1 前言

在各類主題公園或旅游景點中，讓人身臨其境的體驗式游樂設備成為游客們的追捧，通過真實場景或3D電影等與智能小車或平臺的運動配合，虛實互動，讓游客穿梭在遠古探險、災難逃生等驚險刺激場景或置身于親子娛樂、科普教育等歡樂氛圍，產生真實震撼的感官。

在體驗這些驚險震撼的項目之余，您可曾知道這背后可能就有Lenze的助力支持，是的！除了扣人心弦的故事情節、精彩絕倫的特效畫面，也離不開設備平臺細膩的動作配合與特效的無縫結合，這也是一套完整的自動化系統，甚至是相當先進的自動化系統。其中硬件設備的精確、穩定、可靠是保證游客的體驗效果的基本條件，同時實現不同等級的安全規范也是游樂設施的重中之重。Lenze作為業界最具創新性的企業之一，以驅動和自動化為核心競爭力，為游樂設施提供安全、高效、穩定可靠的自動化系統，針對為不同的應用要求提供靈活多變、量身定制的解決方案。

以下就電氣及控制方面介紹在游樂設施行業幾種典型應用的Lenze解決方案。

2 行走應用

在您體驗游樂項目時，感覺身體在移動，這可能就是行走應用，行走應用為游樂平臺典型的應用，根據平臺不同的要求和負荷情況等有不同的機械傳動形式，如輪式、Ω驅動、摩擦輪、鋼絲繩牽引等。

圖1：雙輪或四輪驅動（單電機或雙電機并聯）

圖2：Omega同步帶驅動

圖3：鋼絲繩牽引

圖4：摩擦輪驅動（有單或雙輪驅動及四輪驅動）

不同的行走傳動方式，根據控制要求的不同都有其量身定制的控制方案，實現位置、速度、轉矩或其組合控制。在多軸同步驅動中，可驅動器一拖多電機伺服控制，多軸同步控制，Lenze智能驅動的控制算法實現無論在彎道、坡道等復雜路況下的各軸負載均衡。

圖5：驅動器一拖二轉矩分配電氣原理示意

圖6：兩臺驅動兩臺電機電氣控制原理示意

在有一定要求的應用場合，除行走電機伺服控制外，還需接入外部位置傳感器的實現全閉環控制，保證控制精度，通常外部位置傳感器為激光測距、條碼讀取或拉繩編碼器等。Lenze方案可按以下兩種方式實現，外部位置傳感器接入控制器和接入驅動器。

接入控制器：Lenze控制器作為伺服位置環，驅動器實現速度環，形成全閉環控制。

接入驅動器：Lenze驅動器可獨立實現全閉環控制，驅動器接口可同時接入多路不同規格編碼器。

圖7：外部編碼器接入控制器和接入驅動器

3 多關節運動應用

串聯關節運動應用是當前游樂設施應用中重要方向，能易模擬出飛行、失重、俯沖等體驗效果，類似工業機器人的應用，但相比工業機器人應用，其設計的安全規范、運動路徑的實時配合及與外圍輔助設施聯動等有較大不同，關節數量也因不同應用由一軸到多軸不等。

圖8：多關節平臺示意圖

Lenze提供多種配置解決方案，根據功率和運動軸數不同，驅動器可靈活選擇單軸驅動模塊或多軸驅動模塊，三相交流供電或直流母線供電，是否帶能量返饋單元等。根據運動精度和響應特性等不同，配置三相普通電機、120HZ高效電機、交流異步伺服電機、交流同步伺服電機等，可搭配Lenze全系列GNG和G500減速機產品。

圖9：多種供電配置示意圖

針對項目不同的功能需求，可選擇基于控制器或基于驅動的控制方式或混合搭配控制。在獨立的功能區域，基于驅動控制方式可獨立完成模塊功能，不受上位機影響，在故障或緊急情況下保障設備運行到安全狀態；基于控制器控制方式，可統籌全面集中控制，便于多軸協調運動等。

圖10：基于控制器控制方案

圖11：基于驅動控制方案

4 Lenze 解決方案亮點

Lenze 將其在傳動及自動化行業內的應用經驗轉換成熟標準的應用模板服務于客戶。

Lenze眾多驅動器系列產品支持多種現場總線，可獨立完成復雜運動控制功能，支持CIA402協議，均帶多重保護功能和高過載能力。

Lenze伺服驅動器集成STO安全功能，其中9400驅動器集成SM301安全模塊符合SIL 3 of IEC 61508 和 Category 3 / PL e of EN ISO 13849-1認證，滿足更多安全功能。

圖12：SM301安全功能

Lenze伺服電機可選安全編碼器，單編碼理念安全功能，如下表參考：

注：倚賴速度型安全功能與SM301安全模塊有關，在安全應用環境中僅使用一個單一反饋系統時，適用安全技術標準IEC 61800-5-2 [調速電功驅動系統-《安全要求- 功能說明》規定了反饋系統與電機軸連接的具體要求。這是因為機械系統中就這點上的雙通道安全系統實際上被設計為單通道系統。如果機械連接設計尺寸過大，標準應可排除故障“編碼器- 軸破損”或“編碼器-軸串行”。因此各個驅動解決方案的加速度不應超過限定值。

Lenze控制器支持OMAC PackML標準編程，規范編碼標準，大大減少項目編程時間，提高代碼重復利用率。

完善的工程工具軟件，在項目概念階段到設計、調試、維護全程支持，協助您粗略估算、精準選型、基本安全驗證等，專業的開發調試軟件和維護診斷軟件適應用于不同階段的專業技術人員和維護人員使用。