Algemeen

529 assen bewegen virtuele oceaan

EtherCAT bestuurt 529 assen
EtherCAT synchroniseert 529 assen in het geautomatiseerde kinetische kunstwerk (foto: Beckhoff).

De Noorse oliemaatschappij Lundin Norway wilde iets unieks om de tiende verjaardag van het bedrijf te markeren. Tijdens ONS Energy Convention (’s werelds grootste offshore-energiebeurs in augustus 2014 in Stavanger) presenteerde het bedrijf een kinetische kunstinstallatie. 529 assen in de vormen van plexiglas buizen bewogen continu zodanig dat ze oceaangolven simuleren. Het kunstwerk is inmiddels overgebracht naar het hoofdkantoor van Lundin in Oslo.

Het artistiek concept van Breaking the Surface is afkomstig van de Scandinavian Design Group (SDG). De groep liet zich inspireren door seismische opnamen van de zeebodem die geofysici maken bij het zoeken naar olievelden. Deze opnamen bieden een kleurenschaal tussen lichtgeel en diep oranje, afhankelijk van de dichtheid van het olieveld.

Dit is vertaald naar helder oranje plexiglas buizen die zorgen voor een bewegend landschap dat uiteen wijkt als een persoon bij de installatie komt. De buizen worden naar een veilige positie gebracht, waardoor de kijker er als het ware induikt. Met de interactie zinspelen de kunstenaars tevens op de exploratie van olievelden op de zeebodem.

Het project werd mede mogelijk met de hulp van Adiba (mechanisch ontwerp en besturing), Intek (mechanica en constructie) en ctrl+n (architectuur en planning).

529 assen aansturen

De aansturing van het geheel is grotendeels gebaseerd op technologie van Beckhoff. De 529 verticaal bewegende buizen worden aangedreven door in totaal 529 servomotoren. De besturingselektronica bestaat uit een EK1100 EtherCAT koppeling en een groot aantal I/O-punten. In totaal moeten 10.200 aansluitpunten worden verwerkt, wat zowel mechanisch als besturingstechnisch een uitdaging was.

Het besturingssysteem omvat drie lagen:

  • sensor- en actuatorniveau, bestaande uit EtherCAT-klemmen en specifieke veiligheidssensoren
  • besturingsniveau op basis van vier C5102 IPC’s
  • overkoepelende applicatieniveau

Om de interactie tussen mens en de kinetische sculptuur te realiseren, werden twee overlappende sensorgegevens niveaus geïnstalleerd: een capacitieve sensorvloer van 40 m² onder het parket en vier K4W sensoren (dieptecamera’s) in elke hoek van de kamer. De overkoepelende applicatie is geschreven in openFrameworks.

Besturing

Op basis van de data van de sensorvloer en bewegingssensoren ontstaat een real time model van de omgeving, waarbij een bewegingsdiagram de golvende bewegingen simuleert. De ingestelde waarden van het bewegingsdiagram worden ingevoerd in de TwinCAT NC PTP automation software via de ADS-interface.

De applicatie communiceert met de vier IPC’s, die via TwinCAT ADS de 529 assen aansturen. Via EtherCAT en de servo terminals berekent de positioneringsoftware de positie voor elke individuele buis in een cyclustijd van 1 ms.

Als de sensoren een beweging signaleren (lees: een persoon nadert) worden de asposities van de golven overschreven. De positie van de buizen in de directe nabijheid wordt ingesteld op een beschermende koepel rond de persoon bewegen in de ruimte vormen. Een capitative sensor in de aandrijving zorgt voor dubbele controle en beheersing van de bewegingen.

Veiligheid

Eén van de IPC’s verzorgt datacommunicatie en synchronisatie niveau tussen de openFrameworks applicatie en de drie andere (ondergeschikte) PLC’s die elk verantwoordelijk zijn voor de aansturing van een derde van de 529 assen.

Tijdens de engineering en installatie is veel aandacht besteed aan de veiligheid van zowel de mechanische constructie als het elektrisch systeem en sensoren. De installatie is immers ontworpen voor interactie en mag geen gevaar vormen voor mensen. Om deze reden is ook gekozen voor plexiglas buizen: licht en met afgeronde buisopeningen.

Onderstaande video geeft een impressie van het kunstwerk.

 

x
Mis niet langer het laatste nieuws

Schrijf u nu in voor onze nieuwsbrief.

Inschrijven