EtherCAT-basierte Antriebstechnik und TwinCAT steuern Installation im Automobilmuseum
Ein liebevoll restaurierter Citroën 2CV von 1965 steht auf einem Podest. Plötzlich kommt Bewegung in die Szenerie: An Seilen gezogen schweben die Einzelteile des Kult-Autos bis zur Decke und anschließend wieder zurück. Diese von Kvorning Design entworfene und von All Stage Production realisierte Installation ist die jüngste Attraktion des Classic Car House in Kopenhagen. PC-based Control von Beckhoff trägt dazu bei, dass der Besuchermagnet präzise, zuverlässig und sicher funktioniert.
Das Automuseum Classic Car House präsentiert mit seiner Oldtimer-Sammlung einen Ausschnitt aus der dänischen und internationalen Automobil- und Kulturgeschichte des 20. Jahrhunderts. K.W. Bruun & Co, das Unternehmen hinter Classic Car House, hat Wurzeln, die bis ins Jahr 1914 zurückreichen: Karl Wilhelm Bruun begann in den frühen 1900er Jahren mit dem Import von Autos. Heute ist das Unternehmen einer der größten privaten Anbieter. Ziel des Museums ist, einen Beitrag zur Bewahrung der gemeinsamen Kulturgeschichte zu leisten.
Geräuscharmer, sicherer und präziser Betrieb erforderlich
Idee und Konzept für die Installation stammen vom Unternehmen Kvorning Design ApS, das als international renommierte Agentur für Erlebnis- und Ausstellungsdesign bisher sämtliche Ausstellungen und Effekte im Classic Car House realisiert hat – mit dem „fliegenden 2CV“ als jüngste Attraktion. Die Anforderungen an diese Installation sind dabei nicht trivial. Die an der Decke montierten Antriebe müssen bis zu 100 kg schwere Autoteile synchron heben und senken – entsprechend der Umgebung leise, zuverlässig und präzise.
Bis auf Rahmen, Räder und Motor werden alle größeren Karosserieteile an Stahlseilen langsam vom Boden bis zur Decke hochgezogen und dann wieder heruntergelassen, um am Ende wieder genau an ihrem Ausgangspunkt zu landen. Museumsbesucher können diesen Ablauf im Erdgeschoss direkt vor dem Fahrzeug und vom Obergeschoss aus beobachten. Von hier haben sie auch einen direkten Blick auf die gesamte Konstruktion mit den Servomotoren AM8000 für die schweren Karosserieteile und den dezentralen Servoantrieben AMI8100 für die leichteren Komponenten.
Mit der Realisierung der 2CV-Installation wurde das Unternehmen All Stage Production ApS beauftragt, das über umfangreiche Erfahrungen in der Entertainmentbranche verfügt. „Industrielle Automatisierung hält zunehmend Einzug in Theatern, Musikveranstaltungen und Museen, da die Antriebstechnik viel präziser und langlebiger ist als herkömmliche Motorsteuerungen", sagt Lars Nim Jensen, Projektleiter bei All Stage Production. Wenn ununterbrochen schwere Autoteile zu heben und präzise zu bewegen sind, ist Zuverlässigkeit entscheidend. Denn die Lösung muss über Jahre hinweg bei minimalem Wartungsbedarf einwandfrei funktionieren. Auch wegen solcher Aspekte favorisierte Lars Nim Jensen Beckhoff als Automatisierungspartner.
Mit der Realisierung der 2CV-Installation wurde das Unternehmen All Stage Production ApS beauftragt, das über umfangreiche Erfahrungen in der Entertainmentbranche verfügt. „Industrielle Automatisierung hält zunehmend Einzug in Theatern, Musikveranstaltungen und Museen, da die Antriebstechnik viel präziser und langlebiger ist als herkömmliche Motorsteuerungen", sagt Lars Nim Jensen, Projektleiter bei All Stage Production. Wenn ununterbrochen schwere Autoteile zu heben und präzise zu bewegen sind, ist Zuverlässigkeit entscheidend. Denn die Lösung muss über Jahre hinweg bei minimalem Wartungsbedarf einwandfrei funktionieren. Auch wegen solcher Aspekte favorisierte Lars Nim Jensen Beckhoff als Automatisierungspartner.
OCT und dezentrale Antriebstechnik
Gemeinsam mit dem Beckhoff Solution Provider Holtec A/S hat All Stage Production eine Komplettlösung entwickelt, die auf TwinCAT 3 und Antriebstechnik von Beckhoff basiert. „Wir haben uns für diese Antriebstechnik entschieden, weil sie zuverlässig, kompakt und im Fall der Servomotoren AM8000 aufgrund der One Cable Technology (OCT) nur eine einzige Anschlussleitung benötigt. Bei dieser Installation, bei der Motoren, Kabel und Aufhängungen sichtbar sind, ist das nicht nur effizient, sondern auch ästhetisch“, betont Lars Nim Jensen. Ein weiterer Pluspunkt, der in der Entertainment-Industrie wichtig ist: Die Beckhoff-Motoren sind leise.
Insgesamt neun Servomotoren bringen die Karosserieteile zum Fliegen, darunter zwei Servomotoren AM8000, die von einem zweikanaligen Servoverstärker AX52xx angesteuert werden. Hinzu kommen sieben dezentrale Servoantriebe AMI8100 mit integriertem Servoverstärker, TwinSAFE-Erweiterung und spielfreier Permanentmagnet-Haltebremse. Hier zeigt sich ein weiterer Vorteil des Beckhoff Produktspektrums: Für die unterschiedlichen Teile lassen sich leistungsstärkere Antriebe beliebig mit der kompakten Antriebstechnik (Nennspannung bis 48 V DC) kombinieren und synchronisieren. Positiver Nebeneffekt dieser Konfiguration: Mit den integrierten Servoantrieben AMI8000 entsteht weniger Wärme im Schaltschrank. „So konnten wir auf eine ressourcenintensive Wasserkühlung des Schaltschranks verzichten und kommen mit einer klassischen Lüfterkühlung aus", sagt Lars Nim Jensen.
Effizienz bei Konstruktion, Projektierung und Engineering
Im Frühjahr 2023 erteilte Kvorning Design den Auftrag an All Stage Production. Nach lediglich sieben Wochen Entwicklung, Produktion und Installation war das Projekt abgeschlossen. „Unsere Idee wurde problemlos umgesetzt und wir sind mit der Automatisierungslösung, die All Stage Production installiert hat, sehr zufrieden", betont Lennart Skjødt. Holtec erstellte die Software mit TwinCAT 3. Sämtliche Abläufe erfolgen vollautomatisch und werden per Taster und I/Os über ein zentrales Bedienpanel gesteuert. Über ein VPN-Gateway kann sich All Stage Production bei Bedarf einloggen und von der Zentrale in Varde aus Anpassungen vornehmen. Für künftige Erweiterungen ist bereits eine DMX-Masterklemme integriert, mit der sich beispielsweise Audio-, Video- und verschiedenste Lichtszenarien einbinden und mit den Bewegungsabläufen synchronisieren lassen.
All Stage Production arbeitet seit zehn Jahren mit Beckhoff zusammen und nutzt in 80 % der Projekte dessen Lösungen, vor allem wenn Rotation oder Heben erforderlich sind. „Wir wissen, was wir bekommen, wenn wir Beckhoff einsetzen. Das Besondere an der Entertainmentbranche ist, dass wir für jeden Auftrag immer nur einen Prototyp bauen, der sofort funktionieren muss. Deshalb streben wir immer nach optimaler Präzision und Zuverlässigkeit", fasst Lars Nim Jensen zusammen.