森创网络化伺服在动感影院特效座椅控制上的应用(2)

下图是HS网络化伺服驱动器使用CAN总线和MBOX通讯控制器构成网络化伺服控制系统的典型构架。MBOX与上位计算机之间通过交换机实现以太网的通讯，MBOX与HS伺服之间实现CAN总线的通讯，另外，MBOX还可以与本地计算机或触摸屏实现基于通过RS232等接口的MODBUS通讯，便于监控和调试。同时, MBOX还可以提供8路数字输入，12路数字输出及2路模拟量输出接口。

3.动感影院座椅特效的伺服网络化控制方案

针对动感影院(4D影院)特效播放的需求，我们提出并实现了如下图所示的基于使用HS网络化伺服驱动器的CAN总线和以太网通讯方法的动感影院(4D影院)特效控制系统方案。

在该方案中，播映计算机通过以太网交换机(如以太网有线方式路由，WiFi无线方式路由，电力网络路由器)连接到每个座椅的MBOX通讯控制器，进行控制与状态信息的交互。MBOX的数字输出与模拟输出控制对应的环境特效，数字输入接收个性化环境指令，配置了RS232或USB接口实现本地的计算机或触摸屏运行监控和参数设置，配置了键盘显示接口实现手动方式的运行监控和参数设置。MBOX还配置了用于移动座椅的伺服电机控制用的CAN通讯接口，该接口与和利时电机技术有限公司的HS系列网络化伺服驱动器通过自定义的CAN总线通讯协议实现对电机的运动控制，通过CAN总线可以配置动感座椅3个轴的独立或联动运动控制。

在应用中，每个MBOX用于控制一套座椅及其环境特效。为通过以太网控制方便，每个MBOX分配一个ID号，该ID号用以太网的IP地址来表示，比如：192.168.1.100。每个座椅的MBOX，通过一个标准以太网线与以太网交换机连接。因此，每个座椅，作为一个整体，对外的连接线只需要1个220V的电源线和一根以太网网络线，极大的简化了现场的布线工程的实现。另外，以太网通讯采用10M/100M自适应方式实现，具有数据传递高速，可靠及大容量等特点。

目前，该动感影院(4D影院)项目的以太网及CAN总线等技术已经取得全面突破。上位的播映计算机可以实时获得每个座椅的X,Y,Z位置及速度信息，出现故障的故障码;可以读取MBOX的运行状态，读写MBOX的运行及控制参数，控制MBOX的启动和停止，实时给出并实现座椅的X,Y,Z的位置控制，以及通过数字量和模拟量实现多种环境特效。另外，还支持通过RS232接口或USB接口实现MBOX的本地监控，方便现场调试和测试。

4.动感影院座椅特效控制效果

本文提出的轴伺服电机驱动的动感座椅及12种环境特效设备中得到应用和验证。动感座椅及环境特效播映设备与上位播映计算机互动，可实现的功能包括：

反馈动感座椅的每个伺服电机位置信息

反馈动感座椅的每个伺服电机速度信息

反馈动感座椅的每个伺服电机负载率信息

反馈动感座椅的每个伺服电机控制信息

反馈动感座椅是否运动到超程限位的指示信息

设置动感座椅及环境特效播映设备的运行参数，如初始定位原点。

按给定目标位置调整动感座椅驱动的多个伺服电机的位置

按给定数字量调整环境特效播放离散动作，如：喷水喷气、耳音、捅背、扫腿、雪花机、风机、频闪灯等。

按给定模拟量调整环境特效播放连续动作，如 控制偏心电机，实现震动效果的特效环境。

其它功能信息交互等

5.结论

动感影院(4D影院)作为传统影院的技术进步和拓展，本文提出并实现了一种基于CAN总线和以太网总线技术的动感影院(4D影院)特效播映的通讯控制方案。实现了网络化伺服驱动动感座椅和网络化输出环境特效的控制。上位播映计算机可以通过以太网交换器和每个独立的动感座椅及环境特效播映设备进行信息交互，包括上位机读取MBOX的状态信息，读写MBOX的参数信息，发送特效播映控制及动作指令，报告MBOX运行状态信息等功能。该伺服网络化控制方案经测试和实际使用表明，可高效可靠地实现大容量的特效动作指令的播放以及运行监控，故障诊断等信息交互。

HS网络化伺服驱动器和MBOX通讯控制板卡在动感影院(4D影院)项目中的CAN通讯和以太网技术，其实是一个通用技术产品加以定制化开发应用的方案设计。该定制化方案在实现用户需求的同时，也达到了技术方案与产品的最佳工程实现。事实上，在动感影院中采用的以太网和CAN/RS485通讯技术，是完全可以推广到很多类的需要多节点网络化的伺服驱动应用项目中的。和利时电机大力支持按客户需求的定制化应用方案等技术开发及工程实现。