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毕孚自动化设备贸易(上海)有限公司

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适用于所有视听设备、IP 网络和云服务的通用平台

除了 Ethernet TCP/IP、串行通讯协议和 OPC UA 之外,倍福控制平台支持多媒体技术领域中的众多相关协议,其中包括 OCA(AES 70 协议)、PJLink、SMPTE Timecode、Crestron、B & O、Art-Net™ 和 Streaming ACN(sACN)。独立于供应商的各种多媒体技术设备的控制使得音频和视频系统、显示设备、多媒体服务器和流媒体服务能够无缝运行在同一个网络和同一个平台上。为用户带来的好处也是显而易见的:他们在选择多媒体技术设备时不会受到限制,而且无需考虑制造商特定的协议。在这里,倍福平台用作一个“多语言网关”,确保设备之间通讯通畅以及高可用性。

由于倍福软件和硬件组件具有可扩展性和模块化性,用户可以根据当前的具体控制任务在性能和成本方面的需求以及可用安装空间精确定制自己的控制系统。例如,CX2000 嵌入式控制器是一款基于 Intel® 多核处理器的功能非常强大且模块化的控制器,有助于将音频、PoE、DisplayPort 和 DVI 整合在同一个平台上。

倍福针对视听多媒体控制的技术亮点

倍福基于 PC 的控制技术代表着创新、独立于行业的自动化解决方案,它以 PC 控制技术为后盾,在全球范围内成功地应用于各个应用和行业
倍福基于 PC 的控制技术代表着创新、独立于行业的自动化解决方案,它以 PC 控制技术为后盾,在全球范围内成功地应用于各个应用和行业
由于系统集成了用于可移动装置、照明技术、视听多媒体技术以及楼宇自动化等所有自动化系统,基于 PC 的控制平台适用于娱乐设备行业的所有应用领域。
由于系统集成了用于可移动装置、照明技术、视听多媒体技术以及楼宇自动化等所有自动化系统,基于 PC 的控制平台适用于娱乐设备行业的所有应用领域。

基于 PC 的控制技术原理

自 1980 年以来,倍福基于 PC 的控制技术已经在全球各个行业领域得到广泛应用,比如设备控制器、风力发电机组控制系统以及娱乐设备控制。40 年前 PC 控制技术还并非主流,却很快发展成为自动化行业标准。倍福始终坚持基于 PC 的控制理念,不断开发出具有创新意义的产品,诸如模块化总线端子系统、EtherCAT 高速现场总线或嵌入式控制器等产品都是自动化技术领域中的里程碑。倍福控制解决方案具有模块化、可扩展性以及对其它系统开放的特点,因此具有很强的通用性。

倍福基于 PC 的控制技术是一种采用模块化设计的控制解决方案,所有组件都可扩展,并能够在软件中映射所有自动化功能。除了顺序控制任务、运动控制和可视化系统之外,安全技术、测量技术、状态监测以及机器人技术全部都可以集成到控制平台中。基于 PC 的控制技术基本原理其实非常简单:以一台性能强大的工业 PC 为基础,搭配用于连接传感器和执行器等外围设备的高性能现场总线以及用于实现运动控制和逻辑控制且具有实时能力的 TwinCAT 自动化软件。倍福始终坚持将 IT 领域的主流技术与自动化技术原理相融合,一方面可以不断提升系统性能和功能,另一方面还可显著降低系统成本。此外,还可以使用各种驱动产品系列对控制平台进行完善和补充。

基于 PC 的控制技术可为系统集成商提供各种组件套件,用于实现娱乐设备行业中各种系统的自动化,如可移动装置、照明技术、视听多媒体技术以及楼宇自动化。移动和固定的舞台和演出控制装置、独特应用以及娱乐设备等应用领域中许多全球备受瞩目的参考案例很好地证明了:基于 PC 的控制技术非常适合用于实施技术要求严格的舞台表演和多媒体演艺。

基于 PC 的控制技术可为您带来巨大优势:

  • 倍福控制技术的高性能可以实现过程和应用的高精度控制:
    • 采用新一代高算力处理器的工业 PC
    • TwinCAT 开发和实时控制软件
    • EtherCAT 高速现场总线
  • 一致性:一台控制器即可控制所有娱乐系统的应用
  • 开放性:简单使用第三方软件(音频播放器,C#,C++,图形工具等等)
  • 使用标准组件、编程标准和网络
  • 模块化:可以随时扩展和修改控制器功能
  • 可扩展:可提供满足所有性能等级需求和各种外观设计的控制组件
  • 互联互通:从设备相互之间的横向通讯到云端连接
  • 高可用性:采用先进的诊断和预测性维护功能
  • 倍福是一家熟知各行业完整控制技术的供应商

倍福可以提供大量基于 EtherCAT 的 I/O 和驱动模块。
倍福可以提供大量基于 EtherCAT 的 I/O 和驱动模块。

EtherCAT 助力实现高速通讯

EtherCAT 由倍福公司于 2003 年推出,并作为自动化技术的开放式标准。EtherCAT 可以实现远低于 1 ms 的周期时间,具有同步性能出色、拓扑选择灵活、诊断功能全面及配置简单等特点,非常适合用于娱乐设备行业。EtherCAT 技术协会(ETG)是全球最大的现场总线组织,截止到目前,全球已有 6000 多家企业加入 ETG,其中有二十多家在全球娱乐行业领域知名的企业。

倍福可以提供大量基于 EtherCAT 的 I/O 和驱动模块。由于 EtherCAT 在全球范围内都得到支持,因此市场上有大量支持 EtherCAT 技术的传感器和执行器,保证了较高的投资安全性。EtherCAT 的高性能也可以助力娱乐技术领域的创意人员和工程师实现独特应用。例如,像 “雨之舞” 这样需要精确同步 1216 根轴的应用,只能通过 EtherCAT 技术实现。EtherCAT 几乎可以同步实现演出、剧院或游乐园中的任何应用,而使用 “黑盒子” 的硬件方式是不可能实现这一点的。需要 512 byte 过程数据的 DMX 端子模块也是基于 EtherCAT 开发而成;就目前而言,其它任何现场总线系统都无法做到。

EtherCAT 的主要优势:

  • 高速度
  • 简单的诊断功能
  • 最多可控制 65,535 台设备
  • EtherCAT 可实现每个从站最高 64 kbit 的传输速率
  • 完全同步

XFC 极速控制技术的开发也是倍福控制器能够支持 SMPTE Timecode 标准的基础。
XFC 极速控制技术的开发也是倍福控制器能够支持 SMPTE Timecode 标准的基础。

针对娱乐设备行业的高性能技术支持 SMPTE Timecode

XFC 极速控制技术基于高效的控制和通讯架构,可以助力实现前沿的高速自动化。它由先进的工业 PC、具有可扩展实时特性的超高速 I/O 端子模块、EtherCAT 高速工业以太网系统和 TwinCAT 自动化软件组成。采用 XFC 技术后,可以实现 I/O 响应时间 < 100 μs。由于具有高速采集频率,倍福在娱乐设备行业的很多客户都使用了 XFC 技术。

这种高速控制技术的开发也是倍福控制器能够支持 SMPTE Timecode 标准的基础。SMPTE Timecode 是由 SMPTE(美国电影与电视工程师协会)制定的一项用于使用媒体源数据传输绝对时间数据的标准。SMPTE Timecode 主要用于同步多媒体制作中的各类轴(声音/噪音、语言、特效、文本等)。

倍福可为用户提供广泛的 EtherCAT I/O 端子模块产品系列,支持约 100 种信号类型。
倍福可为用户提供广泛的 EtherCAT I/O 端子模块产品系列,支持约 100 种信号类型。

EtherCAT I/O 端子模块可以实现娱乐设备行业所有功能的自动化

倍福于 1995 年推出总线端子模块,随后总线端子模块成为自动化技术中最为重要的技术标准之一。随后,在 2003 年,倍福又开发出了 EtherCAT 高速通讯系统。倍福推出的这款开放式系统仅仅几年时间就成为全球自动化标准。倍福可为用户提供广泛的 EtherCAT I/O 端子模块产品系列,支持约 100 种信号类型,在性能和种类方面都非常适合用于舞台和演出技术中各项功能的自动化。总线端子模块能够将各种简单的楼宇总线系统集成到控制系统中。

与总线端子模块不同的是,现场总线信号是在总线耦合器内部实现转换,然后传递给内置的、独立于现场总线的端子模块,而直达各个 EtherCAT 端子模块的 EtherCAT 协议则完全保持不变。EtherCAT I/O 可以将 DMX 集成到控制器中。EtherCAT 端子模块适用于几乎所有娱乐应用。

致力于打造无控制柜自动化方案的可插拔式系统解决方案:MX-System
致力于打造无控制柜自动化方案的可插拔式系统解决方案:MX-System

MX-System 助力实现无控制柜自动化解决方案

MX-System 在设备和系统工程领域首次实现了无控制柜自动化解决方案。由模块化组件构成的底板和功能模块打造出完整的系统,它拥有控制柜具备的所有功能:供电、熔断器保护和配电、辅助电压的生成和监测、带输入输出的控制系统、电机和执行机构的控制以及现场设备连接层。MX-System 通过可自由选择的工业 PC、耦合器、I/O、运动控制、继电器和系统模块集成所有设备功能,这些模块可以根据具体应用进行配置和组合。

模块整体遵循设计一致性原则,符合各项国际标准,极大地减少了规划、装配、设备安装及维护工作。由于 MX-System 实现同样的需求所需的组件比传统控制柜的制造要少得多,因此在结构上比之前的解决方案更加紧凑, 不仅能够减少系统占地面积,同时还能提升系统利用率和灵活性。在控制系统生命周期的每个阶段,MX-System 相对传统控制柜都具有显著优势。

MX-System 可为娱乐设备行业带来的主要优势包括:

  • 节省安装空间
  • 控制多根轴
  • EtherCAT 用作高速、高精度现场总线系统
  • 现有软件或 TwinCAT 代码可重用

倍福针对视听多媒体控制的产品亮点

AES70 OCA:针对专业音频设备的控制协议

AES70 标准由总部位于纽约的音频工程协会发布,它定义了一个可扩展的专业音频设备控制协议,并描述了对这些设备的监视和控制,但不包括媒体数据的传输。

TwinCAT 3 AES70(OCA)Communication PLC 软件库(TF8810)的功能块可用于在 TwinCAT PLC 与支持 AES70(OCA)标准的(音频)设备之间进行数据交换。用户可以查询或设置设备(OCA 设备)中不同对象的属性。FB_OcaGain、FB_OcaMute 和 FB_OcaSwitch 等功能块都可用于实现此目的。用户可将支持 OCA 标准的音频系统集成到倍福基于 PC 的控制平台中,并可从各种控制面板和 I/O 产品中进行选择。

TCP/IP 服务器

TwinCAT TCP/IP TF6310 用于在 TwinCAT PLC 内实施一个或多个 TCP/IP 服务器和/或 TCP/IP 客户端。相应的功能块用于建立/断开通讯连接以及实现纯粹的数据交换(发送和接收)。在这里,功能块还支持使用多播地址。

通过 PJLInk 协议可以使用网络接口配置视频投影机

PJLink 协议不局限于某一家投影机厂商或某一个特定的投影机型号。因此,PJLink 可以集中控制不同厂商的投影机。它包含了对控制和监控很重要的基本命令和状态查询。

QRC 协议用于音视频设备的系统集成

QSC 是美国一家专业研发音视频系统解决方案的供应商, 其基于软件的音频处理平台叫做 Q-SYS。Q-SYS 让第三方系统能够使用不同的通讯协议编写自己的代码来控制和/或监视系统的各个方面。

Q-SYS 软件支持以下类型的外部控制器:

  • 命名控制 — 已存储在命名控制区域的控制器。控制器的名字必须不同。[这是 Q-SYS 控制层的一部分]。
  • 组件控制 — 通过修改组件的名称,使其具有唯一性,从而控制组件中的所有控制器。[这是 Q-SYS 组件层的一部分]。
  • 混频器控制 — 借助混频器方案对混频器进行专业控制。[这是 Q-SYS 组件层的一部分]。
  • 基本上,QSC 提供了两种不同的协议来访问上述 Q-SYS 的三个外部控制器。这些协议被称为 “Q-SYS 外部控制协议” 和 “Q-SYS 远程控制协议”(以下简称 QRC)。
  • Q-SYS 外部控制协议基于 ASCII,使用 TCP/IP 接口,端口为 1702。它要求对每个要进行外部控制的控制器使用命名控制。也就是说,它只支持 Q-SYS 控制层的功能。
  • QRC 是 QSC 最新、最先进的协议,允许外部控制系统(如 TwinCAT)控制 Q-SYS 的各种功能。QRC 协议基于 JSON-RPC 2.0 版本,使用 TCP/IP 接口,端口为 1710。QRC 支持使用上述所有三种控制器: 命名控制、组件控制和混频器控制。在此基础上,它允许外部访问控制层和组件层。

音频控制(OSC)协议用于实时处理声音

MIDI 应用可以通过 TCP/IP 使用音频控制(OSC)协议与以太网通讯。将 MIDI 集成到倍福控制器中的基础是能够实现一个或多个 TCP/IP 服务器或客户端的 TF6310 TwinCAT TCP/IP 服务器模块。

sACN 用于网络传输 DMX 数据

DMX 是适用于控制舞台设备和楼宇服务应用中使用的照明元件的标准协议。倍福的 EL6851 DMX 主站端子模块和 EL6851-0010 DMX 从站端子模块可以实现此功能。

美国娱乐服务和技术协会(ESTA)开发了控制网络流架构(sACN),以利用以太网来实现 DMX。它通过 UDP/IP 传输 DMX 域数据。DMX 数据作为一个完整的报文嵌入到 sACN 帧中,从而能够通过 UDP/IP 进行数据通讯。sACN 由 ANSI 协议 E1.31-2009(简称 sACN-2009)定义,代表 ACN 协议(ANSI 协议 E1.17)的一个子集。

2016 年,ESTA 推出了新版 sACN 标准 E1.31-2016(简称 sACN-2016),新增了“同步帧”和“域发现帧”两种帧类型。同步帧是一个只包含域同步信息的数据包,用于触发同步。网络发现帧数据包含一个源处于活动状态的域数据包列表。该帧可以允许监控其它未分组的域内设备的活动状态。

Art-Net™ 用于传输 DMX

Art-Net™ 是 Artistic License Holdings Ltd 开发的一种协议规范,旨在利用以太网优势传输 DMX 域。DMX 是适用于控制舞台设备和楼宇服务应用中使用的照明元件的标准协议。倍福可为此提供 EL6851 DMX 主站端子模块和 EL6851-0010 DMX 从站端子模块。Art-Net™ 通过 UDP/IP 传输 DMX 域,DMX 数据作为一个完整的域嵌入到 Art-Net™ 帧中,并通过 UDP/IP 使用另一层进行数据通讯。从 Art-Net™ II 起,也可以用“单播”模式和“定向广播”模式发送报文。

PosiStageNet 用于传输位置数据

PosiStageNet(PSN)是 VYV 和 MA Lighting 合作开发的一项位置数据传输协议规范。PSN 主要用于舞台和娱乐技术。数据通过 UDP/IP 传输。PSN 一般用于传输被称为“跟踪器”的对象的位置数据。位置数据的确定方法没有规定,而是由用户自己决定。例如,可以使用位置测量系统(编码器)的位置数据;然后将这些数据发送给照明控制器,以便自动“跟踪”该对象。

SMPTE Timecode 同步视频和音频设备

SMPTE Timecode 是由 SMPTE(美国电影与电视工程师协会)制定的一项用于使用媒体源数据传输绝对时间数据的标准。SMPTE Timecode 主要用于同步多媒体制作中的各类轴(声音/噪音、语言、特效、文本等)。一个帧由 80 bit 组成,由主站向从站广播。EtherCAT 超采样端子模块 EL3702 可以“获取”从主站发送给从站的模拟量信号,并通过 TwinCAT 软件用于同步不同子段和系统。

适合 DIN 导轨安装的 CX20x2 系列嵌入式控制器具有众核计算能力。
适合 DIN 导轨安装的 CX20x2 系列嵌入式控制器具有众核计算能力。

性能强大、可靠且可灵活扩展:嵌入式控制器系列可用于实现娱乐设备行业中的控制任务

CX 系列 DIN 导轨安装式控制器结构紧凑,能够与各种 I/O 模块直接插接在一起,构成一个完整的工业控制系统安装在控制柜内,节省空间。倍福的嵌入式控制器产品种类繁多,用户能够根据具体的预算、性能等级要求和控制任务的复杂性从中选择出一款最适合的嵌入式控制器除了 CPU 之外,CX 系列中的每款控制器所提供的系统接口和电源型号都各不相同,因此它们能够根据娱乐设备行业中的具体任务插接在一起,构成一个模块化控制系统。

CX 系列产品有多种可选的基本 CPU 模块,分别搭载不同的处理器,可以满足各个控制任务的具体需求。因此,可以使用相同的硬件实现不同的应用,例如,一个带 DVI/USB 接口的 PLC 和运动控制系统、或一个带音频接口的多媒体系统。CX 系列中性能最强大的是 CX20x2 系列设备,它们搭载的是 Intel® Xeon®处理器,并配备独立显卡。它们甚至可以用来实现复杂的可视化任务。

利用 DisplayPort 优化显卡功能
利用 DisplayPort 优化显卡功能

利用 DisplayPort 优化显卡功能

DisplayPort 同时传输图像和音频信号,因此适合连接面板或显示器与嵌入式控制器。CX5130、CX5140 和 CX20x0 嵌入式控制器设备配有 DisplayPort 接口,能够连接分辨率高达 2560 x 1600、频率为 60 Hz 的显示器。可以通过 DVI 接口控制第二台监视器。这样就可以在各种多媒体应用中使用。

TwinCAT 是一个集成开发、Runtime 和诊断等所有控制功能于一体的通用软件平台,可以简化复杂过程的自动化。
TwinCAT 是一个集成开发、Runtime 和诊断等所有控制功能于一体的通用软件平台,可以简化复杂过程的自动化。

基于 PC 的开放式控制技术

1986 年,倍福推出第一款基于 PC 的控制器,为自动化领域创立了一个全球标准。在软件方面,TwinCAT(The Windows Control and Automation Technology,基于 Windows 的控制和自动化技术)自动化软件是控制系统的核心部分。TwinCAT 软件系统可将任何一个基于 PC 的系统转换为一个带多 PLC、NC、CNC 和机器人实时操作系统的实时控制系统。TwinCAT 3 是 TwinCAT 2 进一步发展的产物,它的问世重新定义了自动化技术的应用领域。

TwinCAT 3 产品亮点:

  • 仅需一个软件即可实现编程和配置
  • Visual Studio 集成
  • 在编程语言选择上有更大的灵活性
  • 支持面向对象的 IEC 61131-3 扩展
  • 使用 C/C++ 作为实时应用程序的编程语言
  • 可链接至 MATLAB® and Simulink®
  • 开放的接口可以兼容现有工具和扩展新功能
  • 灵活的 Runtime 环境
  • 支持多核和 64 位操作系统
  • 可将 TwinCAT 2 项目迁移到 TwinCAT 3
  • 通过 TwinCAT Automation Interface 自动生成代码并实施项目

TwinCAT 将人机界面直接集成在人们所熟悉的 Visual Studio 环境中。完全无需编程;配置工作可以通过图形编辑器轻松完成。和配置一样简单的是,操作也同样具有很强的适应能力:这一基于 HTML5 和 JavaScript 的网络解决方案具有“自适应”能力,可以运行于多种不同的环境,无论使用的是哪种操作系统、浏览器或设备。
TwinCAT 将人机界面直接集成在人们所熟悉的 Visual Studio 环境中。完全无需编程;配置工作可以通过图形编辑器轻松完成。和配置一样简单的是,操作也同样具有很强的适应能力:这一基于 HTML5 和 JavaScript 的网络解决方案具有“自适应”能力,可以运行于多种不同的环境,无论使用的是哪种操作系统、浏览器或设备。

快速实现个性化 HMI

TwinCAT HMI 可以统一使用得到广泛应用的 HTML5、JavaScript 和 CSS 等 IT 标准。通过将完整的图形编辑器与人们所熟悉的 TwinCAT 3 开发环境中的各种软件包集成在一起,可以毫不费力地创建各种可视化界面。使用上述 IT 标准或高级编程语言可以实现不属于可视化工具包的客户专用功能。所创建的可视化功能独立于平台,并在客户端进行响应。强大的底层架构使得众多应用场景成为可能:从本地面板解决方案延伸到多客户端、多服务器和多运行时配置。

倍福采用诸多 IT 标准取代专用的系统:

  • Visual Studio 用于项目开发
  • HTML5 用于界面设计
  • TLS 用于安全通讯
  • 无论用户使用哪种操作系统、分辨率或显示器,用户界面都可以在任何支持 HTML5 的浏览器上执行

输出端子模块 EL2622-0010 有 2 个继电器,每个继电器有一个单触点。该款继电器端子模块设计用于零电压开关,以保护触点,特别适合用于诸如 LED 灯之类的容性负载。实际测试结果表明,EL2622-0010 在开关 20 万次后,控制 4 A 的电容式灯具仍能完全正常(详见文档资料)。

应用

舞台设备行业

舞台设备行业

基于 PC 的控制技术可为所有固定式舞台机械提供自动化解决方案。

演出行业

演出行业

基于 PC 的控制技术可集成所有移动表演系统。

独特应用

独特应用

基于 PC 的控制技术助力实现独特灯光艺术装置、水上表演装置及动力学装置的自动化。

游乐园

游乐园

从游乐园到电视演播室,基于 PC 的控制技术为娱乐设备提供全方位支持