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臺達(dá)伺服在4D電影院的應(yīng)用

中達(dá)電通股份有限公司

國內(nèi)人民生活水平的提高使得動漫產(chǎn)業(yè)及主體公園行業(yè)快速發(fā)展，而國內(nèi)的主題公園設(shè)備廠商還處于空白及初級發(fā)展階段。主體公園的主要特點(diǎn)：強(qiáng)烈的個性，普遍的適宜性；被動游憩形式；投入高，占地規(guī)模大；高門票，高消費(fèi)，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。20世紀(jì)80年代至今，全國已累計(jì)開發(fā)主題公園式旅游點(diǎn)2500多個，投入資金達(dá)3000多億元。基于主體公園的項(xiàng)目的大力發(fā)展，主題公園相關(guān)的設(shè)備廠家也在飛快地發(fā)展。

1 設(shè)備信息

設(shè)備名稱：4D影院動態(tài)座椅

設(shè)備配置：

ASD-A2-0421-L ×20

ECMA-C10604RS ×20

DVP28SV11R ×1

DVPCOPM-SL ×1

DVP04DA-S ×1

VFD004E21A ×4

設(shè)備介紹：設(shè)備是4D電影院的動態(tài)座椅，在3D電影的基礎(chǔ)上增加座椅動態(tài)效果，電影的基礎(chǔ)上模擬現(xiàn)實(shí)的情況，比如高速的撞車效果，過山車的高速震動效果，以及左右大幅度的晃動，以及在高速中產(chǎn)生的風(fēng)速的變化。椅子有前后及左右兩個自由度。系統(tǒng)有三個工控機(jī)，一臺28SV，20個伺服和四臺風(fēng)機(jī)組成，三個工控機(jī)分別完成影視播放、電影譯碼、運(yùn)動控制功能。PLC28SV主要完成回原點(diǎn)工作和伺服的同時控制四臺風(fēng)機(jī)的風(fēng)量。系統(tǒng)的構(gòu)成如圖1所示。

圖1 4D電影院的動態(tài)座椅系統(tǒng)構(gòu)成

運(yùn)動控制計(jì)算機(jī)將譯碼計(jì)算機(jī)發(fā)送過來的位移信息，通過運(yùn)動控制卡發(fā)送高速脈沖，通過BYPASS功能，使所有的椅子動作一致，同時通過RS232將風(fēng)機(jī)的風(fēng)量以數(shù)字量的方式發(fā)送到PLC內(nèi)，PLC通過模擬量控制風(fēng)機(jī)的風(fēng)量。

2 方案制定

使用CANOPEN進(jìn)行回原點(diǎn)。由于在實(shí)際應(yīng)用中，可能每個電影的影院的椅子在50個以上，沒有辦法通過傳統(tǒng)的回原點(diǎn)方法進(jìn)行回原點(diǎn)操作，所以通過A2 伺服內(nèi)部的PR內(nèi)部回原點(diǎn)模式，方便簡單，同時可以讀取伺服的狀態(tài)。

使用BYPASS模式。由于最終伺服的軸數(shù)較多，一般采用總線的模式進(jìn)行控制，可是由于軸數(shù)多了以后總線的通訊延時導(dǎo)致伺服動作一致性不好，曾經(jīng)使用安川的運(yùn)動控制總線控制96軸，而到后期發(fā)現(xiàn)椅子的一致性很差，可是采用運(yùn)動板卡的發(fā)送高速脈沖，通過A2伺服的BYPASS模式，不經(jīng)過任何處理，每經(jīng)過一個伺服節(jié)點(diǎn)只有50ns的延時，同時一般的運(yùn)動控制卡的軸數(shù)為8軸，控制96軸時，因?yàn)槊總€椅子都有兩個自由度，所以在使用運(yùn)動控制卡的兩軸分擔(dān)，也就是分別控制48軸，同時有多余的控制軸，再進(jìn)行分解，將每個通道最后只有12個節(jié)點(diǎn)，所以最大的延時也在us級，對于椅子的動態(tài)一致性很高。

系統(tǒng)軟件流程：

涉及參數(shù)：P5-04：0X0122，P5-05：100R/MIN。

涉及動作：

1）PLC 通過P3-06，設(shè)置DI來自通訊模式；

2）PLC通過p4-07,使能伺服；

3）PLC通過p4-07,切換為PR模式；

4）PLC通過p4-07,觸發(fā)PR回原點(diǎn)；

5）PLC通過p4-09,讀取回原點(diǎn)完成；

6）PLC通過p4-07,切換為PT模式。

通過CANOPENBULDER 進(jìn)行參數(shù)組態(tài)，具體的組態(tài)參數(shù)如圖2。

圖2 組態(tài)參數(shù)

程序設(shè)計(jì)使用ISPSOFT 軟件，進(jìn)行模塊化程序設(shè)計(jì)，對于多軸，功能相同的程序顯示出強(qiáng)大程序設(shè)計(jì)方便性，圖3為實(shí)時主程序調(diào)用功能塊的程序。

圖3 實(shí)時主程序調(diào)用功能塊的程序

3 結(jié)束語

客戶在亞洲動漫及主體公園展會上取得了良好的效果，后期的訂單效果也不錯。同時在動漫產(chǎn)業(yè)中一些其他的產(chǎn)品也有不錯的應(yīng)用，比如動態(tài)射擊游戲等一系列的動態(tài)座椅也在洽談之中，同時本案例也給臺達(dá)產(chǎn)品在動漫及主體公園產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用添加新的應(yīng)用案例。

作者簡介：

田家寬,出生于1982年4月，畢業(yè)于河南大學(xué)測控技術(shù)與儀器專業(yè)，在讀同濟(jì)大學(xué)控制工程碩士學(xué)位，現(xiàn)任中達(dá)電通股份有限公司高級應(yīng)用工程師，從事工業(yè)自動化產(chǎn)品的應(yīng)用推廣工作。