【正文】 ，國內(nèi)相關(guān)企業(yè)才從歐美發(fā)達國家引進單片機控制的舞臺燈光系統(tǒng)，進入了舞臺燈光控制系統(tǒng)的第二階段。隨著時代的進步及工業(yè)的發(fā)展，人們對產(chǎn)品普遍要求結(jié)構(gòu)簡單、易于維修和攜帶、可靠性高，為了解決這些方面的問題，科研人員成功開發(fā)了以單片機為核心的控制系統(tǒng)應運而生。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀長期以來，隨著全球工業(yè)化進程的不斷加深，舞臺燈光控制系統(tǒng)的核心部件經(jīng)歷了從控制繼電器到單片機再到可編程控制器的技術(shù)的三個發(fā)展階段，其核心技術(shù)逐漸向著高度的可靠性、結(jié)構(gòu)簡單、軟件易于學習、深受電氣工程技術(shù)人員歡迎等方向的發(fā)展。本設(shè)計課題主要是針對舞臺總體工藝設(shè)計方案，通過應用PLC技術(shù)、組態(tài)王監(jiān)控軟件系統(tǒng)及電力電子技術(shù)，實現(xiàn)舞臺的燈光控制。 課題來源、目的、意義第二次工業(yè)革命以來，舞臺燈光控制系統(tǒng)經(jīng)歷了從先前的單純的繼電器控制舞臺燈光系統(tǒng)到現(xiàn)在廣泛應用的單片機控制舞臺燈光系統(tǒng)的演變階段。本文利用三菱PLC仿真軟件，對舞臺燈光的PLC控制軟件系統(tǒng)進行實時數(shù)據(jù)仿真，并在此基礎(chǔ)上利用組態(tài)軟件監(jiān)控平臺對該控制系統(tǒng)進行現(xiàn)場組態(tài)界面模擬運行，來實現(xiàn)對舞臺燈光控制系統(tǒng)的性能優(yōu)化及其穩(wěn)定性的檢驗。目 錄摘 要 IAbstract II1 緒 論 1 課題來源、目的、意義 1 課題主要技術(shù)要求 1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2 課題主要的工作安排 2 課題主要章節(jié)安排 32 控制系統(tǒng)的硬件配置 4 控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則及步驟 4 控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則 4 控制系統(tǒng)設(shè)計的步驟 4 控制系統(tǒng)原理圖 5 可編程控制器I/O點分配地址 5 PLC的選型及硬件配置 6 PLC型號的選擇 6 FX2N型號的特點 7 舞臺燈光設(shè)計使用元器件說明序表 7 舞臺燈光布局設(shè)計說明 8 控制系統(tǒng)電氣原理圖 83 舞臺燈光控制系統(tǒng)的程序設(shè)計 10 舞臺燈光設(shè)計的控制要求 10 舞臺燈光的PLC設(shè)計 10 舞臺燈光PLC梯形圖 10 舞臺燈光控制系統(tǒng)程序仿真時序圖 114 舞臺燈光組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)界面設(shè)計 13 13 舞臺燈光的設(shè)計 14 創(chuàng)建新工程 14 繪制舞臺界面 17 動畫連接 20 繪制歡迎、結(jié)束界面 23 調(diào)試窗口 24 PLC與組態(tài)設(shè)備連接 265 舞臺燈光組態(tài)監(jiān)控的模擬運行圖 316 總結(jié)與展望 33致 謝 35參考文獻 36基于PLC 的舞臺燈光控制系統(tǒng)及組態(tài)監(jiān)控設(shè)計摘 要 伴隨著現(xiàn)代工業(yè)設(shè)備信息控制領(lǐng)域技術(shù)手段的不斷更新?lián)Q代，可編程控制器（PLC）因為具有非?？煽康姆€(wěn)定性而在現(xiàn)代工業(yè)設(shè)備控制領(lǐng)域中得到了非常廣泛的應用，同時也對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)改造產(chǎn)生了重要的影響。本文在簡單介紹舞臺燈光PLC控制系統(tǒng)的系統(tǒng)組成圖和電氣線路圖的基礎(chǔ)上，利用三菱PLC的編程和仿真運行軟件，對舞臺燈光控制系統(tǒng)進行實時數(shù)據(jù)仿真和分析，然后將獲得的現(xiàn)場數(shù)據(jù)通過OPC服務(wù)軟件協(xié)議的數(shù)據(jù)通道傳輸?shù)浇M態(tài)監(jiān)控平臺上的數(shù)據(jù)庫中，最后組態(tài)軟件再把獲得的數(shù)據(jù)傳送給自己監(jiān)控下的靜態(tài)界面設(shè)備，來實現(xiàn)舞臺燈光的實時模擬運行及對該控制系統(tǒng)設(shè)計的性能檢驗。雖然單片機控制系統(tǒng)解決了繼電器控制系統(tǒng)容易磨損、體積過于龐大、產(chǎn)生大量的熱量和消耗大量的人力資源等結(jié)構(gòu)性問題，但是，由于現(xiàn)代觀眾對舞臺燈光控制系統(tǒng)要求的不斷提高，單片機控制的舞臺燈光系統(tǒng)現(xiàn)在已不能滿足人們對控制系統(tǒng)可靠性的要求，同時由于單片機編程語言的復雜性，讓一般的客戶無法容易學習，因此，人們更渴望能夠研究出一個更容易接受的且系統(tǒng)可靠性高的的舞臺燈光控制系統(tǒng)。完成本次課題設(shè)計后要熟練運用組態(tài)軟件監(jiān)控系統(tǒng)，且在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)人機界面的組態(tài)運行；實現(xiàn)學習理論知識向具體工程項目開發(fā)設(shè)計的過度；同時PLC編程和理論聯(lián)系實際、分析和解決PLC控制與監(jiān)控的實際問題的能力，達到培養(yǎng)實踐應用能力之目的。第一階段：以繼電器為核心設(shè)備的控制系統(tǒng)。其控制系統(tǒng)主要是由單片機組成的，其能夠完成數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送，且具有高度的穩(wěn)定性，減少了企業(yè)對該控制系統(tǒng)的運營成本；但單片機控制系統(tǒng)運行程序比較復雜，不容易修改，耗費人力較大。經(jīng)過改革進程的加快，在國內(nèi)對知識人才的越加重視及對技術(shù)人才儲備體系的不斷完善，現(xiàn)階段在國內(nèi)已成功開發(fā)出以可編程控制器作為控制系統(tǒng)的舞臺燈光系統(tǒng)，實現(xiàn)了舞臺燈光豐富的照明效果，同時大大的滿足了國內(nèi)人們對現(xiàn)代舞臺燈光控制系統(tǒng)可靠性高的要求。第 48 周，PLC程序設(shè)計，組態(tài)調(diào)試、文檔、資料整理。在組態(tài)監(jiān)控環(huán)境下通過OPC服務(wù)軟件的數(shù)據(jù)通道與PLC程序進行模擬連接來實現(xiàn)舞臺燈光的人機界面動畫運行效果圖。第四方面說明了本課題在設(shè)計過程中主要安排的工作階段及主要內(nèi)容章節(jié)的設(shè)計。第三方面主要講述了PLC的選型及硬件配置，通過控制系統(tǒng)設(shè)計的具體要求及舞臺燈光的性能選擇出合適的PLC型號。第四章：舞臺燈光的組態(tài)設(shè)計：。在充分理解PLC工作原理的基礎(chǔ)上和查閱相關(guān)文獻資料，完成外文翻譯、文獻綜述和開題報告。 控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則及步驟 控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則控制系統(tǒng)對現(xiàn)代工業(yè)實現(xiàn)自動化生產(chǎn)起到關(guān)鍵性作用，因此，具有高度穩(wěn)定性的控制系統(tǒng)是現(xiàn)代企業(yè)設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)可靠智能運行的先決條件。（4） 必須具有操作簡便，且兼有防止誤操作的安全有效的措施。（2） 根據(jù)項目工程的各項要求及對其的技術(shù)分析，選擇適合本系統(tǒng)的PLC型號。（6） 模擬安裝調(diào)試。圖22 舞臺燈光控制系統(tǒng)框圖 可編程控制器I/O點分配地址分析舞臺燈光控制系統(tǒng)，可以看出本控制系統(tǒng)共需要3個I/O離散量輸入端口，需要20個I/O離散量輸出端口，結(jié)合本控制系統(tǒng)的的PLC接線圖可以繪制出PLC的I/O端口分配地址。FX2N48MR型號的PLC實物圖如圖23所示。 舞臺燈光設(shè)計使用元器件說明序表本舞臺燈光控制系統(tǒng)設(shè)計所需要的元器件如表22所示。（4）臺階燈在臺階燈設(shè)置中L10L16組燈光主要分布在舞臺臺側(cè)四周及舞臺梯的側(cè)正面，每組燈光有四個燈組成，主要作用在于可以使舞臺產(chǎn)生更豐富的照明效果。由于現(xiàn)代舞臺演出的頻繁性，因此需要舞臺燈光控制系統(tǒng)具有穩(wěn)定的性能；⑵具有結(jié)構(gòu)簡單的特點，使技術(shù)工作人員能夠容易攜帶；⑶具有易懂易學的軟件編程；伴隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的不斷翻新，在現(xiàn)代舞臺演出中，舞臺燈光的色彩亮度、照射的廣度及舞臺燈光旋轉(zhuǎn)的角度等都要具有廣泛的操作性。圖31 仿真時序圖1圖32 仿真時序圖2圖 33 仿真時序圖3圖34 仿真時序圖44 舞臺燈光組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)界面設(shè)計改革開放以來，在國內(nèi)主要引進的組態(tài)監(jiān)控軟件系統(tǒng)包括美國廣泛應用的FIX32和iFIX組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)及德國研發(fā)最早的WinCC組態(tài)監(jiān)控平臺。同時，它整合了過程控制設(shè)計、現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集及工廠企業(yè)資源管理，將一個企業(yè)內(nèi)部的各種豐富的生產(chǎn)應用資源以及企業(yè)先進的信息信號系統(tǒng)優(yōu)化整合在一起，實現(xiàn)工廠企業(yè)科學人性化管理。關(guān)于組態(tài)軟件系統(tǒng)的運行系統(tǒng)主要用于工程項目設(shè)計的運行界面，其主要從所使用相關(guān)設(shè)備中采集并獲得現(xiàn)場實時通訊數(shù)據(jù)，通過獲得的數(shù)據(jù)傳輸給工程瀏覽器下的組態(tài)監(jiān)控靜態(tài)界面上的設(shè)備端口，達到組態(tài)界面的實時模擬運行的效果。，打開組態(tài)監(jiān)控下的畫面，繪制組態(tài)靜態(tài)界面并對每個設(shè)備進行動畫連接設(shè)置。圖42 組態(tài)系統(tǒng)工程管理器新建工程項目：在打開的工程管理服務(wù)器中雙擊新建文件，啟動“創(chuàng)建新工程”窗口，完成工程名稱及保存路徑設(shè)置后，連續(xù)單擊“確定”按鈕，最后把新建工程設(shè)置為當前工程。如圖44所示。如圖45所示。雙擊工程瀏覽器中的‘數(shù)據(jù)詞典’選項，點擊新建將會出現(xiàn)定義變量對話框，如圖47所示。另其它的輸出Y001至Y023同上所設(shè)置。圖 410 組態(tài)界面圖對話框“下一步”按鈕， 將會生成你所設(shè)想擁有的關(guān)于“舞臺燈光”的組態(tài)監(jiān)控界面。工具箱中的每個工具按鈕均設(shè)有“浮動提示”，以使用戶可以更快地了解各個工具的用途，如圖 411所示。組態(tài)界面圖如圖414所示。圖 415 圖形動畫設(shè)置窗口2. 在該動畫連接對話框上選擇“填充屬性”，填充其表達式：\\本站點\Y000==1。圖 417 閃爍設(shè)置對話框按照圖中的設(shè)置后，就完成了燈光閃爍條件的設(shè)置。圖 418 指示燈設(shè)置向?qū)В篭\本站點\Y012，閃爍條件是：\\本站點\Y012=1，其它設(shè)置為默認。3. 設(shè)置完成后，按下確定按鈕，即完成開關(guān)的動畫連接。，然后雙擊該選項并在畫面上畫出點位圖虛擬方框，最后從已下載好的電腦圖庫中選擇所需要的歡迎畫面背景并把該圖加載到畫面中，即歡迎背景圖加載完成。按下確定按鈕，即設(shè)置好畫面的屬性。圖421 組態(tài)結(jié)束界面 調(diào)試窗口 在設(shè)置好的三個控制系統(tǒng)組態(tài)監(jiān)控畫面中，怎么實現(xiàn)畫面相互之間的切換呢，經(jīng)查閱大量相關(guān)的有關(guān)資料，在加上前人總結(jié)的豐富的經(jīng)驗，我認為用函數(shù)索引畫面切換是最準確的切換方式，現(xiàn)具體詳述如下： 在歡迎界面上分別繪制兩個按鈕，按鈕名稱分別設(shè)置為舞臺和結(jié)束；在舞臺燈光控制系統(tǒng)界面上分別繪制兩個按鈕，按鈕名稱分別設(shè)置為開始和結(jié)束；在結(jié)束界面上分別繪制兩個按鈕，按鈕名稱分別設(shè)置為