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案例頻道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推動世界各地戲劇取得成功的關鍵動力。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提供場景制作和自動化服務。
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的劇院自動化和制作工作室，通過多年的努力經營，我們已經在客戶中建立了良好的口碑。我們在娛樂行業積累了豐富的經驗，能夠為幾乎任何舞臺或演出應用提供定制藝術作品和舞臺道具、場景搭建和自動化控制系統。我們不僅為百老匯劇院提供服務，還為其它現場活動、電視和電影以及諸如主題公園和郵輪等永久設施提供解決方案。”
靈活和可擴展的控制技術適用于任何規模和預算的項目
Hudson Scenic Studio參與過百老匯最大和最成功的演出服務，為他們提供舞臺服務。其中，最典型的作品要數迪士尼動畫《阿拉丁》和根據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。當然，Hudson Scenic還為不同規模的客戶群體提供舞臺和演出技術支持，Adomanis繼續說道：“我認為 HudsonScenic與其它工作室最大的區別，在于我們的系統具有很高的靈活性，以及我們愿意與不同規模的客戶群體合作，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數百萬美元的百老匯演出，還是制作成本較低的小劇場演出，我們都可以根據客戶的具體應用靈活定制最適合的系統和組件。”
Hudson為創意總監及其制作班底提供最合適的方法實現他們最大膽的舞臺創意。Hudson公司提供規劃服務、項目管理、制作和調試等一條龍服務，幫助各種規模的舞臺和演出獲得如潮好評。為了做到這一點，Hudson首先建造結構極其復雜的舞臺布景和道具，然后讓這些舞臺布景高動態地運動、移動和變換，以增強演出的視覺效果。例如，在阿拉丁項目中，構成阿格拉巴市場的建筑物在塔樓升降時移動并旋轉穿過舞臺。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助演員飛過舞臺，都需要復雜的控制技術。在這里，你可以盡情發揮你的想象力；但想要獲得震撼效果的前提是機械系統、軟件和自動化系統都順利平穩地運行。
幕后英雄
在幕后，大型控制柜內裝有針對演出用的自動化和控制系統。Hudson開發的HMI軟件用于操作整個系統。控制大型戲劇制作中涉及到的所有復雜的運動部件（如Hudson提供服務的百老匯演出），后臺需要使用功能強大的控制系統。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：“這些設備中的每一臺都充當主要的系統控制器，將PLC、NC和HMI軟件作為我們自動化系統的主要控制設備。具有高度可擴展性的控制器系列讓我們能夠根據每項任務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的控制系統提供核心底層架構。Adomanis繼續說道：“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讓我們可以遠程訪問演出現場，確保我們的客戶能夠及時得到我們專家的技術支持與服務。”遠程訪問使Hudson可以診斷世界上任何地方的設備問題，而無需工程團隊親身前往現場，從而大大節省成本，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雜的要求
正如你所想象的那樣，安全對舞臺和演出應用來說至關重要。Hudson Scenic在很大程度上仰賴倍福的TwinSAFE系統，將各種所需的安全功能集成到自動化系統中，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備，大大簡化了我們的調試工作，提高了可靠性，并讓我們能夠滿足日益復雜的安全要求。”
靈活、經濟高效和可靠：高速EtherCAT系統
現場中的實時信號通信通過EtherCAT實現。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每天空間受限的應用來說至關重要。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，從而顯著節約成本。”
倍福伺服驅動技術作為標準實施
對于運動控制任務，Hudson使用的是倍福的AX5000系列EtherCAT伺服驅動器和AM8000系列同步伺服電機，而不再使用以前的三相感應電機系統。倍福伺服驅動技術現在被用作標準的運動控制系統。“隨著我們項目的技術需求不斷增長和變化，電機和驅動器的單電纜技術（OCT）與絕對編碼器技術相結合，幫助我們提升了品牌價值，將成為我們新設備的標準。”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伺服驅動器和采用單電纜技術的AM8000系列同步伺服電機
業績和盈利能力的提升贏得一片贊譽
除了系統設計和維護的靈活性大大增強之外，Hudson Scenic在系統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和運動系統時，PLC命令和運動控制的掃描時間大于20毫秒。而現在，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據寄存器和PLC存儲器。”Adomanis還指出：“雖然很難量化具體節約了多少成本，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技術實現各種規模的應用并保持高利潤率。”
“倍福憑借其娛樂行業特定的技術，例如帶DMX通信的I/O端子模塊以及用于照明和多媒體設備的其它標準，不僅僅只是一個‘基礎自動化和控制’供應商。”Adomanis如此說道。“與倍福這樣對娛樂應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。”隨著這些項目的規模和技術復雜程度的增加，Hudson ScenicStudio團隊已經準備好應對他們在娛樂工程中遇到的任何挑戰。有了倍福提供控制基礎，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藝術愿景和夢想所需的工具。
摘自《自動化博覽》2019年11月刊
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號