移动娱乐

通过使用创新的控制方案和鲁棒组件，集成商可以为一系列娱乐应用开发灵活、强大的运动系统。

一辆经过360°环形的过山车。歌剧演员和骆驼，站在寺庙的墙壁上，当它从地板上升起，上演阿依达。虽然我们更常将运动控制与工业自动化和其他技术应用联系在一起，但该系统在娱乐行业的应用越来越广泛。忘掉制造玻璃、饮料、药品、家具和消费品吧。由于具有灵活性、性能和健壮性，运动已经成为创造乐趣的关键技术。

过去，云霄飞车在链条驱动的牵引下，从最初的山坡上缓慢地爬起来，以积聚势能——然后，重力就开始起作用了。如今的过山车不再采用链传动，而是采用强大的发动机，让火车从第一秒开始就飞速前进。

而不是使用旋转电机/线性执行器组合，滚子沿线通常直接产生运动通过线性电机。我们可以认为线性电机基本上是展开的旋转电机。磁体代替环形配置，磁体形成两个面朝行，施加到穿过它们之间的气隙的蜗杆。缺乏机械接触可降低摩擦的影响并提高可靠性。这在游乐园中尤为重要，如果骑行停止服务，公园的大多数客人都不会在一天或一周内运行。

正如您可能想象的那样，加速一个充满人们的多态火车速度高达100英里的时间需要一个公平的肌肉。与旋转电动机不同，必须增加直径以提高输出功率，提高线性电机的马力，只需涉及延长磁轨道。在低占空比应用中，线性感应电机产生大约1磅/ in2的推力 - 以产生10,000磅的推力，电机需要具有10,000英寸的有效面积。对于一些景点，这可能只是很好，但对于别人来说，大小是重要的。用钕磁铁将电机改为无刷线性设计，力密度高达7.5磅/ in2，允许电机1尺寸进行作业。

当然，有权衡。用于制作钕磁铁的稀土氧化物供应链中的毛刺已送磁体成本飙升。虽然使用永磁线性电机而不是感应电机可能会降低功耗，但在资本支出与运营成本的比较中，电机轨道的价格可能超过节省。通常，启动电机仅在骑行开始时运行几秒钟，因此选择永磁选项可能不节省巨大的功率。也就是说，滚轮杯道是强大的，长期的安装，允许资产所有者在几十年内摊销初始成本支出。

除了启动外，直线电机还可以用来加速列车在行驶过程中，也许是在滑行段时，当列车陷入低谷时。“你必须能够跟踪它来的速度，并以更高的速度射出去，”H2W总裁马克·威尔逊说，该公司为游乐园市场提供运动控制解决方案。“如果只有一个人，或者十几个人，加速度是不同的。火车会以不同的速度进站，根据这些信息，你可以施加更多或更少的电压来获得你想要的速度。”该系统包括一对连接到控制器的位置传感器，计算速度并调整驱动参数以适应。

从控制的角度来看，运行一个过山车要比运行一个每分钟300个零件的填模封口机简单得多。对于感应电机，系统通常使用变频驱动，由PLC运行机器和运动轴。在无刷电机闭环运行的情况下，系统通常包含一个可编程运动控制器和一个伺服放大器。虽然过山车可能会让人们尖叫，但运动控制轴不会。

移动集
舞台上的演员表明不是唯一一个在生产中发挥作用的人。行动也发挥作用。在哈德森景区提供各种娱乐活动的运动解决方案，任务分为两种基本类别：在舞台或飞行效果上滚动一组。设置定位可以从将某些东西作为桌子上的桌子移动到一个小型房屋的桌子上。飞行效果可以像向上移动一个简单的窗帘到电缆上的飞行表演者一样基本。虽然哈德森景区不适用于涉及鸟瞰势效果的应用程序，但他们确实参与了运动任务定位阶段集合，在它们上面具有表演者。

在这种应用中，挑战并不在于运动本身的细节，而在于开发一种极其健壮、可靠、灵活的解决方案。高级工程师查克·阿多曼尼斯说:“就运动而言，我们所做的相当简单:每晚在相同的时间内把东西从A点送到B点。”“挑战在于，我们经常不知道这块蛋糕会有多大或有多小。”

从第一次讨论到现场实施，项目的开发时间可以短至五周。为了简化过程，Hudson Scenic团队从一个基础平台开始，他们为给定的项目定制平台。阿多曼尼斯说:“我们尽量给自己更多的灵活性。“我们做的每件事都有某种变速驱动。即使客户端说,所有我需要做的就是打开和关闭,“我们仍将在一些小的变速驱动,因为当他们到达那里,他们看到它,他们会说,“我希望我们能够更快地打开它,我们能做到。多年来我们学到的是，我们给自己的灵活性越多，而又不花一大笔钱，就越好。他们都是有创造力、有艺术修养的人。他们会想出新点子。我们需要做好准备，尽可能地适应它们。”

尽管该公司探索了各种基于商用现货(COTS)组件的标准控制解决方案，但他们最终可以得到他们需要的结果。尽管特定节目的动作序列可能是预先编程的，但细节往往是典型的，至少从工业角度来看是这样。一个物体可能突然启动，然后逐渐减速，然后再次加速。COTS解决方案不一定能满足需求。他说道:“我们发现了许多预先编程的运动程序，即你可以在飞行中改变速度但却不能改变运动，或者你可以改变加速度但却不能改变减速，因为这是控制器所拥有的基本数学运算。”

尝试各种产品后，辩论PLC对运动控制器对PC，他们解决了混合动力PC / PLC解决方案。“我们有PC，然后我们在该机器内部的实时内核中运行了一个PLC，也具有真正的运动能力，”他说。“如果我们需要近CNC运动轴，我们有那么。如果我们需要更多的灵活性，或者我们觉得我们可以使用PLC处理的简单开/关控制轴，我们也有那个，以及yet they’re very easily integrated because ultimately they're all running on the same machine. That's really where we see the future of our equipment going, into industrial PC controllers where you can embed those different components and have them tightly integrated.

最重要的是，设备需要可靠。他说:“目前，我们在展会上部署了200或300多个定位轴。“有些斧头一天用一次。但它们最好能起作用。”

对于一场巡回演出来说，这尤其具有挑战性，因为它需要多次搭建和拆除布景。即使是安装在工厂车间的机器，布线也是运动世界中最大的故障点。由于应用程序的限制，Hudson Scenic使用软电缆而不是硬布线或管道。他们需要依靠舞台工作人员足够的知识，以使传感器电缆远离高频电缆，例如，确保布线以90°角交叉。他们还需要依赖电缆的质量，这可能是一个挑战。“我们在屏蔽和接地方面做了很多工作，并在机架和电缆设计中解决了这些问题，”Adomanis说。

当然，即使是最坚固的结构电缆也可能无法跟上反复设置和拆除操作的惩罚。阿多曼尼斯说:“我们已经做了很多展示，在世界各地旅行，只是滥用连接和断开，存储和包装，一次又一次，毫无疑问，这是整个系统最大的弱点。“当人们打电话说系统坏了，我要做的第一件事就是让他们检查电缆。这些组件中很少有被设计成如此滥用的。我们在我们的系统中使用了大量的以太网，我们一直在(等待)的一件事是一个更坚固的RJ-45以太网连接器，因为通用的塑料办公用品可能很便宜，但它不耐用。从长远来看，这会让你付出更多。”

最重要的是，生产的停机时间是不可原谅的。这足以让一个工程师晚上睡不着觉——或者是在晚上。他说:“如果电话在晚上6:30到8点之间响了，我就会畏缩，因为那肯定是有人打电话来问问题。”“通常都是些愚蠢的事情:电线被拔掉了，电线被切断了。然而，这些事情最终会让你每天都感到担忧，因为它发生在观众面前。并不是每个人都想看到他们的生产线被关闭，但通常不会有1800人站在那里看着。”

分布式控制、智能组件和网络化设计等解决方案可以帮助最小化电缆的压力和张力。组件总是变得越来越难对付。在强大、灵活的解决方案和智能工程的帮助下，运动控制继续崛起，为全球娱乐行业提供动力。