应用案例 | 基于 EtherCAT 驱动技术与 TwinCAT 精确控制的汽车...

一辆经过精心修复的 1965 年雪铁龙 2CV 厢式车矗立在展示平台上。突然之间，这辆标志性车型的各个部件通过滑轮组像变魔术一样飘到天花板上，然后又缓缓落下，整个场景生动并充满了艺术氛围。该装置由 Kvorning Design 公司设计，All Stage Production 公司制作，是哥本哈根老爷车之家的最新亮点的展品。是什么保证了这个引人入胜的装置能够精确、可靠、安全地运行呢？答案就是来自倍福公司的基于 PC 的控制技术。



老爷车之家博物馆通过其收藏的老爷车展示了 20 世纪丹麦以及全球汽车的文化和历史。K.W.Bruun & Co 是老爷车博物馆背后的公司，其历史可追溯到 1914 年，而 Karl Wilhelm Bruun 在 20 世纪初开始进口汽车。如今，该公司已成为北欧最大的汽车进口商之一。该博物馆为保护全球人类共同的文化遗产做出了杰出的贡献。

安静、安全、精准的运行是关键

该装置的创意和设计均来自 Kvorning Design ApS 公司，他们是一家蜚声国际的展览和体验设计公司，长期以来一直协助老爷车之家完成所有展览和特效设计。其中包括最新的令人印象深刻的“飞行的 2CV”展品，其背后涉及到的安装和控制工作一点也不简单。屋顶安装的驱动装置不仅需要同时升降多个重达 100 公斤的汽车部件，还需要在保持安静的情况下可靠、精准地运行。

除了底盘、车轮和发动机之外，所有体积较大的车身部件都需要通过钢索缓慢地从地面升至屋顶，然后再精准地降落回原处。博物馆游客可以直接在一楼的车辆前或者二楼观看这一过程。从这里还可以直接看到控制的组件，包括用于驱动重型车身部件的 AM8000 伺服电机和用于驱动轻型部件的 AMI8100 分布式驱控一体伺服电机。



在哥本哈根老爷车之家，依托于倍福驱动技术和 TwinCAT 软件平台，打造了一个极为引人注目的汽车展示装置，仿佛为2CV重新赋予了新的生命与活力

2CV 展示装置由在娱乐设备行业拥有丰富应用经验的 All Stage Production ApS 公司负责实施。“工业自动化在剧院、音乐活动和博物馆中的应用越来越普遍，因为其驱动技术需要比传统的电机控制更加精确和耐用。”All Stage Production 的项目经理 Lars Nim Jensen 解释道。当需要以高精度高准确性连续提升和移动重型汽车部件时，可靠的解决方案至关重要。而且这些解决方案必须在未来几年内始终维持完美运行状态，同时确保维护需求降至最低。综合以上因素，Lars Nim Jensen 认为倍福是理想的自动化合作伙伴。

“当我们刚开始着手这个项目时，我们考虑的电机解决方案与 All Stage Production 公司所青睐的倍福驱动技术不同。”Kvorning Design 公司的项目和生产经理 Lennart Skjødt 说道，“但 All Stage Production 公司的专业方案和规划让我们相信 Lars Nim Jensen 在驱动和控制技术方面的专业能力。”毕竟，为一次性演出而升降物体，与打造一个一年 350 天从早到晚都必须完美运行的永久性装置之间，存在着显著的差异。“完整的工业解决方案还提供了最高级别的安全性，包括紧急停机和远程访问功能。”Lars Nim Jensen 指出。

OCT 和分布式驱动技术

All Stage Production 与倍福解决方案提供商 Holtec A/S 合作，共同开发了一套基于 TwinCAT 3 和倍福驱动技术的完整解决方案。“我们选择这种驱动技术，是因为它性能可靠、结构紧凑，并且由于 AM8000 伺服电机采用了单电缆技术（One Cable Technology，OCT），因此只需要使用一根连接电缆。在这种安装环境中的电机、电缆和吊索都清晰可见，这不仅提高了效率，还使得安装环境在视觉上更加整洁和美观。”Lars Nim Jensen 强调道。另外，倍福电机在娱乐设备行业应用中的另一大优势是低噪音。



屋顶上清晰可见的电缆卷筒和驱动器，搭配采用单电缆技术的 AM8000 伺服电机和 AMI8100 驱控一体伺服电机，使得整个装置呈现出一种美轮美奂的视觉效果，仿佛置身剧院之中

展示装置中共有 9 个伺服电机用于驱动车身的各个部件，包括两个由 AX52xx 双通道伺服驱动器控制的 AM8000 伺服电机。此外，还有 7 个，集成了TwinSAFE拓展功能 和无背隙永磁制动器的 AMI8100 驱控一体伺服电机。这也形成了倍福系列产品的另一个优势，即可以将大功率驱动器与紧凑型驱动技术（额定电压 48 V DC）进行自由的组合与同步，以满足不同部件的控制需求。采用这种方案还带来了一项积极的效应:由于AMI8100 驱控一体伺服电机产生的热量较低，因此能够显著减少控制柜内的热量积聚。“这样我们就可以省去高能耗的控制柜水冷系统，转而使用传统的风扇散热方式。”Lars Nim Jensen 解释道。

优化设计、项目规划和工程效率

2023 年春，Kvorning Design 授权All Stage Production 公司执行了该项目，经过仅仅七周的开发、安装和调试，项目便圆满完成。“我们的想法得以完美实现，我们对 All Stage Production 提供的自动化解决方案非常满意。”Lennart Skjødt 兴奋地说道。Holtec 使用 TwinCAT 3 搭建了软件框架。所有流程都均实现全自动化，同时，也可以通过中央控制面板的按钮和 I/O 接口来进行手动操作或调试。All Stage Production 的工程师可以通过 VPN 网关随时登录位于 Varde 的总部的服务器进行远程调试。倍福的主站也集成了 DMX 数字多路复用技术，提供了灵活的扩展性，可以整合各种音频、视频信号以及灯光应用场景，实现与运动控制的精确同步。

All Stage Production 与倍福合作已有十年之久，其中 80% 的项目都采用倍福的解决方案，尤其是对于需要旋转或升降的应用场景。“与倍福的合作总是让我们感到踏实和放心。娱乐设备行业的独特之处在于，我们每次为每个项目只制作一个原型，而这个原型机必须立即投入使用。因此我们始终追求最高精度和可靠性。”Lars Nim Jensen 总结道。

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