지멘스는 디즈니 헐리우드 스튜디오 놀이시설인 Toy Story Midway Mania! 설비에 관여했다. 이 놀이시설은 회전하는 차량에 앉아 스프링식 총으로 표적을 조준하는 대표적인 놀이기구 중 하나다. 이 시스템에는 산업용 이더넷이 최초로 적용됐으며, 다수의 지멘스 솔루션이 적용됐다.

디즈니 헐리우드 스튜디오에 있는 대표적인 놀이시설인 Toy Story Midway Mania!는 월트 디즈니 이매지니어링이 개발한 것 중에서 기술적으로 정교한 시설 중 하나다. 지멘스 제품을 활용한 이 놀이시설의 제어시스템에는 디즈니 최초로 산업용 이더넷이 적용됐다. 이 설비의 총 제작비는 8,000만달러로 추정된다.

이 놀이기구는 영화 토이스토리 장면에서 나온 공간을 아케이드형으로 꾸며 그 통로를 빠르게 지나간다. 회전하는 차량에서 사냥판에 총을 쏘고 높은 점수를 취득한다.

기술 조화

남녀노소를 가리지 않고 환상과 재미, 사격의 신세계를 열어주는 이 놀이시설은 엔지니어에게는 매우 경이로운 존재다. 설비 작동에서 수많은 기술을 실시간으로 조화시켜 가동되기 때문이다.

지멘스는 설계과정 초기에 각 분야 전문가로 참여해 이매지니어링팀과 함께 작업을 진행했다. 놀이시설에는 Scalance Ethernet 제품을 비롯한 다수의 지멘스 제품이 사용됐고, 모든 차량에는 S7-315 컨트롤러가 탑재됐다.

적용된 제어시스템

제어시스템은 탑승 차량용, 게임용, 놀이시설 특수효과용, 이렇게 세 컴포넌트로 구분된다. 차량에 장착된 지멘스 PLC는 차량 속도와 위치를 PROFINET RT를 통해 무선으로 제어시스템에 알린다. 그러면 중앙 컨트롤러는 트랙 내의 유선 네트워크를 사용해 다시 차량에 지시를 보낸다. 무선 네트워크가 서비스 거부 공격 같은 외부 방해로부터 보호되긴 하지만 단방향 통신 흐름은 여기에 안전성을 추가로 더해준다.

놀이시설에는 150대가 넘는 PC가 있는데 1대는 Midway Mania의 56개 게임 화면을 제어하는 윈도 XP PC이고 다른 PC들은 게임마다 특수효과를 제어한다. 게임 화면에 있는 2개의 추적 시스템은 게임 제어시스템에 차량의 정확한 위치를 제공해 차량 위치가 약간 달라도 게임 플레이에는 지장이 없게 한다. 차량이 매번 같은 지점에 주차되지 않아도 게임에는 지장이 없다. 차량이 실제로 어디에 주차됐는지만 알면 보정이 가능하다. 스프링식 총에 장착된 추가 센서는 총구 방향에 관한 정보를 제공하는데, 이 정보는 화면에서 탑승 차량의 위치 및 좌석의 회전에 관한 정보를 사용해 미세 조정된다. 실시간 통신이 중요한 이유는 시스템이 스프링식 총의 위치 센서가 제공하는 총구 방향 정보를 토대로 가상 물체의 궤적을 계산하기 때문이다. 위치 센서가 제공하는 정보는 화면에서 탑승 차량의 위치 및 좌석의 회전에 관한 정보를 사용해 미세 조정된다. 그 결과 화려한 3D 환경에서 표적에 오차 없이 가상 탄환을 발사할 수 있다. 또한 4D 요소를 추가하기 위한 특수효과 기술이 적용돼 탄환이 휙하고 날아가는 것을 느낄 수 있다.

3개의 하위 시스템이 실시간으로 올바른 작동을 보장한다. 예를 들어 게임이 지연되거나 다른 차량이 멈추는 것이 감지되면(차량 승하차가 예상보다 오래 걸리는 경우 등) 제어시스템은 영향을 받는 게임 화면에 점수가 기록되지 않는 연습 표적을 내보내도록 명령하고 탑승객은 기다리는 동안 중단 없이 표적을 쏠 수 있다. 또한 제어시스템은 쇼 제어시스템이 게임 지연에 관한 음성 안내를 내보내도록 지시한다.

생각과 관찰

디즈니 디자인은 미술, 연극, 음악, 소리, 건축, 기계 및 전기 공학 등 여러 분야가 융합돼 독특한 경험을 만들어낸다. 자동화 엔지니어는 항상 다분야 문제 및 새로운 도전에 부딪치게 마련이다. 그렇다면 디즈니에게 무엇을 배울 수 있을까?

생산 속도가 증가하면 기계 및 전기 시스템은 새로운 방식으로 통합되고 조화돼야 한다. 목표를 정의한 다음에 설계 초기에 다른 분야와 협업하는 것이 중요하다. 회사 내의 각 그룹이 자기 일만 해서 다른 그룹에 휙 넘겨버리는 것이 더는 통하지 않는다. 또한 협업은 하청업체와 공급업체가 보유한 지식과 노하우를 활용한다는 의미도 있다.

[월간 FA저널 ()]

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