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   【摘要】隨著科學技術的發(fā)展，以往在工業(yè)控制行業(yè)廣泛應用的伺服、PLC、變頻器在主題公園這個行業(yè)也在大規(guī)模的應用，本文介紹了臺達伺服及PLC在主體公園4D電影院的應用，也為臺達機電產(chǎn)品開拓了一個嶄新的應用空間。

   【關鍵字】A2伺服；PR模式；CANOPEN；BYPASS；4D影院

   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：強烈的個性，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，具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益。20世紀80年代至今，全國已累計開發(fā)主題公園式旅游點2500多個，投入資金達3000多億元。基于主體公園的項目的大力發(fā)展，主題公園相關的設備廠家也在飛快地發(fā)展。

  1 設備信息

設備名稱：4D影院動態(tài)座椅

  設備配置：

ASD-A2-0421-L ×20
ECMA-C10604RS ×20
DVP28SV11R ×1
DVPCOPM-SL ×1
DVP04DA-S ×1
VFD004E21A ×4

  設備介紹：設備是4D電影院的動態(tài)座椅，在3D電影的基礎上增加座椅動態(tài)效果，電影的基礎上模擬現(xiàn)實的情況，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，一臺28SV，20個伺服和四臺風機組成，三個工控機分別完成影視播放、電影譯碼、運動控制功能。PLC28SV主要完成回原點工作和伺服的同時控制四臺風機的風量。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

   運動控制計算機將譯碼計算機發(fā)送過來的位移信息，通過運動控制卡發(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將風機的風量以數(shù)字量的方式發(fā)送到PLC內(nèi)，PLC通過模擬量控制風機的風量。

  2 方案制定

   使用CANOPEN進行回原點。由于在實際應用中，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)的回原點方法進行回原點操作，所以通過A2 伺服內(nèi)部的PR內(nèi)部回原點模式，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行控制，可是由于軸數(shù)多了以后總線的通訊延時導致伺服動作一致性不好，曾經(jīng)使用安川的運動控制總線控制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)點只有50ns的延時，同時一般的運動控制卡的軸數(shù)為8軸，控制96軸時，因為每個椅子都有兩個自由度，所以在使用運動控制卡的兩軸分擔，也就是分別控制48軸，同時有多余的控制軸，再進行分解，將每個通道最后只有12個節(jié)點，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；
5）PLC通過p4-09,讀取回原點完成；
6）PLC通過p4-07,切換為PT模式。

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

  程序設計使用ISPSOFT 軟件，進行模塊化程序設計，對于多軸，功能相同的程序顯示出強大程序設計方便性，圖3為實時主程序調(diào)用功能塊的程序。
 
                
                             圖3 實時主程序調(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產(chǎn)品在動漫及主體公園產(chǎn)業(yè)的應用添加新的應用案例。

  作者簡介：

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