系统整合案例研究：5,000 HP机器人鸟类

2010年12月，Singapore的第一个综合度假村圣淘沙度假村开设了它所谓的世界上最大的跳舞狂热的跳藤上展示了圣淘沙岛的海滨。起重机舞蹈表现是在2008年首次概念化的四次艾美奖屡获殊荣的制作设计师Jeremy Railton。为了帮助实现他的愿景，度假村世界签订了起重机有限公司，香港控制系统集成商，奥兰多，佛罗里达州博尔戈工程的斯蒂康有限公司的设计，装配和调试的设计，装配和调试。

Railton想象了两个彼此爱上的机械鸟类;他们的爱最终将它们转化为真正的鸟类。10分钟。夜间展示采用一系列令人叹为观止的高速运动，具有许多近距离和重叠的运动，模仿鸟类的交配仪式。由此产生的Mega-ScalAlmatronics系统由两个钢绞线结构组成，每个钢绞线结构均为80吨并高达100英尺高。该结构由四个巨大的液压动力单元供电，总计近5,000 HP。

每只鸟的转换底座由两个液压电机供电，使得80吨钢以上旋转超过15度。脚踝和臀部轴各自由双液压缸提供动力，其能够以超过300mm /秒的速度延伸或缩回。即使是每只鸟上的巨型LED屏幕也由液压缸定位，以与鸟类的运动同步其显示角度。最后但并非最不重要的是鸟头，由两个电动电动机提供动力，该电动机能够为平移和倾斜运动而动力。

使它工作

呈现给埃里克TAM的挑战是创建一个可编程系统，使两只鸟类能够在艺术家所设想的寿命，与音乐，照明，视频，烟火和水效应同步。故事将在赤道附近的海洋环境中被告知，没有可能损坏大量机器的机械或液压故障的风险。

为了使12个运动轴与音频，视频，照明和水效应同步，为运动控制系统的大脑选择了SIMATIC中央处理单元CPU 317T。选择了SIMATIC集成安全线CPU 416F，用于实现冷却水泵，液压系统，发动机控制等设备的起重机保护系统和家务控制。

CPU 317T可以控制和同步32个运动轴，并具有用于优化液压伺服阀性能的内置功能。虚拟凸轮磁盘功能在定义和微调每个单独轴的运动轮廓方面还具有很大的灵活性。除了运动控制功能外，CPU 317T还是一种功能强大的可编程逻辑控制器（PLC），其处理与液压和示出控制系统相关联的所有逻辑和序列控制。

在展示期间，在CPU 317T中运行的虚拟主轴与主示出控制系统的时间码同步，该控制系统的时间码使用用户数据报协议（UDP）多次通过以太网。然后，主轴通过虚拟齿轮同步驱动12个运动轴，其中每个轴的速度和方向从表示为凸轮盘的各自的运动轮廓计算。使用虚拟齿轮和凸轮磁盘，两只鸟的所有轴都能够像发条一样移动，产生平稳的编排动作。

好戏开始

To protect the two 80-ton birds from colliding with each other at high speed, even in the event of a system failure, the CPU 416F system’s extremely fast processing speed can evaluate feedback signals from redundant and SIL-rated position sensors on each motion axis. The processor compares the feedback values with the reference values contained in a 15,600-point interpolation model derived from the actual baseline model. The safety limit of each axis is set individually and stored in a safety database.

在展示期间，主轴坐标通过高速PROFINET I / O通信服务从CPU 317T发送到CPU 416F到CPU 416F。在接收到主轴坐标时，CPU 416F从内插模型导出12个运动轴中的每一个的参考坐标。比较实际的反馈值和参考值。如果两组值的偏差大于安全数据库中定义的限制，则CPU 416F向CPU 317T发送信号以以受控方式停止所有运动轴。只有在安全定时器已经失效之后，CPU 416F将直接向最终级隔离器发送信号以隔离来自运动致动器的电力。

“起重机舞将成为一个标志性和繁荣的杰作，展示了通过世界上最好的技术展示表演艺术的掌握，”Resident World Sentosa娱乐VP女士说。“开发了36个月，占用80万人营造和完善，我们最大的挑战是让这些巨大的钢铁起重机在野外达到真正的同行的优雅，我相信他们不会让他们失望。”

Crane Dance Extravaganza在2010年的圣诞节开业，享有圣淘沙度假村江边的免费夜景。

Eric Tam是ITMation Ltd的Cofounder，服务于工艺产业和主题娱乐行业。iTmation也是西门子自动化的认证解决方案合作伙伴。

香港的Eric Tam于1996年获得了澳大利亚蒙纳士大学澳大利亚的工程和计算学士学位，并于2008年成为Profisafe认证设计师。与他的父亲一起成立于2000年的Itmation Limited，服务于该过程行业。2007年，争端通过与博尔基工程的关系开始为主题娱乐行业服务。Itmation Limited也是西门子自动化的经过认证的解决方案合作伙伴。

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