【正文】 .................................................................................................... 29 參數(shù)整定 .................................................................................................................... 31 第 5 章 系統(tǒng)測(cè)試 ............................................................................................................................. 32 測(cè)試的目的 ............................................................................................................................. 32 彩燈部分的仿真 ..................................................................................................................... 32 仿真軟件的選擇 .............................................................................................................. 32 仿真過程 .......................................................................................................................... 32 仿真結(jié)果 .......................................................................................................................... 35 升降舞臺(tái)的仿真 ..................................................................................................................... 36 仿真軟件的選擇 .............................................................................................................. 36 仿真結(jié)果 ......................................................................................................................... 36 第 6 章 結(jié)論 ..................................................................................................................................... 39 致謝 ................................................................................................................................................... 40 參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................................... 41 附錄 ................................................................................................................................................... 42 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) I 摘要 為了解決解決過去簡(jiǎn)單機(jī)械式的舞臺(tái)燈光控制方式的效率低和效果差的問題和升降舞臺(tái)無法同步升降而導(dǎo)致演出事故時(shí)有發(fā)生的問題。通過對(duì)時(shí)間 繼電器的控制來實(shí)現(xiàn)不同的閃爍效果。 關(guān)鍵詞 ：舞臺(tái)燈光， PLC 控制，同步升降 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) II ABSTRACT In order to solve the issue that the way of simple mechanical stage lighting control mode is low efficiency and poor effect and platform lift cannot be synchronized lifting so that cause stage accident happened from time to tome. This graduation project is about a stage lighting control system based on Siemens s7200. In this design, the number of stage lamps is large, and the characteristics of the flicker are varied. Combined with the advantages of PLC control, the control of 28 lights on stage is realized through PLC. Different flicker effects are achieved by controlling the time relay. Through the simulation, it is proved that PLC control can control the lighting of stage stably, and achieve the desired design goal. Secondly, in view of the lifting stage synchronization control system of big inertia, nonlinear and timevarying characteristics, bined with the advantages of conventional PID control, PID control algorithm is proposed for elevator stage of synchronous control system. MATLAB simulation shows that the PID control algorithm can meet the requirements of system synchronization, speed and stability. Key words: stage lighting， PLC control， synchronous lift 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 第 1 章 緒論 引言 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展以及人們審美水平的不斷上升。在這個(gè)發(fā)展的過程中，人們不再僅僅滿足于系統(tǒng)功能的多樣性，而是更多的要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)化與智能化。本論文設(shè)計(jì)了一個(gè)舞臺(tái)燈光控制系統(tǒng)，它多用于宴會(huì)廳，酒吧等場(chǎng)所。但是目前看來， PLC 還必須要面對(duì)其他新的技術(shù)所帶來的挑戰(zhàn)與沖擊。隨著人們生活水平的提高，對(duì)于一些娛樂產(chǎn)業(yè)中類似宴會(huì)廳歌劇院的場(chǎng)所的要求越來越高。相比之下，新型的照明燈具比以往的照明燈更加的環(huán)保、節(jié)能和高效。在原有的的高效、節(jié)能、安全、便攜等優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，舞臺(tái)燈光正在朝著功能多樣性和種類多樣性的方太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 向發(fā)展。由于升降舞臺(tái)的控制的不嚴(yán)謹(jǐn)性，演出事故也是時(shí)有發(fā)生。 研究該課題的目的和內(nèi)容 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一個(gè)自動(dòng)化的舞臺(tái)燈光控制系統(tǒng)，可以用于酒吧或者宴會(huì)廳的閃爍燈。然后進(jìn)行了輸入和輸出的分析。我將 24 盞彩燈均勻分布在 3 個(gè)橢圓形光道上，每個(gè)光道由大到小依次嵌套，并且每個(gè)光道上都安裝 8 盞彩燈。在繪制系統(tǒng)的 I/O表時(shí)，考 慮到所選用的 CPU 輸出點(diǎn)不夠，所以我增加了三個(gè)拓展模塊來滿足我的設(shè)計(jì)要求。 文章結(jié)構(gòu) 本文分為六章。最太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 后本章還給出了系統(tǒng)的電氣原理圖和 I/O 分配表。第二部分對(duì)仿真結(jié)果做了一定的解釋。為了安全，還增加了擴(kuò)聲系統(tǒng)的配電要求。既要美觀，滿足演出需求，又要避免照明死區(qū)。每個(gè)光道由8 盞燈組成。如圖 為閃爍燈的空間布置圖。通過對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制來控制旋轉(zhuǎn)彩燈的轉(zhuǎn)速。 需求 升降舞臺(tái)的整個(gè)行程為舞臺(tái)平面下 2m到舞臺(tái) 平面上 1m。電機(jī)主軸通過減速器與柔性齒輪條的結(jié)合，把電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)槲枧_(tái)的上升與下降。 ⑵在變壓器部分，音響擴(kuò)聲系統(tǒng)和舞臺(tái)燈光系統(tǒng)也應(yīng)當(dāng)獨(dú)立使用。但是這也是隨之帶來的一些問題。系統(tǒng)的可擴(kuò)展性受到很大的限制。 穩(wěn)定性好，抗干擾能力強(qiáng)。 PLC 的弊端是 PLC 的體系較為閉塞與獨(dú)立，當(dāng)用戶選擇了一種 PLC 后，必須選擇相應(yīng)的控制規(guī)則，學(xué)習(xí)相應(yīng)的語言。 系統(tǒng)建模 異步電機(jī)數(shù)學(xué)模型的建立 ： 異步電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩為： 221212221 1121122122211221)()(mp])()[()(m p ULLSRSRRSULLRR SRTN ??????? ????? ）（ () 式中： m——相數(shù)，一般取 m=3； p——電機(jī)極對(duì)數(shù)； s——轉(zhuǎn)差率； 、 ——定子的相電壓、定子的角頻率； 、 ——定子每相電阻、轉(zhuǎn)子每相電阻； 、 ——定子每相漏感、轉(zhuǎn)子每相漏感； 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 異步電機(jī)在正常工作的情況下，其臨界滑差率一般較大，即轉(zhuǎn)差率 S 小?？刂齐姍C(jī)的轉(zhuǎn)速就涉及到電機(jī)的調(diào)速。該方式能夠從根本上入手，對(duì)電機(jī)施行控制，其控制思想是根據(jù)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)方程的變換研究得來的，由電機(jī)學(xué)理論知識(shí)得知： 首先定義轉(zhuǎn)差率 s 為： 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 11ns n n?? （ ） 由式 ()經(jīng)代數(shù)變換得： ）（ s1nn 1? （ ） 由于 pf6011?n （ ） 將式 ()帶入式 ()，則有異步電機(jī)轉(zhuǎn)速公式： )1(pf60n 1 s?? （ ） 式中： 1n ——同步轉(zhuǎn)速， r/min； n——機(jī)械轉(zhuǎn)速； 1f ——定子電源頻率， Hz； P——電機(jī)的極對(duì)數(shù)； S——轉(zhuǎn)差率。 異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩表達(dá)式如下： 22m ?? COSICM M? （ ） 式中： MC ——異步電機(jī)轉(zhuǎn)矩系數(shù)； 2I ——轉(zhuǎn)子繞組電流； 2? ——轉(zhuǎn)子繞組功率角； 可見，如果 m? 減小，則電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩 M 也會(huì)減小，最終使電機(jī)的效率變低，同時(shí)，電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩也受到影響，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致電機(jī)堵轉(zhuǎn)；所以在大多 數(shù)情況下會(huì)選擇恒壓頻比控制。不同的是，異步電機(jī)中的 磁通是由定子和轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)共同合成，所以要想保持磁通恒定就沒那么容易了。在舞臺(tái)停止時(shí)，還應(yīng)當(dāng)設(shè)置減速點(diǎn)，當(dāng)舞臺(tái)上升到減速點(diǎn)位置時(shí)，舞臺(tái)開始減速，到達(dá)停止點(diǎn)時(shí)（即限位開關(guān)），舞臺(tái)停止上升。為了安全起見，升降舞臺(tái)的兩塊升降臺(tái)應(yīng)當(dāng)達(dá)到同步控制的效果。這是一種最簡(jiǎn)單的控制方式。 圖 并行控制示意圖 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 另一種是主從控制，它是將兩臺(tái)電機(jī)分為主電機(jī)和從電機(jī)。如圖 就是主從控制的示意圖。所以 PID 控制在舞臺(tái)同步控制方面仍然占有一席之地。輸入分別為啟動(dòng)按鈕，停止按鈕，舞臺(tái)上升按鈕，舞臺(tái)上減速按鈕，舞臺(tái)上停止按鈕，舞臺(tái)下降按鈕，舞臺(tái)下停止按鈕 ，舞臺(tái)下減速按鈕。在舞臺(tái)燈的空間布局完成后，我初步選擇了一套閃爍燈的閃爍方案。主要包括 PLC 的選型， CPU 的選型，舞臺(tái)燈光的選擇以及變頻器的選擇。輸出單