大阪・関西万博の水上ショーを支えるベッコフの統合PC制御

ベッコフオートメーションのPCベース制御技術が、2025年日本国際博覧会（大阪・関西万博）のウォータープラザで上演されたマルチメディア水上ショー「アオと夜の虹のパレード」の舞台制御および安全統合制御に採用されました。仏ECA2社と英db Show Control & Automation社が制作・制御を手がけたこの壮大なスペクタクルは、8,800平方メートルの広大な水域に280基の直線噴水、8基の3D噴水、巨大ウォータースクリーン、および30基の炎エフェクトを配置し、会期中延べ200万人の観客を魅了しました。

ITとオートメーション（OT）の完全な融合
従来のエンターテインメント演出では、ショー再生用のITシステムと、センサーやアクチュエータを動かす産業用制御系統（OT）が分断されており、インターフェースの遅延や設計工数の増大が課題となっていました。本プロジェクトでは、制御の中核にベッコフの組込み型PC「CX5240」を採用し、会場に分散する11台の制御ラックとEtherCATカプラ「EK1100」を接続。約300台の可変周波数ドライブ（インバータ）をEtherCAT経由で高速同期させました。さらにソフトウェアプラットフォーム「TwinCAT」のオープン性を活かし、エンタメ業界標準のArt-Net、DMX、sACN、Q-SYSオーディオ通信と、IT標準のTCP/IP通信を単一の産業用ハードウェア上に統合することに成功しています。また、複雑なDMX収録や音声同期システムには、手のひらサイズの超小型産業用PC「C6017」をマスター・バックアップ構成で導入し、専用サーバーラックの排除による大幅な省スペース化を実現しました。

環境変化に即応するFSoE安全制御
屋外での大規模演出において最も重要な安全性も、ベッコフの技術で一元管理されています。TwinSAFEターミナル「EL1918」を導入し、EtherCATの安全通信プロトコル「FSoE（Fail Safe over EtherCAT）」を活用することで、非常停止回路や炎エフェクトの制御を追加の並列配線なしで構築しました。これにより、風速や温度、水深などの環境センサーが突風等の異常を検知した際、関連する噴水ドライブを瞬時に停止させたり、炎の演出を自動で制限したりするなど、高度な演出とフェイルセーフの両立を達成しています。現場オペレーターは、マルチタッチコントロールパネル「CP2907」を通じて、これらすべてのセンサーデータと安全回路の状態を一元的に監視・操作しました。

追加コンテキスト：EtherCATの分散クロック機能とFSoEのブラックチャネル
原則本セクションでは、元のプレスリリースに含まれていない、水上エフェクトの同期原理と高度な安全ネットワーク技術について解説します。

マルチメディア水上ショーにおいて、巨大なウォータースクリーンや3D噴水で立体的な造形を作り出す場合、無数の水滴をディスプレイの「ピクセル」のように扱う必要があります。これを実現するためには、300台以上の水中ポンプを駆動するインバータをミリ秒未満で同期させなければなりません。従来のイーサネット通信ではパケットの衝突や遅延（ジッタ）が発生しますが、EtherCATは「分散クロック（Distributed Clocks: DC）」技術を採用しており、ネットワーク上の全ノード間で1マイクロ秒（100万分の1秒）以下の同期精度をハードウェアレベルで保証します。この極めて厳密なリアルタイム性が欠如すると、各ポンプの吐出タイミングにブレが生じ、水上の立体構造が即座に崩壊してプロジェクションマッピングの焦点が合わなくなります。

さらに、屋外での炎エフェクトや高圧噴水は、突風（ウィンドシア）によって観客席に炎や大量の水が煽られる重大な物理的リスクを伴います。従来の安全回路は、ハードワイヤリング（物理的な個別の専用線配線）によるリレー回路が必要であり、広大な水域では膨大な配線コストと遅延が課題でした。TwinSAFEが採用するFSoE通信は「ブラックチャネル原則」に基づき、標準的な制御用データと、SIL3（安全度水準3）レベルの安全データを、全く同じ1本のイーサネットケーブル上にパケットとして混在させて伝送します。これにより、ネットワーク上の風速計（アネモネータ）が危険な突風を検知した瞬間、ショー全体の進行を止めることなく、影響を受ける特定ゾーンのバルブや着火装置のみをアルゴリズム的に瞬時に遮断することが可能になります。

AIの支援を受け、産業ジャーナリストのLekshman Ramdasが編集。

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