經過歷時 3 年的演變后,米蘭斯卡拉歌劇院 - 全世界最富盛名的歌劇院建筑之一 - 如今在世人面前大放異彩,古老的建筑在自動化系統控制下散發出古典魅力。完美融合了高科技元素以及傳統建筑風格的歌劇院觀眾席和休息大廳修葺一新,同時,歌劇院的音響效果也進行了最優化調整。全套舞臺設備采用 Beckhoff PC 控制技術,通過 TwinCAT 自動化軟件控制舞臺設備復雜多樣的運動變化。
來自 Pavia di Udine 的 ACR 公司負責實施整個工程,包括對歌劇院大樓、舞臺塔、舞臺設備、辦公室以及各種技術設備(例如用于移動舞臺設備的系統)進行翻新改造,既要保證符合當前的舞臺管理規范,同時又要提供一個安全、現代以及舒適的環境。
總部設在意大利 Cividale del Friuli 市的 Elettrica Ducale 公司負責實施整個舞臺區和背景布幕的自動化改造工作,這是一家專注于歌劇院自動化改造的公司:座落于意大利 Trieste 的著名“朱塞貝威爾弟”歌劇院
(Teatro GiuseppeVerdi)控制系統的翻新工程就是由Ducale 公司完成的。米蘭斯卡拉劇院電氣系統的現代化改造和自動化技術的應用主要是強調舞臺設備運動的控制及安全性。
可移動的舞臺設備
這種先進的舞臺裝備堪稱是技術典范。斯卡拉歌劇院的舞臺中央部分是可移動的,尺寸為 20 x 18 m,它由 15 個不同寬度的組件構成,這些組件可單獨移動,互不影響,并可通過電子絞盤變換速度。舞臺地板被分成三大塊,每塊也可單獨移動。在兩米范圍內,該設備可實現不同速度的獨立或同步提升運動。舞臺的移動通過約 150 個直接驅動或通過變頻器驅動的電機(功率范圍 0.75kW~160kW)實現。電纜牽引系統由 60 個絞盤組成,通過一根或多根電纜處理舞臺設備和背景布幕的移動。這些絞盤可以進行電子關聯,能夠輕松吊起結構復雜且沉重的設施。
所有的舞臺運動通過 997 個位置開關、725 個位移傳感器、480 個限位開關、72 個絕對值編碼器、117 個增量式編碼器進行連續監控,以確保最大限度地滿足功能和安全標準。SSI 編碼器值(一個控制軸兩個值)和增量式編碼器(一個控制軸一個值)通過 Lightbus 總線系統讀入。
TwinCAT:實現舞臺自動化的核心部分
在米蘭斯卡拉劇院中,TwinCAT 自動化軟件是實現舞臺自動化的核心部分。PLC 和運動控制軟件可協調所有與舞臺演出相關的設備運動。Elettrica Ducale 的項目經理 Giuseppe Colussi 解釋說:“TwinCAT 軟件的開發環境支持高級編程語言,使我們能夠非常簡單快速地實現復雜的功能,這樣,我們就能夠開發出功能復雜卻十分簡潔的程序。”整個工程使用了四臺 C6140 工業 PC,每臺工業 PC 通過 DVI 和 USB 接口與一個 CP78xx 控制面板相連接。通過 15" 的觸摸面板完成對整個舞臺的控制。舞臺控制系統由 3500 個數字量輸入、1600 個數字量輸出、100 個模擬量輸入 / 輸出以及 72 個軸(帶有 21 個輔助編碼器)組成。輸入 / 輸出通過總線端子模塊和快速、安全的 Lightbus 總線與PC 控制中心相連。變頻器則通過 PROFIBUS 總線集成到控制系統中。這種尖端的控制系統可以更加快速地完成每場演出的舞臺布置和拆卸工作。現在,每天都可以在修葺一新的斯卡拉歌劇院內連續舉辦兩場完全不同的演出,每個季度可以比原先多上演 80 場歌劇和 45 場芭蕾舞劇。