2 worldwide germany & singapore

© Changi Airport Group Singapore

2 worldwide | germany & singapore

PC-Control 01 | 2013

worldwide | germany & singapore 3



A két egybefüggő, egyenként 608 kis cseppet tartalmazó mezőből álló installáció több mint 75 négyzetméteres területre terjed ki és átíveli a 7,3 métert meghaladó belmagasságot.

Changi repülőtér, Szingapúr: Az EtherCAT 1,216 szervotengely mozgását szinkronizálja

„Kinetikus eső“

A technológia és a művészet tökéletes összhangja

A világ valószínűleg legnagyobb mozgó szobra a szingapúri Changi repülőtéren valósult meg a „Kinetikus eső” című installációban. Az alkotás művészi koncepciója és a koreográfiához tartozó számítások terve a berlini Art+Com AG cégtől erednek. A trópusi esőre utalva az installáció 1216 fényesen csillogó, rézbevonatú alumíniumcseppecskéből áll. Ezek a mennyezetről függnek alá vékony acélhuzalokon, és mindegyiket egy kis szervomotor mozgatja. Egy 15 perces műsor alatt a cseppecskék különféle, a repüléshez kapcsolódó képekké rendeződnek. A „Kinetikus eső” komplett műszaki megvalósításáról (a szoftverrel együtt) az MKT AG, a kinetikus installációk szakértője gondoskodott. Az 1216 szervotengely szinkronizált mozgatása jelentette kihívást az EtherCAT, a TwinCAT és a buszterminál kivitelű kompakt szervohajtások segítségével oldották meg.



Changi Airport Group Pte Ltd. A Changi Airport Group (CAG) Singapore társaságot 2009. június 16-án hozták létre. A Changi repülőtér adminisztratív vállalataként alapvetően a repülőtér működéséért és irányításáért, légiforgalmi csomópontként történő hasznosításáért, a kereskedelmi tevékenységekért és a repülőtér vészhelyzeti szolgáltatásaiért felel. A repülőtér több mint 46 millió utas áthaladását regisztrálta 2011-ben. A check-in csarnok modernizálásának részeként a CAG egy mozgó szoborba invesztált: a trópusi esőkre utalva a „Kinetikus eső” Egy 15 perces műsor alatt az 1216 cseppecske tizenhat különféle,

tisztelgés Szingapúr trópusi városa előtt.


a repüléshez kapcsolódó képpé rendeződik.

Amikor a légiutasok és a szingapúri Changi repülőtér látogatói belépnek az

amit megvalósítottunk” – mondja Axel Haschkamp, az MKT AG igazgatója.

1. terminálba, útjukban egy mozgó szobor, a „Kinetikus eső” állítja meg őket,

„Több mint 2000 mérnökórát fordítottunk a projektre. Egyebek mellett külö-

mielőtt tovább haladnának a modernizált check-in csarnokba. „Az ezernél is

nösen nagy feladatot jelentett az előzetesen teljesen összeszerelt 30 tonnás

több cseppecske harmonikus kölcsönhatása azt a sok reptéri dolgozót is szim-

installáció Szingapúrba való szállítása.”

bolizálja, akik nap, mint nap gondoskodnak arról, hogy az utasok és a látogatók kellemes meglepetésben részesüljenek, és szép emlékeket őrizzenek meg róla“

A Kinetikus eső vezérlése iránt támasztott követelmények rendkívüliek: 1216

- mondja Yeo Kia Thye, a Changi Airport Group üzemeltetési igazgatóhelyettese.

tengely pontos mozgatását kell megvalósítani. Emellett a projekt folyamatos rendelkezésre állást, a részegységek kompakt kialakítását igényelte, valamint

A két egybefüggő, egyenként 608 kis cseppet tartalmazó mezőből álló instal-

az elemek címzés nélküli cseréjét. „Ügyfelünk, a Changi repülőtér egyik legfon-

láció több mint 75 négyzetméteres területre terjed ki és átível a 7,3 métert

tosabb követelménye volt, hogy a rendszernek napi 24 órában kell üzemelnie.

meghaladó belmagasságon. Ennek a szokatlan terjedelmű installációnak a

Még ha ki is esik egy tengely, a show-nak folytatódnia kell” – teszi hozzá Peter

művészi koncepciója a berlini Art+Com ügynökségtől származik. A teljes projekt

Haschkamp, aki szintén igazgatója az MKT-nek.

műszaki megvalósítását és a programozást a München melletti Olchingban lévő német MKT AG végezte. A kinetikus installációkra szakosodott vállalkozásnak

Hogyan lehet 1216 tengelyt egyidejűleg vezérelni?

a programozás és a vezérlőrendszer megvalósítása során a Beckhoff nyújtott

„Az 1216 tengely szinkronban való mozgatása a projekt egyik abszolút

segítséget. „A Kinetikus eső a mai napig a legbonyolultabb ilyen típusú projekt,

csúcspontja“ - hangsúlyozza Raphik Shahmirian a Beckhoff müncheni iro-



Igen lapos kialakítása miatt a C6525 ipari PC ideális az installációhoz a szűk térbeli körülmények miatt. Az opcionális SSD adattárolónak és a passzív hűtési technológiának köszönhetően a C6525 nem tartalmaz egyetlen forgó alkatrészt sem.

Az EtherCAT terminálokhoz és az AM3121 kompakt szervomotorokhoz zökkenőmentesen illeszkedő Beckhoff szervoterminálokban az MKT megtalálta azt a kompakt hajtási megoldást, amelyik tökéletesen beleillik a repülőtéri épület mennyezetében rendelkezésre álló szűk térbe.

dájának értékesítő munkatársa, aki részt vett a „Kinetikus eső” műszaki megvalósításában, szorosan együttműködve az MKT-vel. Ezen túlmenően szigorú követelményeknek kellett eleget tenni a mozgás dinamikája, pontossága és gyorsasága tekintetében. A cseppecskék 1,5 m/s sebességgel mozognak, gyorsulásuk 1,4 m/s2. A szerkezetnek dinamikusnak kell lennie, de egyben légiesen áramlónak, és abszolút zökkenőmentesnek. Az MKT erre a feladatra a PC- és EtherCAT-alapú Beckhoff vezérlőben találta meg a megoldást, a kompakt Servo Drive technológiával. A vezérlésért a központi C6525 ipari PC felel, amely a TwinCAT ADS-en keresztül kommunikál az MKT különleges grafikus felületű (GUI) számítógépével. Ugyanakkor a PC központilag vezérli az 1216 tengelyt a TwinCAT NC PTP-n keresztül, elsődleges (master) berendezésként működve. A TwinCAT bütykös vezérlési tábla funkció segítségével a PC koordinálja a pozícióadatok elosztását a hat másodlagos (slave) PC felé, amelyek mindegyikéhez 192 vagy 208 tengelyt rendeltek, és ez gondoskodik az összes tengelynek az elsődleges tengelyhez, mint referenciához való szinkronizálásáról (lásd a grafikont az utolsó oldalon). A kommunikáció a hajtásokkal az EtherCAT-en keresztül valós időben zajlik. Az MKT grafikus felhasználói felületű számítógépe a képi megjelenítést szolgálja, de egy táblázat formájában tartalmazza magát a műsort is, ahol az egyes cseppek helyzete 200 ms-os időintervallumokban van feltüntetve. Ez másodpercenként öt képnek felel meg. A folyamatosan áramló, az emberi szem számára zökkenőmentes mozgás csak a TwinCAT NC PTP-ben végzett interpolálással lehetséges. Itt minden egyes kis csepp 100 közbenső helyzetét egy 2 ms-os NC feladatban számítja ki a berendezés spline algoritmus segítségével. Ezeket a számításokat az egyes slave PC-k végzik a hozzájuk rendelt tengelyekre. Azt a művészi elképzelést, hogy a cseppek egyidejű mozgása egy 3D filmhez legyen hasonló, csak az EtherCAT és a TwinCAT NC PTP eszközök használatával lehet megvalósítani. Míg a master gép szinkronban tartja a tengelyeket, a slave PC-k minden második ms-ban kiszámítják a hozzájuk rendelt tengelyek pozícióját, és ezeket az adatokat valós időben továbbítják az EtherCAT-en keresztül a szervohajtásokhoz.



A Beckhoff C6525 ipari PC a TwinCAT NC PTP automatizálási szoftverrel együtt felel az 1216 tengely központi vezérléséért. A kommunikáció az MKT GUI számítógépével ADS-en keresztül történik. A C6525 az elsődleges, és koordinálja a helyzetadatok elosztását a hat másodlagos PC-hez, melyek mindegyikéhez 192 vagy 208 tengely van hozzárendelve. Az elsődleges ten-

Ethernet / ADS

gelyhez, mint referenciához képest, ez biztosítja, hogy az összes tengely szinkronban legyen. A kommunikáció valósidejű, EtherCAT-en keresztül jut el egészen a hajtásokig. MKT PC for GUI

IPC C6525 Master PC with reference Axis (virtual)

Slave PC 1 208 Axis

1

… 13

Slave PC 2 192 Axis

14

Slave PC 3 208 Axis

… 25

1

26

… 38

13

…

AM3121

Axis 1 … 16

Field 1 with 608 Axes

AM3121

39

… 51

Slave PC 5 192 Axis

52

…

Axis 193 … 208

AM3121

64

… 76

76

…

EK1100, 16 x EL7201

AM3121

Slave PC 6 208 Axis

… 63

64

…

EK1100, 16 x EL7201

Slave PC 4 208 Axis

…

AM3121

Axis 1009 … 1024

Field 2 with 608 Axes

AM3121

…

AM3121

Axis 1201 … 1216

AM3121



MKT AG Egyebek mellett különösen nagy feladatot

A MKT AG, amelynek központja a németországi Olchingben található, több mint 30

jelentett az előzetesen teljesen összeszerelt

éve foglalkozik különleges kiállítások és mozgó (kinetikus) installációk kitalálásával,

30 tonnás installáció beépítése a meglévő

kidolgozásával és megvalósításával, melyek szakkiállításokon, különböző esemé-

épületbe.

nyeken, múzeumokban és bemutatótermekben láthatók. Ügyfelei között nemcsak művészeti és kulturális intézmények, hanem neves iparvállalatok és szolgáltatók is megtalálhatók. Az MKT a legmodernebb technológiákra, a kölcsönhatásokra és a szigorú konstrukciókra koncentrál. Peter Haschkamp és Axel Haschkamp (jobbra) az MKT AG Fine Exhibition Engineering vezetői testületének tagjai

Kompakt szervohajtás egy 12 mm-es terminálban Az egyes tengelyek mozgása rendkívül pontos; a pontosság a teljes 7,6 méteres hosszon az 1 mm-es tartományba esik. Két csepp között a legnagyobb távolság 0,25 mm. Az egyes cseppek vezérlése az EL7201 EtherCAT szervomotor-terminálon és az AM3121 típusú szervomotoron keresztül történik. „Az EtherCAT terminálok sorába zökkenőmentesen illeszkedő szervoterminálokban rendkívül kompakt megoldásra leltünk, ami tökéletesen beleillik a szerkezet támasztotta feltételekbe, tekintettel az épület mennyezetében lévő korlátozott helyre“ - hangsúlyozza Peter Haschkamp. A szervohajtás technológiája ezen kívül dinamikai előnyöket is kínál és könnyedén áramló átmeneteket tesz lehetővé. Moduláris vezérlő – egyszerű üzembe helyezés „A vezérlés moduláris felépítése, valamint az a tény, hogy egy adott tengelyt címzés nélkül is ki lehessen cserélni fontos volt számunkra. Ez lehetővé tette például a részleges üzembe helyezést, azaz párhuzamosan tudtunk dolgozni a

ART+COM

szoftveren, a hardveren és a szerkezeten. Így a projektre adott szűkös határidőn

A németországi Berlinben található ART+COM AG új utakon jár a terek megter-

belül tudtunk maradni” – hangsúlyozza Peter Haschkamp. A TwinCAT NC PTP-

vezésében. Médiatervezőkkel, médiaművészekkel, informatikus fejlesztőkkel, tech-

vel ezenkívül az is lehetséges, hogy „léptessük” a műsort, azaz gyorsan előre és

nológusokkal, programozókkal, kommunikációs és terméktervezőkkel, tudósokkal,

visszatekerhessük, mint egy filmet. Ez nagyon leegyszerűsítette az MKT számára

mérnökökkel és projekt menedzserekkel együttműködve a számítógépes médiumok

a beüzemelést. Ha egy mozdulatsor valamelyik átmenete nem volt 100 száza-

által kínált kreatív és technológiai lehetőségek kutatásával és művészi installációk

lékosan kielégítő, az MKT mérnökei folyamatosan ismételhették. Ez nagy előny,

gyakorlati megvalósításával foglalkozik. A szingapúri repülőtér 1-es termináljának

ahogy Peter Haschkamp hansúlyozza: „Más megoldásokkal ez nem lehetséges,

felújítása során a ChangiAirport Group Singapure megbízta az ART+COM-ot egy

és az ember arra kényszerül, hogy újra és újra elölről kezdje a műsort, míg el

nagy installáció megtervezésével. A cél egy olyan, identitást meghatározó és kon-

nem éri a kívánt pozíciót, ami nagyon időigényes.”

templatív pillanat megteremtése volt a bejelentkezési csarnokban, amely az utazás hektikus légkörének ellentétét jeleníti meg.

Ellentétben az MKT által korábban decentralizált hardveres vezérlőkkel megvalósított hasonló kinetikus szobrokkal, a „Kinetikus eső” egy központi PC és szoftver által vezérelt, és az átvitel EtherCAT buszon keresztül történik. Most a szoftver látja el azt a bütykös vezérlési tábla funkciót, amit az MKT a korábbi vezérlési megoldásokban a hajtás erősítőjéhez helyben illesztett hozzá. Ily módon a pozícióadatokat központilag lehet kezelni és valós időben továbbíthatók a tengelyekhez az EtherCAT buszon keresztül. Az MKT számára a cég globális jelenléte is fontos volt, amikor a Beckhoffot választotta partneréül. A Beckhoff nemcsak arra volt képes, hogy kísérje és támogassa a projektet a németországi Verlben lévő központjának szakértői révén, hanem a végfelhasználó is bizonyos lehetett a Beckhoff helyi, szingapúri leányvállalatának támogatásában és szolgáltatásaiban.

Bővebb információ: www.changiairportgroup.com www.mkt-ag.de www.artcom.de

2 worldwide germany & singapore

Recommend Documents