深入幕后

Bob Gill深入后台,了解了在新加坡新建的环球影城主题公园里,控制 系统技术如何驱动那些激动人心的游戏。

Bob Gill

在新加坡建立和运营家庭主题一站 式度假目的地(IR)的计划宣布招 标之后不到4年的时间里,曾经 沉睡多年的圣淘沙岛大部地区 (121英亩)已经变成了一座耗资44亿美元的标志 性旅游胜地—圣淘沙名胜世界(RWS)。

为了击败其他3个竞争对手赢得合同,马来 西亚云顶集团承诺将这个集酒店、赌场和休闲 娱乐设施为一体的度假胜地建立成东南亚第1 座,也是世界第4座环球影城主题公园。这也是 源于新加坡政府希望将圣淘沙一站式度假目的 地定位成“集世界级娱乐设施和其他服务于一 身的大型家庭度假胜地”,以区别于新加坡本 岛上滨海湾地区以商务旅行为主题的一站式度 假目的地。

“当云顶集团在2006年12月竞标成功圣淘 沙名胜世界项目的时候,我们就向新加坡承诺 将建设一座让新加坡自豪的真正的一站式度假胜 地,”云顶集团主席林国泰先生在今年早些时候项目一期工程开业庆典上宣布。经过了紧张的施 工之后,新加坡环球影城于3月18日正式开业, 东南亚地区的游客可以开始不同知名电影主题的 梦幻之旅,包括侏罗纪公园、怪物史瑞克、马达 加斯加等等,娱乐设施有过山车和其他刺激项 目。在此之前,如果人们想游玩环球影城的话, 必须要去洛杉矶、奥兰多和大阪。

尽在掌握

“环球影城现在投入运营的娱乐设施有21 座,其中只有两座的控制系统不是来自罗克韦 尔自动化,”圣淘沙名胜世界总监工程助理Rob Johnson说道,他在2008年加入RWS项目,负 责主题公园娱乐设施的控制系统。主要的景点 包括像“侏罗纪公园瀑布探险”这类主题过山 车,“游客将坐在圆形橡皮筏中,在侏罗纪公 园的水道中被从高处抛下,同时他们还看到周 围有史前怪兽在到处行走”。还有其他的娱乐 设施,比如“电影制作实景(Lights! Camera! Action!)”,将会演示电影中的一些特效,比如 火球、洪水和龙卷风。

“圣淘沙名胜世界并没有建设这些娱乐设 施,实际上它们都是买来的,”Johnson解释 道:“我们选择自己想要的,它可能修改自另 外一家环球影城或者其他公司的过山车。接下 来,需要大批主要来自欧洲和美国的专业供应 商进行设计和制造。

根据Johnson的介绍,尽管环球影城并没有 强制在其景点中使用罗克韦尔自动化的控制技 术,但是一旦涉及到实际操作,很多领先的过 山车厂商还是青睐罗克韦尔的设备,因为这家 公司具有精进的技术能力,并且在可靠性和持 久性方面都具有很好的口碑。

为了解释典型的控制需求,他给出了“夺 宝奇兵”的例子,这是一座位于古埃及地区的 儿童过山车。“轨道分成31个区,在每个区的入口和出口处都装有接近传感器(可能是冗余的)。在没有完成 的和已经证实完成的信号之前,过山车不能进入下一个区。 这种‘区逻辑’原则是圣淘沙名胜世界里绝大部分过山车控 制的基础。”

对于那些非游览车类景点,比如电影制作实景和水世 界,控制系统通常用于触发一些特效,比如特技人物出现的 间隔时间和出现位置。

设备需求

如果将这些控制任务转化为设备需求的话,那么会覆盖 罗克韦尔自动化产品线上的多款产品,包括:用于控制和安 全的PLC、操作员面板、安全光幕和安全靠垫、变频驱动、 传感器、开关、按钮、像EtherNet/IP和DeviceNet这类总线 网络、以及分布式I/O模块。

根据区域营销总监Chris Marshall所说,“罗克韦尔自动 化的可升级型Logix架构适应新加坡环球影城的情况,那里 拥有复杂程度和尺寸各异的娱乐设施。因此,在这里你可以 看到不同的Logix平台,从GuardLogix(安全PLC)到Control- Logix,再到CompactLogix和MicroLogix。”

每一台娱乐设施都有自己独立的控制系统,包括用于娱 乐设施内每一个单独特效控制的子系统控制器(SSC)、用于监 控与行驶相关的一切活动的车辆控制系统(RCS)以及上层提供 总体决策功能的行驶显示监控器(RSS)。

每一个控制系统都可以通过通用的企业以太网与罗克韦 尔自动化的FactoryTalk AssetCentre相连,这是一款收集、 管理自动化设备数据并对其进行保护的集中式工具,Rob Johnson尤其喜欢它。

“根据我的经验,同类项目中最主要的问题是对软件代 码的控制。而在这里,每一次PLC程序的改变,无论是在测 试还是试车过程中,AssetCentre都会自动更新。它已经很多 次证明了自身的能力——不仅是一个数据仓库,还是一款配 置控制工具,”他说道。

据Johnson所说,Logix一大特征功能——附加指令 (AOI)的价值在圣淘沙名胜世界得到了印证。这款功能是在RSLogix 5000编程工具的v.16版本上首次出现。

这些指令允许开发人员将经常使用的控制逻辑封装为可 重用指令集。在项目当中重用指令集,可以节约开发时间, 提高一致性水平,改善变更管理能力。通过RSLogix 5000的 源保护功能,可以禁止或者限制外界接触AOI,这样就避免 了意料之外的以及未经授权的变更。

支持问题

过山车的供应商分布在世界各地,这就意味着新加坡环球 影城需要与罗克韦尔自动化进行全球合作。在设计、配置和 工厂验收测试(FAT)阶段,由当地进行支持,而安装、试车和 现场验收测试则是由罗克韦尔自动化新加坡团队完成的。

“在客户支持方面,罗克韦尔比其他任何人都做得更 好,”Rob Johnson说:“如果我有一个问题,在我给罗克 韦尔新加坡办公室打电话的1个小时之内,就会有人赶到现 场。而其他的供应商,对类似问题做出回应的时间可能需要 几天的时间。我认为,这才是公司的卓越之处。”

Chris Marshall指出,罗克韦尔在新加坡的分销商HoST对 于项目的成功起了非常重要的作用。“他们是7天24小时在 在线,即便是在春节的时候也是如此。”

HoST也提升了罗克韦尔的技术支持能力,比如在电影制 作实景景区的一处VFD控制门。据Johnson的回忆,“供应 商花了四五天的时间都没有把它弄好。于是,我给罗克韦尔 自动化打了电话,他们把电话转给了HoST,然后这家公司派 来了VFD专家。只花了半个小时,他就发现问题在于VFD的 尺寸不对(太小了),然后我们换了一个正确尺寸的,立刻就好 用了。”

安全第一

当我第一次去新加坡环球影城的时候,正好在两天之前 的6月29日,中国深圳的欢乐谷游乐场发生了严重的事故, 造成了6人死亡、10人受伤。在这次事故中,“太空迷航”模拟太空船12节船厢中的第5节在高速旋转时从主结构中脱 落,然后砸到了附近的三个船厢。所有的4个船厢以及里面的 游客都从高处掉落。

既然一台游览设备不按规定路径运动会造成如此严重的 后果,就不难理解新加坡环球影城为什么会将安全放在所有 工作的首位了。“如果一台游乐设施不能确保绝对安全,我 们不会开通它,”Rob Johnson说道:“供应商需要在将产 品交付运输之前自行检测。然后在现场验收测试当中,我们 会触发所有可能的故障模式,确保控制系统能够做出正确的 反应。”

接下来,需要对设备进行加速周期测试,使用假人模拟一 个月满载的实际运行情况。和安全检测一样,这也需要圣淘沙 名胜世界分析一些运行指标,比如车辆负载和卸载次数。 由于安全上的压力,主题公园中设备的维护就显得异常 重要。每天、每周、每月、每季度都要进行例行检测,检测 范围包括设备上的不同元件。这些维护是由维护管理系统 (MMS)进行计划,该系统与FactoryTalk AssetCentre相连 接,可以获得所有景点的运行信息。

“ 安全、可靠性和可维护性, 是这里最关键的要 素,”Johnson说:“可以说,我们所有的罗克韦尔自动化 设备都没有问题。事实上,像SIL 3等级认证GuardLogix控制 器这类元件可以确保每台设备都按照计划运行。”

尖叫不断

在新加坡环球影城开张和最近几个月的运营过后,Rob Johnson和他的团队依然在公园里非常活跃。一些新的游乐 设施,比如“变形金刚”,正在建设当中,它们将会成为现 有设施的强力补充。

Johnson已经认识到罗克韦尔自动化的制造智能产品 FactoryTalk VantagePoint可能是非常有用的技术补充:“它 可以让我们进行更加深入的挖掘,获取高水平的游乐设施运 行和表现方面的管理信息。”

他也看到了能源管理系统监控和降低用电量的作用。对 于一些大型游乐设施来说,节电量可以达到数百万瓦。 所以,在与罗克韦尔自动化以及圣淘沙名胜世界项目团 队进行了充分的关于后台技术和控制的探讨之后,我当然要 感受一下实际的效果。于是我来到游乐场的古埃及区,登上 了“木乃伊归来”过山车,这绝对是一次“高速心理刺激之 旅,包括很多急转弯和快速翻转。游客还会看到火球攻击和 机器木乃伊战士,而所有这些都是笼罩在一片黑暗当中”。 好吧,如果你想知道这个游戏里面到底有多快多黑,就 在游戏结束的时候看看自己的尖叫照片吧,真是给力!我还 想再玩一次,当然,不能错过的,还有阿诺施瓦辛格的“终 结者”!我一定会回来的。

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