Beckhoff, PC 기반 제어로 극장 무대 기술 자동화

안전하고 정밀한 무대 장치 리프팅 및 이동

[인더스트리뉴스 최종윤 기자] 헝가리의 Gépbér-Színpad는 20년 이상 극장 및 무대 기술을 위한 솔루션을 개발하고 구현해 왔으며, 최근에는 솔노크(Szolnok)의 Szigligeti 극장 개조 작업을 수행했다. Beckhoff의 PC 기반 제어 기술을 활용해 무대 바닥과 상부 기계 제어 및 모니터링 시스템을 구축했다.

모든 무대 장치 요소는 이전에 구성된 모션 프로파일과 시나리오에 따라 TwinCAT NC PTP를 통해 정의된 위치에 동기식으로 이동한다. [사진=CNC미디어]

Szigligeti 극장은 헝가리에서 가장 유명한 극장 중 하나다. 1912년에 개장해 지금까지 운영되고 있는 이 극장은 2021년에 전면적인 개조를 거쳤다.

Gépbér-Színpad는 이 프로젝트의 모든 무대 기술 기획과 설계하는 작업을 맡았다. Attila Major 프로젝트 매니저는 “극장 기술 설계는 여러 가지 측면에서 어려웠다”면서, “우선적으로 디자이너와 엔지니어가 역사적인 건물 구조에 적응해야 했다”고 말했다.

이어 그는 “무대 장치를 움직이는 작업의 경우 사람들이 구조물에 가까이 접근하기 때문에 매우 엄격한 안전 요건을 충족해야 한다”며, “전체 자동화 기술은 EN 17206:2020 및 EN 62061에 따라 무대 기술에 필요한 사양을 충족하도록 설계했다”고 밝혔다.

Attila Major에 따르면 현재 헝가리에는 이 정도 수준의 안전 기술을 갖춘 극장이 없다. Beckhoff Hungary의 János Bódvai 서포트 엔지니어는 “PC 기반 제어를 통해 무대 기술의 광범위한 자동화에 기여할 수 있어서 기뻤다”고 말했다.

이 프로젝트에는 △최대 1m/s의 속도로 최대 250kg의 무대 장치를 이동하는 장비 18대 △4열에 분산돼 있는 44개의 포인트 호이스트 △오케스트라 피트용 5개 부분 이동 시스템 △직경 9.5m의 회전 무대와 가변적으로 통합된 공연자 하강 플랫폼 △무대 장치와 소품을 무대 높이까지 들어 올리는 호이스트가 필요했다.

총 64개의 드라이브 중 4개의 드라이브를 제어 및 모니터링하기 위한 구성 요소가 포함된 컨트롤 캐비닛 섹션 [사진=CNC미디어]

유연한 제어 및 커뮤니케이션

포인트 호이스트와 무대 장치를 움직이는 데 사용되는 무대 기술을 엔지니어링하고 프로그래밍하기 위해 Beckhoff는 체코 기업인 Drivecontrol, s.r.o.와 TwinCAT 소프트웨어 기반의 iTEMS(지능형 기술 모션 시스템) 제어 시스템을 추천했다.

안전 지향 제어 어플리케이션은 64개의 EL1904 디지털 입력 터미널, 64개의 EL2904 디지털 출력 터미널, 1개의 EL69xx TwinSAFE Logic 등 하드웨어 측면의 EtherCAT TwinSAFE 터미널을 통해 구현됐다.

드라이브 축 위치 제어를 위해 Gépbér-Színpad가 사용하는 SIL 3 인증 로터리 엔코더의 신호는 총 64개의 EL5001 EtherCAT 엔코더 인터페이스(SSI)를 통해 읽어 들인다. 표준 제어 범위에는 추가로 128개의 EL1008 디지털 입력 EtherCAT 터미널과 64개의 디지털 출력 EtherCAT 터미널(각 8채널)이 있다.

통신 아키텍처를 설정할 때 프로젝트 매니저인 Attila Lukács와 Gergely Major는 EtherCAT 토폴로지가 제공하는 자유로움을 활용할 수 있었다. CU2508 실시간 이더넷 포트 멀티플라이어 2개, CU1128 8포트 EtherCAT Junction 1개, ID 스위치가 있는 EK1101 EtherCAT 커플러 16개, 총 64개의 EK1122 2포트 EtherCAT Junction을 사용해 근본적으로 독립적인 8개의 EtherCAT 브랜치를 갖춘 가변적인 토폴로지를 만들 수 있었다.

헝가리 솔노크(Szolnok)에 위치한 Szigligeti 극장의 광범위한 무대 기술은 Beckhoff의 구성요소를 사용해 자동화 및 모니터링된다. [사진=CNC미디어]

장기적인 가용성을 갖춘 안정적인 제어 구성 요소

Attila 프로젝트 매니저는 “제어 기술은 어떤 공연도 중단시키지 않아야 한다”고 강조했다. 이에 그는 극장 기술자가 즉시 전환할 수 있도록 중앙 컨트롤 캐비닛에 두 번째 C6920 초소형 산업용 PC를 백업용으로 설치했다.

극장의 기술 인프라는 하루 24시간, 일주일 내내 완벽하게 작동해야 하므로 사용되는 모든 구성 요소의 신뢰성이 중요한 선택 기준이었다. 제어 구성 요소의 장기적인 가용성도 한 요인으로 작용했다. 당연하지만 무대 기술은 향후 25년 동안 유지보수 및 현대화가 필요하기 때문이다.

Attila 프로젝트 매니저는 PC 기반 제어의 또 다른 장점으로 △무대 기술을 AV 및 미디어 기술, 건물 관리 시스템과 쉽게 통합할 수 있다는 점과 △원격 유지보수가 가능하다는 점을 꼽았다. Gépbér-Színpad의 기술자는 오작동 발생 시 극장 운영자에게 즉각적인 지원을 제공할 수 있다. Attila 프로젝트 매니저는 “무대 기술은 1년 넘게 순조롭게 작동하고 있으며, 관련된 모든 사람이 만족하고 있다”고 말했다.

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