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FEBBRAIO 2016
FIELDBUS & NETWORKS
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È
probabilmente la più grande scultura cinetica mai costruita ed è situata
nell’aeroporto di Singapore. I passeggeri e i visitatori che entrano nell’a-
eroporto di Changi della città asiatica si fermano estasiati ad ammirare
la ‘Kinetic Rain’, un’interazione armoniosa di più di mille goccioline.
Simbolo delle molte persone che transitano in aeroporto e garanzia che
giorno dopo giorno passeggeri e visitatori possano conservare sorprendenti ricordi
della struttura aeroportuale e del viaggio. Questa installazione cinetica ha preso
vita grazie alla collaborazione di diverse realtà creative e produttive: il ‘concept’
artistico è di Berlin Art+Com, mentre la realizzazione tecnica del progetto comples-
sivo e la programmazione sono state realizzate da Mkt Ag di Olching, nei pressi di
Monaco di Baviera, azienda specializzata in installazioni cinetiche. Per la program-
mazione e realizzazione del sistema di controllo, nonché per la sua implementa-
zione la società tedesca ha potuto contare sul sostegno di Beckhoff Automation.
Uno spettacolo ammirevole
Durante lo spettacolo, che dura circa 15 minuti, le goccioline che formano la
scultura formano diverse immagini con riferimento al tema del volo e vengono
movimentate da ben 1.216 servoassi sincroni grazie a Ethercat, TwinCAT e servoa-
zionamenti compatti in formato Bus Terminal.
Passeggeri e visitatori dell’aeroporto, in arrivo al terminal 1, nel percorrere la strada
verso il check-in, vengono sorpresi da questa ‘pioggia cinetica’. L’installazione si
compone infatti di ben 1.216 brillanti e spumeggianti goccioline di alluminio ra-
mato, su una superficie complessiva di più di 75 m
2
, sospese al soffitto con sottili fili
di acciaio, ognuno mosso da un piccolo servomotore. Gli
esperti di installazioni cinetiche di MKT hanno curato la
realizzazione tecnica dell’installazione, compreso il sof-
tware, superando così con successo la sfida di sincroniz-
zare il movimento dei servomotori grazie all’utilizzo della
tecnologia Beckhoff, all’impiego dei suoi microdrive
Ethercat e agli strumenti offerti dal runtime TwinCAT. Il
movimento sincrono degli assi costituisce uno dei punti
salienti di questo progetto: requisiti elevati dovevano in-
contrare dinamica, precisione e velocità delle sequenze
di movimento. Le goccioline si muovono con una velocità
di 1,5 m/s con un’accelerazione di 1,4 m/s
2
. Il movimento
doveva essere dinamico ma allo stesso tempo scorrere
nel modo più fluido possibile, assolutamente privo di im-
provvise accelerazioni.
Ethercat e il controllo PC-based
Per passare allo specifico funzionamento del sistema, un
IPC C6525, responsabile del controllo, comunica tramite
TwinCAT ADS con uno speciale computer di MKT, GUI,
e allo stesso tempo, controlla i 1.216 assi tramite il sof-
tware di automazione TwinCAT NC PTP. Vengono così
assicurate la sincronia e la percezione di un movimento
fluente da parte dell’occhio umano, come se si fosse da-
vanti a un film 3D. La comunicazione avviene in realtime
tramite Ethercat fino ai drive. Grazie al design molto com-
patto, il PC industriale C6525 è ideale per installazione in
ambienti particolarmente ridotti; inoltre, non contenendo
alcun componente rotante, ma con supporto di archi-
viazione SSD e la tecnologia di raffreddamento passivo
(fanless), risulta essere alquanto robusto e silenzioso.
La comunicazione avviene in tempo reale su bus Ether-
cat, per cui l’IPC non serve soltanto per la visualizzazione,
ma genera anche i punti di posizionamento per ogni goccia a intervalli di tempo
di 200 ms, ovvero ben cinque figure al secondo. Il movimento dei singoli assi è
estremamente preciso e si trova nel range di 1 mm per una lunghezza complessiva
di 7,6 m. L’offset massimo tra due goccioline è 0,25 mm. Ogni goccia è controllata
tramite un terminale Ethercat EL7201 e un servomotore AM3121. I servotermi-
nali della serie EL7201 per il sistema I/O Ethercat permettono di includere nella
morsettiera HD standard un servoamplificatore completo per motori fino a 200 W.
L’integrazione nel sistema I/O Ethercat ha semplificato notevolmente il cablag-
gio e la messa in funzione, riducendo al contempo i relativi costi e gli ingombri.
In combinazione con il servoterminale EL7201, i servomotori sincroni della serie
AM3100 costituiscono una soluzione estremamente compatta e altamente di-
namica, aprendo la strada a molteplici applicazioni, dove sono necessari design
compatto e posizionamento ad alta precisione. Importante per MKT, nella scelta di
Beckhoff come partner, è stato poi il posizionamento globale della società, oltre alla
vasta gamma di prodotti scalabili e personalizzabili a disposizione. Infatti Beckhoff
è stata in grado non solo di ‘accompagnare’ e sostenere il progetto con esperti dalla
sua sede centrale a Verl, in Germania, ma anche di assicurare al cliente finale un
servizio di supporto in loco da parte della filiale Beckhoff di Singapore. L’aeroporto
di Changi, fondato nel 2009, ha registrato il passaggio di oltre 46 milioni di persone
e in ambito di modernizzazione ha deciso di investire nella scultura cinetica ‘Kinetic
Rain’ che allude alla pioggia tropicale, rendendo omaggio alla città di Singapore.
Beckhoff Automation -
www.beckhoff.itSINGAPORE, CHANGI AIRPORT: ETHERCAT
SINCRONIZZA IL MOVIMENTO DI 1.216 SERVO ASSI,
COSÌ ‘KINETIC RAIN’ PRENDE VITA, IN UNA PERFETTA
SIMBIOSI TRA ARTE E TECNOLOGIA
1.216 SERVOASSI
MOVIMENTATI
CON ETHERCAT
Dossier
di
Mariagrazia Corradini
Fieldbus & Networks