台达伺服在4D电影院的应用

       国内人民生活水平的提高使得动漫产业及主体公园行业快速发展，而国内的主题公园设备厂商还处于空白及初级发展阶段。主体公园的主要特点：强烈的个性，普遍的适宜性；被动游憩形式；投入高，占地规模大；高门票，高消费，具有良好的经济效益和社会效益。20世纪80年代至今，全国已累计开发主题公园式旅游点2500多个，投入资金达3000多亿元。基于主体公园的项目的大力发展，主题公园相关的设备厂家也在飞快地发展。

1  设备信息

    设备名称：4D影院动态座椅
    设备配置：

       设备介绍：设备是4D电影院的动态座椅，在3D电影的基础上增加座椅动态效果，电影的基础上模拟现实的情况，比如高速的撞车效果，过山车的高速震动效果，以及左右大幅度的晃动，以及在高速中产生的风速的变化。椅子有前后及左右两个自由度。系统有三个工控机，一台28SV，20个伺服和四台风机组成，三个工控机分别完成影视播放、电影译码、运动控制功能。PLC28SV主要完成回原点工作和伺服的同时控制四台风机的风量。系统的构成如图1所示。 

图1 4D电影院的动态座椅系统构成

       运动控制计算机将译码计算机发送过来的位移信息，通过运动控制卡发送高速脉冲，通过BYPASS功能，使所有的椅子动作一致，同时通过RS232将风机的风量以数字量的方式发送到PLC内，PLC通过模拟量控制风机的风量。

2 方案制定

       使用CANOPEN进行回原点。由于在实际应用中，可能每个电影的影院的椅子在50个以上，没有办法通过传统的回原点方法进行回原点操作，所以通过A2 伺服内部的PR内部回原点模式，方便简单，同时可以读取伺服的状态。

       使用BYPASS模式。由于最终伺服的轴数较多，一般采用总线的模式进行控制，可是由于轴数多了以后总线的通讯延时导致伺服动作一致性不好，曾经使用安川的运动控制总线控制96轴，而到后期发现椅子的一致性很差，可是采用运动板卡的发送高速脉冲，通过A2伺服的BYPASS模式，不经过任何处理，每经过一个伺服节点只有50ns的延时，同时一般的运动控制卡的轴数为8轴，控制96轴时，因为每个椅子都有两个自由度，所以在使用运动控制卡的两轴分担，也就是分别控制48轴，同时有多余的控制轴，再进行分解，将每个通道最后只有12个节点，所以最大的延时也在us级，对于椅子的动态一致性很高。

系统软件流程：

   涉及参数：P5-04：0X0122，P5-05：100R/MIN。
   涉及动作：
          1）PLC 通过P3-06，设置DI来自通讯模式；
          2）PLC通过p4-07,使能伺服；
          3）PLC通过p4-07,切换为PR模式；
          4）PLC通过p4-07,触发PR回原点；
          5）PLC通过p4-09,读取回原点完成；
          6）PLC通过p4-07,切换为PT模式。

       通过CANOPENBULDER 进行参数组态，具体的组态参数如图2。

图2 组态参数

       程序设计使用ISPSOFT 软件，进行模块化程序设计，对于多轴，功能相同的程序显示出强大程序设计方便性，图3为实时主程序调用功能块的程序。

图3 实时主程序调用功能块的程序

3  结束语

       客户在亚洲动漫及主体公园展会上取得了良好的效果，后期的订单效果也不错。同时在动漫产业中一些其他的产品也有不错的应用，比如动态射击游戏等一系列的动态座椅也在洽谈之中，同时本案例也给台达产品在动漫及主体公园产业的应用添加新的应用案例。

作者简介：

       田家宽,出生于1982年4月，毕业于河南大学测控技术与仪器专业，在读同济大学控制工程硕士学位，现任中达电通股份有限公司高级应用工程师，从事工业自动化产品的应用推广工作。