡單的構想實施起來卻異常復雜。”Witteveen 坦言，“但借助 EtherCAT 的靈活性和 TwinCAT 的軟件能力，我們得以完美地完成這項任務。”
藝術與工程的奇妙共鳴
舞臺自動化系統(tǒng)同樣秉承了匠心獨運的設計理念。模塊化系統(tǒng)將持續(xù)支持升級迭代，依托具備可擴展性的前瞻性自動化平臺，整個升級過程無需對基礎設施進行大規(guī)模更換。相反，技術人員只需在軟件層面進行相應更改，或更換設備即可實現(xiàn)升級。這種方法不僅能夠降低成本，還可避免因組件停產(chǎn)導致的演出中斷風險。對于 Mark Witteveen 而言，確保演出順利進行始終是他最重要的目標。“當燈光漸暗，舞臺亮起，觀眾們的注意力只會聚集于藝術表演本身，根本不會關注演出是否運用了自動化技術。”他如此說道，“他們只是全身心地沉浸其中，完全被這魔法所吸引。這份震撼體驗讓所有付出都值得。”
關于德國倍福
倍福（Beckhoff）是一家專注于自動化新技術的德資企業(yè)，創(chuàng)立于 1980 年，總部位于德國威爾市。作為全球自動化技術的驅動者，倍福定義了自動化領域的許多標準，是國際標準的制定者和推動者。公司所生產(chǎn)的工業(yè) PC、現(xiàn)場總線模塊、驅動產(chǎn)品和 TwinCAT 自動化軟件構成了一套完整的、相互兼容的控制系統(tǒng)，可為各個工控領域提供開放式自動化系統(tǒng)和完整的解決方案。經(jīng)過 40 年的發(fā)展和努力，倍福已在世界各地設立 30 多家分支機構，加上全球的合作伙伴，業(yè)務遍及 70 多個國家和地區(qū)。
倍福于 1997 年進入中國市場，中國區(qū)總部落戶于上海市北高新產(chǎn)業(yè)園區(qū)，現(xiàn)有員工 300 人，辦事處遍及國內 30 座大中城市。創(chuàng)新產(chǎn)品和解決方案廣泛應用于風力發(fā)電、半導體、光伏太陽能、電子制造、金屬加工、包裝機械、印刷機械、塑料加工、輪胎加工、木材加工、玻璃機械、物流輸送以及樓宇自動化等眾多領域。
公司傾力推廣的 EtherCAT 實時工業(yè)以太網(wǎng)于 2014 年成為中國國家推薦性標準，并已入編工信部的《國家智能制造標準體系建設指南》。作為一家技術驅動型公司，倍福一直注重在技術上尋求突破創(chuàng)新，在業(yè)內享有“創(chuàng)新引擎”的美譽。倍福基于 PC 的控制技術具有良好的開放性，它支持所有主流的工業(yè)通信協(xié)議，將 IT 技術、互聯(lián)網(wǎng)和自動化技術完美融合在一起，為實現(xiàn)工業(yè) 4.0 和智能制造奠定了堅實的技術基礎。
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