PC-based控制技術升級歐洲南方天文台的甚大望遠鏡與其他精密儀器
2020 年，天文學家使用歐洲南方天文台（ESO）的甚大望遠鏡（VLT），首次觀測到一顆恒星正在圍繞著一個超大質量的黑洞軌道移動。這個發現首次揭示這個天體現象完美吻合愛因斯坦的廣義相對論預言。此期待已久的結果是透過高精度的測量實現的，其中倍福PC-based控制技術發揮關鍵作用。
歐洲南方天文台（ESO）總部位於德國慕尼克北部的加興，是天文學最重要的政府間組織，也是世界上最高產的天文台。ESO 展開一項雄心勃勃的計畫，著眼於設計、建造和運營強大的地面天文觀測設施。該組織在智利有三個獨特的世界級觀測點：智利拉西拉（La Silla）、帕拉諾（Paranal）和查南托（Chajnantor）。在帕拉諾，ESO 目前運營著甚大望遠鏡（VLT）及其 VLT 干涉儀，以及兩台巡天望遠鏡，即 Vista 和 VLT 巡天望遠鏡。另外，ESO 在距離帕拉諾不遠的 Cerro Armazones 建造一台直徑達 39 米的極大望遠鏡（ELT），完成之後，這將成為世界上最大的望遠鏡，計畫於 2025 年投入使用。
銀河系中心黑洞
愛因斯坦在廣義相對論中曾經預測過，一個星體圍繞另一個星體的運行軌道並不是牛頓萬有引力定律中所描述的封閉曲線，而是在平面中不斷自旋運動。2020 年，科學家們在圍繞著銀河系中心緻密射電源人馬座 A* 轉動的恒星的運行軌道中發現這個「恒星跳舞」效應。此天文觀測進一步驗證了人馬座 A* 是一個超大質量黑洞，其質量是太陽的 400 萬倍。這種被稱作「史瓦西進動」的效應，以前從未在圍繞超大質量黑洞運轉的恒星上被觀測到。
這一結果是這顆恒星 27 年觀測的高峰，在絕大部分時間裡，使用的是位於智利阿塔卡馬沙漠的歐洲南方天文台 VLT 的一組儀器。標記恒星位置和速度的數據點的數量是這項新研究的徹底性和精確性的證據：使用「Gravity 干涉儀」等儀器進行共330 多次測量。由於這顆恒星繞超大質量黑洞運轉一週需要數年時間，因此，為了捕獲到其運轉軌道的複雜精微之處，必須對這顆恒星進行持續 30 年之久的連續觀測。
升級儀器以及新儀器中都採用PC-based控制技術
VLT 持續運行的時間非常長，大部分使用的還是比較老舊的控制設備，但在最近進行的一些儀器升級改造中採用倍福PC-based控制技術。例如改造 UT Coudé Train，透過它可以將各個望遠鏡收集到的恒星光線傳輸給前端裝置、光譜儀和探測器。ESO 控制軟體團隊負責人 Mario Kiekebusch 解釋道：「倍福技術現在被用在天文台的許多系統內，主要用於第二代和第三代天文儀器。第一台完全採用倍福控制系統的儀器是岩石系外行星和穩定光譜觀測階梯光柵光譜儀（Espresso）。Espresso 能夠透過系外行星母恒星發光的微小變化，以前所未有的精度「捕捉」系外行星。它首次將4 台甚大望遠鏡的光線組合起來，獲得口徑 16 米望遠鏡的集光能力。」
Mario Kiekebusch 介紹，Gravity 干涉儀是另一台採用倍福控制系統的非常重要的儀器。這台儀器幫助科學家們證實銀河系中確實存在黑洞，它可以用於將來自所有四台 8 米甚大望遠鏡的光聚合，形成一台口徑達 130 米的望遠鏡的角分辨本領的超級光學望遠鏡。每台儀器平均使用四台控制器，主要為 CX20xx 系列嵌入式控制器。控制軟體使用 TwinCAT 3，與 Runtime 元件 TwinCAT 3 PLC/NC PTP 10（Tc1250）和 TwinCAT 3 C++（TC1300），以及 TwinCAT 3 OPC UA 功能組件（TF6100）。
每台用作 PLC 的嵌入式控制器後面平均連接約 10 個 EtherCAT 端子模組。 Mario Kiekebusch 介紹，其中最常用的是 ES2xxx 和 ES3xxx 數位量和類比量輸入和輸出端子模組以及 EL6002 串口端子模組等通訊介面。此外，所使用的步進馬達和直流馬達運動控制器包括 EL7041 步進馬達端子模組，與 EL5152 外部編碼器端子模組配套使用，和 EL7342 直流馬達端子模組，與 EL5101 增量編碼器介面端子模組配套使用。未來，ESO 計畫將在 ELT 中佈署約 560 個具有擴展診斷功能的 EL2044 四通道數位輸出端子模組。