纽约佩雷尔曼表演艺术中心（PAC NYC）为观众提供真正极具特色的沉浸式剧场体验，先进的舞台技术使其三个表演场能够灵活配置成不同的展现形式。倍福的模块化自动化技术为墙体、地板及背景幕布按需重组提供了必要的灵活性与可靠性，保障每场演出都能精准实现场景转换。
PAC NYC 矗立于曼哈顿世贸中心一号楼脚下，与 911 国家纪念博物馆隔街相望。尽管该中心提供的节目编排与纽约市其他主要剧院并无二致，但这个聚集空间的使命却独树一帜，有着鲜明的社区属性。“PAC NYC 是一个疗愈心灵的场所。”PAC NYC 数字内容总监 Miranda Palumbo 说道，“置身世贸中心园区，我们有责任引领人们礼赞生命。”
该中心设有三个表演区域，可灵活组合或分隔成 60 多种布景。后台技术还支持动态布景变换以及让演员在空中飞舞。“我们可以同时制作三部不同的作品，也可以只做一部。”Palumbo 解释道。
作为世贸中心园区不可或缺的重要组成部分，佩雷尔曼表演艺术中心致力于在这一特殊场所帮助纽约市的艺术家和人民实现彼此间的相互疗愈。
为了实现这场表演艺术所需的工程技术，PAC NYC 委托 The Chicago Flyhouse 公司及其编程合作伙伴 ELPLANT，共同打造一套安全可靠且灵活的舞台自动化系统。Flyhouse 为全球各地的场馆量身打造吊杆系统、升降系统及空中飞人设备，其服务范围广泛，涵盖了医院、高中校园、剧院以及竞技场等多种不同类型的场所。
01
独特项目所需的
先进舞台技术
“佩雷尔曼中心是一个独特而令人兴奋的项目。”Flyhouse 公司创始人兼高级项目经理 Mark Witteveen 表示，“在纽约市，尤其是曼哈顿金融区，很少有机会建造新剧院。此外，设计团队和顾问们还希望打造一个极具灵活性的空间。”
因此，Flyhouse 公司采用了分布式“母子机”控制方案。中央服务器（Master of Machines，简称 MoM）与分布式模块（子机，Kids）进行通信。PAC NYC 的 30 多个子模块都配备了倍福 CX9020 嵌入式控制器和 EtherCAT I/O，用于控制 Flyhouse 公司的 ZipLift 升降机等设备。这些模块可以轻松移动、连接到其他升降机，或在维护时进行更换。
然而，部署在剧院各层的大量子模块及其关联的运动轴对场馆的网络承载能力提出了更高要求。Flyhouse 技术还需对接其他厂商的解决方案，例如，驱动巨型墙体升降或实现地面在平面与或阶梯式布局间转换的系统。因此，安全区域必须随着空间的变化动态调整，确保人员及设备安全。
一个运行异常的组件便可能让多年辛苦积累的声誉毁于一旦，因此选择正确的合作伙伴至关重要。尽管剧场设备的使用周期相对较短，但我们对其可靠性的要求却丝毫不减，必须达到工业级自动化水准。”
—— Flyhouse 公司创始人兼高级项目经理
Mark Witteveen
倍福公司针对相关需求提供了理想的解决方案。其中，EtherCAT 和基于 PC 的控制技术为系统无缝运行与高度适应性提供了坚实的技术支撑。
02
工业自动化 — 安全性与
灵活性相结合
Flyhouse 公司与倍福美国分公司及 ELPLANT 携手设计新一代控制模块。获得 ISO 9001 资质认证的塞尔维亚系统集成商 ELPLANT，在工业自动化与娱乐设备应用领域贡献了专业技术。
就这个项目而言，倍福无疑是理想之选，因为鲜少有系统能够提供如此模块化、可灵活配置的架构。该系统采用了 TwinCAT PLC、NC PTP 运动控制、TwinSAFE 安全系统、广泛的 EtherCAT 通信、TwinCAT PLC 可视化界面TwinCAT HMI、数据库通信，以及通过 ADS 对接第三方应用（如 C# WPF，Windows Presentation Foundation）操作控制台等解决方案。”
—— ELPLANT 首席执行官
Aleksandar Arsi?
选择模块化设计方案的另一个关键推动因素是 EtherCAT 工业以太网系统，Aleksandar Arsi? 解释道：“这种实时通信技术使我们能够精准配置拓扑结构，确保每个嵌入式控制器或其它 EtherCAT 设备都作为独立的同步单元运行。”多数设备还配备了 EtherCAT P，实现单电缆传输数据和供电。这种配置使技术人员能够在不中断其它设备运行的情况下，移除或添加子模块。除了卓越的速度和强大的诊断功能外，EtherCAT 还支持拓扑结构自由布局，提供热插拔连接与设备自动寻址功能，显著简化了组件更换和即插即用安装流程。
Flyhouse 公司还通过 TwinSAFE 端子模块实现了功能安全。该方案通过标准 EtherCAT 网络和 Safety over EtherCAT (FSoE) 传输安全信息，替代传统的独立硬接线系统。除显著减少布线工作，降低成本外，TwinSAFE 还简化了可配置剧场方案的落地实施。
PAC NYC 后台技术人员：（从左至右）The Chicago Flyhouse 公司的 Hunter Cole、Jon Weston 和 Mark Witteveen 与倍福美国分公司的 Jason Toon 会面
Flyhouse 公司在各剧场空间都部署了 Ease® 控制台，通过操纵杆及搭载 TwinCAT HMI 的多点触控可视化界面简化了轴的操作。据 Mark Witteveen 介绍，出于安全考量，控制台无法控制操作员视线范围外的运动轴。因此，当升降墙体合并空间时，控制台需要控制合并后大空间内的所有运动轴。同理，急停按钮必须能够即时制动合并空间内的所有运动，这意味着“母子机”架构必须能够实时动态重构。“这个看似简单的构想实施起来却异常复杂。”Witteveen 坦言，“但借助 EtherCAT 的灵活性和 TwinCAT 的软件能力，我们得以完美地完成这项任务。”
艺术与工程的奇妙共鸣
舞台自动化系统同样秉承了匠心独运的设计理念。模块化系统将持续支持升级迭代，依托具备可扩展性的前瞻性自动化平台，整个升级过程无需对基础设施进行大规模更换。相反，技术人员只需在软件层面进行相应更改，或更换设备即可实现升级。这种方法不仅能够降低成本，还可避免因组件停产导致的演出中断风险。对于 Mark Witteveen 而言，确保演出顺利进行始终是他最重要的目标。“当灯光渐暗，舞台亮起，观众们的注意力只会聚集于艺术表演本身，根本不会关注演出是否运用了自动化技术。”他如此说道，“他们只是全身心地沉浸其中，完全被这魔法所吸引。这份震撼体验让所有付出都值得。”
关于德国倍福
倍福（Beckhoff）是一家专注于自动化新技术的德资企业，创立于 1980 年，总部位于德国威尔市。作为全球自动化技术的驱动者，倍福定义了自动化领域的许多标准，是国际标准的制定者和推动者。公司所生产的工业 PC、现场总线模块、驱动产品和 TwinCAT 自动化软件构成了一套完整的、相互兼容的控制系统，可为各个工控领域提供开放式自动化系统和完整的解决方案。经过 40 年的发展和努力，倍福已在世界各地设立 30 多家分支机构，加上全球的合作伙伴，业务遍及 70 多个国家和地区。
倍福于 1997 年进入中国市场，中国区总部落户于上海市北高新产业园区，现有员工 300 人，办事处遍及国内 30 座大中城市。创新产品和解决方案广泛应用于风力发电、半导体、光伏太阳能、电子制造、金属加工、包装机械、印刷机械、塑料加工、轮胎加工、木材加工、玻璃机械、物流输送以及楼宇自动化等众多领域。
公司倾力推广的 EtherCAT 实时工业以太网于 2014 年成为中国国家推荐性标准，并已入编工信部的《国家智能制造标准体系建设指南》。作为一家技术驱动型公司，倍福一直注重在技术上寻求突破创新，在业内享有“创新引擎”的美誉。倍福基于 PC 的控制技术具有良好的开放性，它支持所有主流的工业通信协议，将 IT 技术、互联网和自动化技术完美融合在一起，为实现工业 4.0 和智能制造奠定了坚实的技术基础。
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