國(guó)內(nèi)人民生活水平的提高使得動(dòng)漫產(chǎn)業(yè)及主體公園行業(yè)快速發(fā)展，而國(guó)內(nèi)的主題公園設(shè)備廠商還處于空白及初級(jí)發(fā)展階段。主體公園的主要特點(diǎn)：強(qiáng)烈的個(gè)性，普遍的適宜性；被動(dòng)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(huì)效益。20世紀(jì)80年代至今，全國(guó)已累計(jì)開(kāi)發(fā)主題公園式旅游點(diǎn)2500多個(gè)，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(dòng)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(dòng)態(tài)座椅，在3D電影的基礎(chǔ)上增加座椅動(dòng)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(guò)山車的高速震動(dòng)效果，以及左右大幅度的晃動(dòng)，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(gè)自由度。系統(tǒng)有三個(gè)工控機(jī)，一臺(tái)28SV，20個(gè)伺服和四臺(tái)風(fēng)機(jī)組成，三個(gè)工控機(jī)分別完成影視播放、電影譯碼、運(yùn)動(dòng)控制功能。PLC28SV主要完成回原點(diǎn)工作和伺服的同時(shí)控制四臺(tái)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(dòng)態(tài)座椅系統(tǒng)構(gòu)成
運(yùn)動(dòng)控制計(jì)算機(jī)將譯碼計(jì)算機(jī)發(fā)送過(guò)來(lái)的位移信息，通過(guò)運(yùn)動(dòng)控制卡發(fā)送高速脈沖，通過(guò)BYPASS功能，使所有的椅子動(dòng)作一致，同時(shí)通過(guò)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(guò)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(gè)電影的影院的椅子在50個(gè)以上，沒(méi)有辦法通過(guò)傳統(tǒng)的回原點(diǎn)方法進(jìn)行回原點(diǎn)操作，所以通過(guò)A2 伺服內(nèi)部的PR內(nèi)部回原點(diǎn)模式，方便簡(jiǎn)單，同時(shí)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(shí)導(dǎo)致伺服動(dòng)作一致性不好，曾經(jīng)使用安川的運(yùn)動(dòng)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(dòng)板卡的發(fā)送高速脈沖，通過(guò)A2伺服的BYPASS模式，不經(jīng)過(guò)任何處理，每經(jīng)過(guò)一個(gè)伺服節(jié)點(diǎn)只有50ns的延時(shí)，同時(shí)一般的運(yùn)動(dòng)控制卡的軸數(shù)為8軸，控制96軸時(shí)，因?yàn)槊總(gè)椅子都有兩個(gè)自由度，所以在使用運(yùn)動(dòng)控制卡的兩軸分擔(dān)，也就是分別控制48軸，同時(shí)有多余的控制軸，再進(jìn)行分解，將每個(gè)通道最后只有12個(gè)節(jié)點(diǎn)，所以最大的延時(shí)也在us級(jí)，對(duì)于椅子的動(dòng)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(dòng)作：
1）PLC 通過(guò)P3-06，設(shè)置DI來(lái)自通訊模式；
2）PLC通過(guò)p4-07,使能伺服；
3）PLC通過(guò)p4-07,切換為PR模式；
4）PLC通過(guò)p4-07,觸發(fā)PR回原點(diǎn)；
5）PLC通過(guò)p4-09,讀取回原點(diǎn)完成；
6）PLC通過(guò)p4-07,切換為PT模式。
通過(guò)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(duì)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(shí)主程序調(diào)用功能塊的程序。
圖3 實(shí)時(shí)主程序調(diào)用功能塊的程序
3 結(jié)束語(yǔ)
客戶在亞洲動(dòng)漫及主體公園展會(huì)上取得了良好的效果，后期的訂單效果也不錯(cuò)。同時(shí)在動(dòng)漫產(chǎn)業(yè)中一些其他的產(chǎn)品也有不錯(cuò)的應(yīng)用，比如動(dòng)態(tài)射擊游戲等一系列的動(dòng)態(tài)座椅也在洽談之中，同時(shí)本案例也給臺(tái)達(dá)產(chǎn)品在動(dòng)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(jiǎn)介：
田家寬,出生于1982年4月，畢業(yè)于河南大學(xué)測(cè)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(jí)應(yīng)用工程師，從事工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品的應(yīng)用推廣工作。