Schaltschrank-Steueranlage für die Bühenshow-Servos

Schaltschrank-Steueranlage für die Bühenshow-Servos SEH Computertechnik

Schaltschrank von SEH Computertechnik

Jeder Schaltschrank enthält eine SPS, ein Netzteil, einen LED-Dimmer und einen Bremswiderstand sowie den Geräte-Server INU-100. SEH Computertechnik

Das Unternehmen Showman Fabricators wurde vor über 30 Jahren gegründet. Die Mitarbeiter konzipieren und bauen kundenspezifische Sets und Umgebungen für visuelle Bühneneffekte. Das reicht vom Set einer Fernsehshow bis hin zu einem Broadway-Stück. Auch die Nachbildung einer historischen Straße in einem Museum oder ein einzigartiges Ambiente im Einzelhandel oder im öffentlichen Raum werden umgesetzt. Die Mitarbeiter kombinieren in ihrer hochmodernen Werkstätte in Bayonne, New Jersey, 3D-Strukturen mit der dazugehörigen Elektronik, Grafik und den mechanischen Elementen.

Showman bedient sich dabei der Innovationen innerhalb der Theatertechnologie, wozu neben der industriellen Automatisierung auch Bereiche wie 3D-Druck und IP-fähige Bewegungssteuerungen zählen.

Automatisiertes Szenarien-System

Ein Beispiel dafür ist ein automatisiertes Szenarien-System, das das Unternehmen für ein neues Fernsehstudio in New York City entwickelt hat. Mit 20 Clearpath-Servomotoren von Teknic können beleuchtete Landschaftsteile angehoben und abgesenkt werden, um die Dimensionen und das Gefühl des Sets, so wie es durch die Kamera gesehen wird, zu verändern.

Servomotoren an der Studiodecke in fast zehn Meter Höhe heben die szenischen Elemente, beispielsweise große Lichtringe mit mehrfarbig leuchtenden LEDs, auf Befehl an bestimmte Positionen über dem Studioboden. Diese Positionen sind in speicherprogrammierbaren Steuerungen vorprogrammiert. Vom Touchscreen-Bedienplatz des Bühnenarbeiters am Boden werden die elektronischen Befehle zu den darüber liegenden Motoren per Ethernet-Leitungen gesendet, die ebenfalls an der Decke aufgehängt sind.

PC-basierende Setup- und Konfigurationssoftware

Über die PC-basierende Setup- und Konfigurationssoftware erhalten die Servomotoren erforderliche Parameter wie beispielsweise das Gewicht des Landschaftselements. Die dazu nötige direkte USB-Verbindung erfordert eine Kabellänge von rund fünf Metern. Darüber hinaus wird die Konfigurationssoftware auch zur Systemüberwachung und etwaigen Fehlersuche benötigt, um so eine hohe Präzision bei den Positionen und Bewegungen zu gewährleisten. Das manuelle Verbinden jedes einzelnen der 20 Deckenmotoren in den Steuerungs-Computer funktionierte nicht. Die einzige praktikable Möglichkeit für Showman Fabricators, jeden der deckenmontierten Servomotoren anzusteuern und effektiv abzustimmen, war die vorherige Simulation einer direkten USB-Verbindung über dasselbe Ethernet-Netzwerk.

Dieses Projekt war erst das zweite, bei dem diese Servos eingesetzt wurden. Beim ersten Projekt waren die Servos auf Bodenhöhe aufgestellt, sodass die Zugänglichkeit kein Problem war. Die Servos an der Decke anzubringen, brachte ganz neue Herausforderungen mit sich. Ryan Poethke, Automations- und Elektrik-Designer bei Showman Fabricators, traf in einem Internet-Diskussionsforum zur SPS-Programmierung auf erfahrene Kollegen mit breiter Expertise.

Gesucht wurde nach einer Möglichkeit, über Ethernet mit den Servos zu kommunizieren, also musste die USB-Kommunikation über das IP-Netzwerk durchführbar sein. Ethernet war die logische Wahl, da bereits ein Netzwerk zur SPS-basierenden Steuerung des Automatisierungssystems vorhanden war.

USB-Geräteserver

Bei den Recherchen im Spezialisten-Forum rückte für Showman Fabricators schnell der USB-Geräteserver INU-100 von SEH Computertechnik in den Fokus. Auswahlkriterien waren unter anderem die kurze Lieferzeit für die relativ große Menge von 20 Geräten. Zudem empfand es Ryan Poethke als sehr positiv, dass Prüfmuster bei SEH ein Standardservice sind, den andere Anbieter nicht bereit oder nicht in der Lage waren zu gewähren. SEH Technology schickte ein Muster des INU-100 für einen Testlauf mit den Servos. Ryan Poethke baute mit seinem Laptop einen Prüfstand auf und etwa zehn Minuten später ließen sich die Servos ansprechen. Der USB-Anschluss des Servos wurde mit dem INU-100 verkabelt, der Ethernet-Anschluss des INU-100 mit dem bereits vorhandenen Ethernet-LAN, und jeder Motor erhielt einen aussagekräftigen Namen in der Softwareschnittstelle des Geräteservers.

Das USB-Ethernet-System ist sehr einfach zu konfigurieren und funktioniert einwandfrei. Mit den 20 Geräten in einem Netzwerk kann genau der Motor angesprochen werden, der eingerichtet werden muss.

Das Team von Ryan Poethke baute für jeden der 20 Servomotoren einen Schaltschrank mit der Bezeichnung „Light Ring Winch Controller“. Jeder der doppelseitigen Schaltschränke enthält eine SPS, ein Netzteil, einen LED-Dimmer und einen Bremswiderstand sowie den INU-100, der den integrierten Servo mit dem IP-Netzwerk und der MSP-Software verbindet. Weitere INU-100-Bestellungen sind geplant, da diese eine Unabhängigkeit von Scherenarbeitsbühnen und die Möglichkeit des Fernzugriffs über ein VPN bieten und damit zusätzliche Designfreiheit für künftige Projekte.