ОткрепитьЗакрепитьЗакрыть

Центральный офис в России
ООО «Бекхофф Автоматизация»

Серебряническая наб., д. 29
БЦ «Silver City», 1-й этаж
109028 г. Москва, Российская Федерация

+7 495 419 07 44
russia@beckhoff.com
www.beckhoff.com/ru-ru/

 © SALZBRENNER media
© SALZBRENNER media

30 июл. 2021 г.

Высокоточное позиционирование микрофона для концертов и звукозаписей

Изумительный звук благодаря управлению микрофонной лебедкой на базе ПК для работы в режиме 1D/3D

SALZBRENNER media – это поставщик профессиональных аудио, видео- и мультимедийных систем, используемых по всему миру. Компания, штаб-квартира которой находится в г. Буттенхайм (Германия), имеет более чем 60-летний опыт проектирования и разработки, строительства, монтажа и обслуживания высокотехнологичных проектов в области сценических технологий. При разработке собственных микрофонных лебедок, работающих в режиме 1D и 3D, SALZBRENNER media выбрала компанию Beckhoff в качестве поставщика систем управления. С помощью ПО TwinCAT 3 и Embedded PC, компания реализовала компактное и экономичное решение для управления ПЛК, приводами и компонентами обеспечения безопасности.

На международной выставке оборудования и технологий индустрии развлечений Stage|Set|Scenery 2019 в Берлине компания SALZBRENNER media представила микрофонные лебедки MIC fly 1D/3D – недавно разработанную систему, которая обеспечивает высококачественную запись аудиосигналов за счет прецизионного позиционирования микрофона, предназначенную для использования в концертных залах и студиях. Характерной особенностью является возможность каскадирования отдельных лебедок, которая помимо простого вертикального возвратно-поступательного движения обеспечивает перемещение в трехмерном пространстве. «Впервые четырехточечная 3D-лебедка была установлена в составе новой аудиосистемы в историческом зале Klaus von Bismarck Hall в г. Кельне (Германия), концертном зале центра радиовещания WDR», рассказывает Стефан Лист, менеджер проектов компании SALZBRENNER media. Система состоит из четырех синхронно управляемых лебедок. Они перемещают летающую раму, на которой можно установить до восьми микрофонов (по два на лебедку) над трехмерным рабочем пространством. В случае WDR, это была область 7 x 9 м по горизонтали и 3 м по вертикали. 3D-перемещение обеспечивает прецизионное размещение микрофонов над оркестром и/или конкретными инструментами. Всего в концертном зале WDR было установлено 29 1D-лебедок для одиночных микрофонов и одна 3D-лебедка с семью микрофонами.

Высокое качество и точность звукозаписи в концертном зале WDR в Кельне обеспечивают 29 1D-лебедок и одна 3D-система микрофонных лебедок. Приводные технологии от Beckhoff используются для управления и перемещения свободно позиционируемой летающей рамы, на которой установлено семь микрофонов.
Высокое качество и точность звукозаписи в концертном зале WDR в Кельне обеспечивают 29 1D-лебедок и одна 3D-система микрофонных лебедок. Приводные технологии от Beckhoff используются для управления и перемещения свободно позиционируемой летающей рамы, на которой установлено семь микрофонов.

Интегрированная концепция систем управления, привода и обеспечения безопасности

«Мы работаем с компанией Beckhoff уже около двух лет», говорит Стефан Лист. «Мы впервые познакомились с Beckhoff на выставке индустрии развлечений, где искали решение для управления нашими лебедками. Нас впечатлил высокий уровень интеграции технологии управления на базе ПК, который позволил нам сочетать последовательный контроль, приводную технику и технологии обеспечения безопасности в одной платформе. Являясь специалистом в области кастомизированных решений, мы хотели найти технологию управления, масштабируемую в области производительности и конструктивного исполнения, которая предоставила бы нам необходимую гибкость при реализации индивидуальных требований наших заказчиков. Для управления 3D-лебедками нам потребовалось только адаптировать программное обеспечение».

В качестве центрального контроллера для пяти лебедок MIC fly 1D используется Embedded PC CX5130 от Beckhoff. Для установки большего количества лебедок SALZBRENNER media использует более высокопроизводительный Embedded PC CX5140 с процессором Intel® Atom™ (1,91 ГГц, 4 ядра). ПО TwinCAT 3 PLC, HMI Web и NC PTP охватывает все необходимые функциональные возможности в диапазоне от управления последовательностью действий и визуализации до управления перемещением. Компактная приводная техника включает EtherCAT-сервомодуль EL7221-9014 с технологией однокабельного подключения OCT (One Cable Technology) и интегрированной технологией обеспечения безопасности (STO), а также серводвигатели AM8100, которые специально разрабатывались для применения с сервомодулями ввода/вывода.

3D-лебедки централизованно управляются посредством Embedded PC CX5120, который обеспечивает связь с четырьмя лебедками по EtherCAT – высокоскоростной промышленной сети Ethernet реального времени. Инструментальное программное средство на базе TwinCAT, которое разработала SALZBRENNER media для управления отдельными лебедками, легко расширяется для работы с 3D-лебедками путем простого добавления NC-I и кинематических возможностей. Только модули входа и выхода устанавливаются в сами лебедки. «Благодаря централизованному управлению и синхронизированному взаимодействию осей с TwinCAT NC I, обеспечивается позиционирование с точностью менее 1 см. Отказ от локальных контроллеров позволил снизить издержки, а также уменьшить корпуса для лебедок до размеров 60 x 60 x 20 см», рассказывает менеджер проектов. Это чрезвычайно важно для театров и залов для мероприятий, где отмечается большая нехватка свободного пространства.

В следующем проекте в концертном зале г. Баден-Баден (Германия) компания SALZBRENNER полностью перешла на компактную приводную технику от Beckhoff.
В следующем проекте в концертном зале г. Баден-Баден (Германия) компания SALZBRENNER полностью перешла на компактную приводную технику от Beckhoff.

«В рамках первого проекта в зале WDR, мы установили EtherCAT-сервопривод AX5000 с интегрированной технологией обеспечения безопасности и серводвигатель AM80xx с OCT для 3D-лебедок. В следующем проекте в концертном зале г. Баден-Баден и зале радиовещания в г. Саарбрюккен мы полностью перешли на использование компактной приводной техники от Beckhoff. Переход был очень плавным поскольку программное обеспечение может использоваться для различных приводных систем», объясняет Стефан Лист. Управление лебедками осуществляется через веб-интерфейс с помощью сенсорных панелей, пользовательский интерфейс которых удобен и понятен как для персонала по обслуживанию сцены, так и для музыкантов. До 200 наборов предварительных настроек можно сохранить и вызвать в памяти. Панель управления устанавливается стационарно или мобильно, также возможно подключение к локальной сети.

TwinCAT Kinematic Transformation выполняет сложные вычисления для определения натяжения тросов

Разработанное Beckhoff и SALZBRENNER media, программное обеспечение преобразует пространственные координаты в длину троса 3D-лебедок для позиционирования микрофонов на основе соответствующих требований к звучанию. «Положение микрофонов регулируется в зависимости от требований к производительности или инструментов в оркестре», объясняет Стефан Лист. Задача управления состоит среди прочего в том, чтобы убедиться в наличие натяжения тросов, удерживающих раму с микрофонами. Поскольку каждый трос должен быть разной длины, эти вычисления отличаются большой сложностью. «С помощью кинематики натяжения тросов, разработанной Beckhoff и включенной в библиотеку TwinCAT, больше не требуется проводить вычисления в ПЛК, они легко вызываются непосредственно из TwinCAT NC. Это значительно упрощает программирование», объясняет Франц-Йозеф Клаус, инженер по прикладному программному обеспечению для управления перемещением в Beckhoff.

Устранение потребности в локальных контроллерах лебедки обеспечивает экономию затрат и сохраняет компактные размеры корпуса, которые составляют приблизительно 60 x 60 x 20 см. Это имеет большое значение для театров и концертных залов, где свободное пространство обычно ограничено.
Устранение потребности в локальных контроллерах лебедки обеспечивает экономию затрат и сохраняет компактные размеры корпуса, которые составляют приблизительно 60 x 60 x 20 см. Это имеет большое значение для театров и концертных залов, где свободное пространство обычно ограничено.

TwinSAFE отвечает высоким требованиям безопасности для сценического оборудования

«Уникальное торговое предложение лебедок MIC fly заключается в соответствии строгим стандартам безопасности DEKRA, которым должны отвечать сценические технологии», говорит Стефан Лист. Поскольку лебедки для микрофонов устанавливаются над оркестром, они оборудованы комплексной системой безопасности, состоящей программируемых рамп ускорения и замедления, защитой от провисания троса, защитой от разматывания и перегрузок троса, а также электронный мониторинг троса. «Интегрированная система обеспечения безопасности от Beckhoff позволяет нам реализовывать очень компактные решения», продолжает менеджер проекта. «Он включает интегрированный 8-канальный ПАЗ-модуль входа EL1918 с TwinSAFE Logic и EtherCAT-коплер EK1914 с интегрированными стандартными цифровыми входами/выходами, а также ПАЗ-входами/выходами. Значение натяжения троса, которое контролирует максимальные и минимальные усилия непосредственно на линии, измеряется с помощью датчиков силы, которые анализируется с помощью TwinSAFE-SC-модуля входа EL3356-0090. Мониторинг скорости лебедки выполняется с помощью инкрементального энкодера, который считывается через TwinSAFE-SC-интерфейсный модуль для энкодера EL5151-0090. Сравнение результатов датчика безопасной скорости с фактическим вращением привода обеспечивает высокий уровень безопасности. Поскольку сигналы безопасности также передаются по сети EtherCAT, к каждой лебедке должен быть проложен только один кабель.

В лице Beckhoff, у нас есть партнер, который имеет опыт в области реализации сценических технологий любого масштаба и чья модульная система предлагает большой набор интерфейсов, важных в нашей отрасли. SALZBRENNER media предлагает большой выбор решений для мультимедийных и сценических задач, и мы безусловно будем продолжать использовать технологии Beckhoff в наших проектах в будущем», говорит в заключении Стефан Лист.

Дополнительная информация