23/07/2012
Door Bart Driessen
7 juli 2012 vond in de Amsterdam Arena de kick-off plaats van Sensation, the Source of Light; een gigantisch dancefeest, bezocht door 40.000 bezoekers, iedereen gekleed in wit. Sinds die nacht gaat dit feest de hele wereld rond. Behalve de muziek zorgen ook de special effects voor de juiste sfeer. Een van de mensen hierachter is Erik Berends van StateCore. Hard- en software van Erik Berends stuurt met o.a. Beckhoff vele ledlampjes aan, laat mensen door de lucht zweven en beweegt de meest fantastische illusies door de dansruimte.
Alle grote wereldsteden kennen inmiddels het fenomeen van het dance-feest. Aan stranden, in grote voetbalstadions of zomaar ergens in een oude fabriekshal komen ieder weekend duizenden jongeren bijeen om het dancegevoel te beleven. Erik Berends kent de wereld van de dance als geen ander. Als lichttechnicus werkte hij voor TV, theaters, festivals en evenementen. En hij werkte voor grootheden als Madonna en Armin van Buuren van Amsterdam tot Los Angeles. Inmiddels is hij zelfstandig ondernemer en ontwikkelt met zijn bedrijf StateCore showbesturingen voor theater, shows en natuurlijk speciale events. Sensation is zijn meest recente project. Na de premiere in Amsterdam, die volledig uitverkocht was, is het moment gekomen om even terug te kijken op het succes dat hij daarmee geoogst heeft en de rol van Beckhoff daarin.
Gevoel
“Vorig jaar kwam voor mij de opdracht van Eventions Products om een showbesturing te ontwikkelen voor Sensation 2012. Eventions Products is een bedrijf dat zich o.a. richt op het ontwerpen en fabriceren van speciale structuren en effecten voor de entertainment industrie. Sensation zou je kunnen omschrijven als een vooruitstrevend feest met veel muziek, verschillende showblokken en heel veel speciale techniek. Tijdens het feest zijn er behalve de DJ's extra acts zoals dansers en effecten. Het werd eerder ook Sensation white genoemd. Bezoekers worden alleen toegelaten als ze helemaal in het wit gekleed zijn. Dat iedereen in het wit komt geeft een bepaald gevoel; iedereen op het feest voelt zich gelijk. Gunstig voor de show is dat wit ideaal is om uit te lichten. Ook als je met gekleurd licht werkt, is dat perfect zichtbaar.”
Vliegende dansers
In welk onderdeel heb je de spullen van Beckhoff gebruikt? “Beckhoff heb ik vooral toegepast bij de special effects. Een van de meest spectaculaire effecten dit jaar zijn de zes vliegende danseressen. Dat zijn mensen die met een harnas aan staalkabels hangen en via een rail aan het plafond door de hele ruimte bewegen. De verplaatsing gaat door middel van zes karretjes waarop steeds een winch is gemonteerd met staalkabels. De aandrijving van de winches wordt verzorgd door asynchroon motoren die aangestuurd worden vanuit een servobesturing. Om de verplaatsing, zowel horizontaal als verticaal, te regelen heb ik een motion besturing ontwikkeld. De basis daarvoor is TwinCAT. De software van TwinCAT draait op een embedded PC van Beckhoff, de CX5020 met TwinCAT NC PTP. Deze motion control gebruiken we ook voor de verplaatsing van decorstukken en verlichtingsarmaturen.”
Veiligheid
Hoe heb je het veiligheidsvraagstuk opgelost? Je hebt met veel publiek te maken en mensen die je aan een kabel daar boven laat hangen. Dat vraagt om maatregelen. “Zeker. De safety onderdelen van de besturing voldoet aan de specificaties van SIL3. Dat geldt dus voor alle relevante componenten. Ik heb voor de safety-besturing TwinSAFE-componenten toegepast; zoals de AX5805, een veiligheidscontroller voor in de servodrive. De besturing draait over een EL6900 TwinSAFE controller die fungeert als algemene controller. Deze controller regelt dus alle veiligheid. Verder heb ik EL1904 en EL2904 toegepast; dat zijn TwinSAFE-klemmen in- en outputs voor het inlezen van veiligheidssignalen. Voor de noodstops geldt dat deze de veiligheid in meerdere niveaus verzekeren. In de drive wordt o.a. via de AX5805 de STO (Safe Torque Off) functie aangeroepen en via de EL2904 klemmen verzekeren we dat de remmen onafhankelijk van de drive worden geactiveerd”
iMac
Een aspect dat je niet vaak in de industriële automatisering tegenkomt is het gebruik van soft- en hardware van Apple. Jij maakt daar veel gebruik van, ook in deze applicatie. Hoe zit dat? “Ik gebruik al meer tien jaar Apple. Ik doe dat vanwege het gebruiksgemak en de stabiliteit. In deze applicatie laat ik de bediening en de visualisatie, zeg maar de complete HMI, draaien op de iMac. Deze HMI heb ik zelf gebouwd en geschreven in Xcode. Xcode is de ontwikkelomgeving voor de Mac. Voor de bediening worden joysticks en knoppen gebruikt die via Beckhoff componenten op het EtherCAT netwerk zijn aangesloten. De communicatie van de Mac met de Beckhoff PC gaat via ethernet. Voor de Mac is dat geen enkel probleem. Om de cyclische communicatie met de Beckhoff PC te laten plaats vinden heb ik een eigen netwerkprotocol geschreven. Feitelijk wordt die communicatie afgehandeld via de Beckhoff TCP/IP server.”
Ingedoken
Hoe ben je bij EtherCAT uitgekomen? “Dat is gebeurd tijdens een klus voor een vorige opdrachtgever. We waren toen op zoek naar een nieuwe generatie besturingen. Ook heel belangrijk was een goede oplossing voor de veiligheid. Omdat EtherCAT flexibel is en ook met safety overweg kan zijn we daar verder ingedoken. Mensen van Beckhoff zijn later bij ons op bezoek geweest waarna we nog sterker overtuigd raakten van de mogelijkheden. Ik heb meerdere trainingen bij Beckhoff gevolgd, onder meer over EtherCAT, TwinCAT en TwinSAFE. We vinden dat Beckhoff een mooie basis is voor veel oplossingen. Het programma is zo breed dat je er veel technieken en oplossingen mee kan maken. Ze hebben alle IO en koppelingen zodat je er zowel motion control als veiligheidsapplicaties mee kan ontwikkelen. De motion control is universeel toepasbaar voor dynamisch gebruik.
Bovendien is het bewezen techniek. We hebben veel informatie nagetrokken bij andere gebruikers waaruit bleek dat hun techniek betrouwbaar is. Betrouwbaarheid is in onze branche heel belangrijk. Rond elke grote show heb je toch al genoeg stress. Onderbrekingen in de besturing van een show is dan wel het laatste wat we kunnen gebruiken. De belangen bij een grote show met dure artiesten en veel publiek zijn tegenwoordig erg groot. Daarom moet alles wat je voor en achter de bühne doet professioneel zijn. De eisen worden daarvoor steeds strenger. Dat geldt ook voor Eventions Products. Zij zijn gespecialiseerd in het maken van de mechanische en logistieke constructies rond de show. Het moet allemaal heel sterk zijn en tegelijk makkelijk te monteren en goed te vervoeren. Logisch dat die strenge eisen ook voor mijn aandeel gelden.”
Resultaat
Wat is nu je resultaat? Wat heb je bewerkstelligd met je nieuwe besturing? “Verschillende dingen. Voor de mensen die tijdens de show achter de knoppen zitten is er veel verbeterd. Het is nu voor hen erg gemakkelijk geworden om moeilijke, samengestelde bewegingen te laten uitvoeren. De controller bestuurt 12 assen tegelijk, iets dat in feite een enorme verbetering is. De bediening daarvan blijft opvallend intuïtief en gemakkelijk. De mensen kunnen alle taken aan met joysticks. Dat geldt ook voor andere functies, zoals koppelingen met licht. Dichtbij is er natuurlijk ook een noodstop en een paar indicatoren en drukknoppen voor de selectie van objecten. Voor de visualisatie kijken ze natuurlijk naar het scherm van hun iMac.
Een tweede resultaat is het grote gemak met het programmeren en invoeren van instellingen. Dat doen we met dezelfde spullen als waarmee de operator werkt. Misschien is dat wel het grootste resultaat en winst van deze oplossing. Die eenvoud en gemak van de oplossing is een van mijn specialismen. Dat is ook de reden waarom mensen bij mij uitkomen.Entertainment techniek blijft een bijzonder verhaal, de combinatie van Eventions Products en StateCore leidt tot praktische oplossingen voor uitdagende creatieve ideeën.”
TwinCAT 3
In versie 3 verenigt TwinCAT de voordelen van een PLC (Online Change,
Monitoring etc.) met de flexibiliteit en de brede acceptatie van
C/C++. Het belangrijkste onderdeel is het real-runtime systeem met
geïntegreerde realtime-debugger. Dit gebeurt allemaal binnen de
Microsoft Visual Studio 2010-omgeving.
Behalve de vijf IEC-61131-3-programmeertalen hebben we nog C/C++ als
zesde taal. Beckhoff gebruikt de standaard-compiler van Microsoft om
realtime-taken in C++ te kunnen uitvoeren. Deze C/C++-compiler heeft
zich al lang bewezen in IT-applicaties.
Gebruikers kunnen ook nog programma's met Matlab/Simulink ontwikkelen die binnen TwinCAT 3 als realtime modulen kunnen draaien.
Het grote voordeel van PC-based besturingen is dat de gebruiker met
IEC 61131-3-programmeertalen oplossingen kan ontwikkelen voor
veeleisende applicaties. Motion Control, nokkenas en vliegende zaag,
waar anders speciale hardware voor nodig is, kunnen met TwinCAT in de
vorm van pure software draaien op standaard-PC's. De continuïteit in
Windows en de groeiende capaciteit van de PC-technologie
dragen daaraan bij. In versie 3 van TwinCAT zijn de engineering- en de
runtime-omgeving vernieuwd, waardoor de nieuwe CPU's optimaal tot hun
recht komen.
Moderne CPU's zijn tegenwoordig multicores; CPU's met dual cores, maar
ook vier cores, en achtvoudige cores zijn nu tegen redelijk prijzen
verkrijgbaar. Deze ontwikkeling is natuurlijk positief voor de
industriële automatisering. Want daarmee kan de gebruiker taken en
functies zoals HMI, PLC-besturing, PLC-runtime en NC over
verschillende CPU-kernen verdelen. Om het gebruik van de
multicores te vergemakkelijken heeft Beckhoff bijbehorende
configuratie- en diagnosetools ontwikkeld.
TwinCAT 3 is als beta versie te downloaden van de website: www.beckhoff.de