【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 L17Y02017 L18Y02118 L19Y02219 L20Y023 PLC的選型及硬件配置 PLC型號(hào)的選擇根據(jù)系統(tǒng)I/O點(diǎn)物理地址信號(hào)的分配點(diǎn)和特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)選擇FX2N48MR型號(hào)的PLC。該型號(hào)的PLC主要由AC 220V 供電，其中該型號(hào)的PLC自帶有24點(diǎn)數(shù)字量輸入，24點(diǎn)數(shù)字量輸出，這樣該型號(hào)完全滿足PLC控制系統(tǒng)I/O點(diǎn)物理地址信號(hào)的數(shù)量的要求，完成對(duì)舞臺(tái)燈光的控制任務(wù)，其中FX2N型可編程控制器上有4個(gè)狀態(tài)燈，分別為電源狀態(tài)顯示燈、正常運(yùn)行狀態(tài)燈、電池帶電量指示燈及錯(cuò)誤狀態(tài)燈，以顯示PLC的正常工作時(shí)的電源電量、設(shè)備運(yùn)行/停止?fàn)顟B(tài)、內(nèi)部鋰電池正常容量電壓和梯形程序的工作狀態(tài)。FX2N48MR型號(hào)的PLC實(shí)物圖如圖23所示。圖23 三菱PLC實(shí)物圖 FX2N型號(hào)的特點(diǎn)FX2N型PLC是可編程序控制器家族中體積最小的一個(gè)系列型號(hào)；該型號(hào)一般采用通用的整體式結(jié)構(gòu)同時(shí)又兼具輸出端口擴(kuò)展功能，因此，在現(xiàn)代工業(yè)設(shè)備控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。該型號(hào)的PLC具有高度集成化、高穩(wěn)定性、可擴(kuò)展口多、適用設(shè)備性強(qiáng)、易于PLC培訓(xùn)人員學(xué)習(xí)并且該型PLC結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于攜帶、耗能低更重要的是它在系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面具有工作效率高，易于查找故障和維修等在繼電器控制或單片機(jī)控制方面不具有的優(yōu)點(diǎn)。因此，在本次舞臺(tái)燈光控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中選擇了該型號(hào)的PLC，以期達(dá)到完美的控制效果。 舞臺(tái)燈光設(shè)計(jì)使用元器件說明序表本舞臺(tái)燈光控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)所需要的元器件如表22所示。表22舞臺(tái)燈光照明所需用元器件列表器件名稱三菱FX2N48MR舞臺(tái)燈開關(guān)按鈕熔斷器組態(tài)王軟件導(dǎo)線數(shù)量1臺(tái)52個(gè)8個(gè)2個(gè)1套若干 舞臺(tái)燈光布局設(shè)計(jì)說明（1） 頂光燈舞臺(tái)燈光頂光燈的設(shè)計(jì)配置，其中L0、L1組燈光各控制三盞自繪燈作為舞臺(tái)燈頂部側(cè)位置，用于對(duì)舞臺(tái)兩側(cè)的燈光照明效果；L2L4燈布置在舞臺(tái)的頂部中央，用于對(duì)舞臺(tái)中央的的空間進(jìn)行效果照明。（2）射光燈在舞臺(tái)射光燈設(shè)置中L5 、L6各包含三個(gè)自繪的射光燈，L5 L6分別放置在舞臺(tái)的兩個(gè)側(cè)面，用于旋轉(zhuǎn)照射整個(gè)舞臺(tái)的所有空間，以促使在舞臺(tái)的任何位置都能觀賞到照明效果。（3）閃光燈舞臺(tái)燈光閃光燈布局中LLL9三組燈分別有三個(gè)閃光燈組成一組，其主要分布在舞臺(tái)中央大屏幕的周圍，主要是用其閃爍的效果來吸引觀眾的注意，達(dá)到襯托其舞臺(tái)屏幕的模仿效果。（4）臺(tái)階燈在臺(tái)階燈設(shè)置中L10L16組燈光主要分布在舞臺(tái)臺(tái)側(cè)四周及舞臺(tái)梯的側(cè)正面，每組燈光有四個(gè)燈組成，主要作用在于可以使舞臺(tái)產(chǎn)生更豐富的照明效果。（5）舞臺(tái)大燈在舞臺(tái)大燈設(shè)置中L17L19三組舞臺(tái)大分別是被布置在舞臺(tái)的前中央和舞臺(tái)頂部的前部，主要用于舞臺(tái)大屏前面的空間照明。 控制系統(tǒng)電氣原理圖舞臺(tái)燈光控制系統(tǒng)電氣線路圖，如圖24所示。圖24 PLC電氣接線圖3 舞臺(tái)燈光控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)舞臺(tái)燈光控制系統(tǒng)在現(xiàn)代舞臺(tái)表演中主要有以下特點(diǎn):⑴ 具有高度可靠的穩(wěn)定性。由于現(xiàn)代舞臺(tái)演出的頻繁性，因此需要舞臺(tái)燈光控制系統(tǒng)具有穩(wěn)定的性能；⑵具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，使技術(shù)工作人員能夠容易攜帶；⑶具有易懂易學(xué)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(tái)演出中，舞臺(tái)燈光的色彩亮度、照射的廣度及舞臺(tái)燈光旋轉(zhuǎn)的角度等都要具有廣泛的操作性。因此，在兼顧以上的同時(shí)再加上劇情氛圍不斷的濃厚，就會(huì)讓觀眾不斷的感受到豐富的舞臺(tái)燈光的藝術(shù)效果。 舞臺(tái)燈光設(shè)計(jì)的控制要求舞臺(tái)燈光控制系統(tǒng)是在遵循現(xiàn)代舞臺(tái)燈光照明演出的要求設(shè)置的，其主要具有將各種表演藝術(shù)按所需要的燈光藝術(shù)效果進(jìn)行配置的，以期達(dá)到舞臺(tái)燈光照明能實(shí)現(xiàn)各種效果設(shè)置的要求，完美的起到為表演藝術(shù)服務(wù)的作用。（1）盡可能的適應(yīng)各種類型的燈光照明要求同時(shí)使布置的舞臺(tái)燈能照射到每個(gè)需要的舞臺(tái)位置；（2）舞臺(tái)燈光控制系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中要有一定的空間擴(kuò)展能力，以促使該系統(tǒng)能夠持續(xù)運(yùn)行；（3）舞臺(tái)燈光設(shè)計(jì)要具有高可靠性和強(qiáng)抗干擾能力，同時(shí)還要兼具有持久耐用的電源電量?jī)?chǔ)備，以使控制系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)突發(fā)斷電故障后能夠持續(xù)地對(duì)控制設(shè)備進(jìn)行診斷檢查；（4）舞臺(tái)燈光照明應(yīng)充分考慮人們的觀賞習(xí)性；（5）舞臺(tái)燈光應(yīng)盡可能的以定點(diǎn)光源為主，再配置不同的燈光色彩，以期達(dá)到更好的欣賞效果；（6）舞臺(tái)燈光控制系統(tǒng)的工藝設(shè)備配置在舞臺(tái)燈光設(shè)計(jì)中應(yīng)具備高效率轉(zhuǎn)換成各種不同風(fēng)格的舞臺(tái)燈光照明工作； 舞臺(tái)燈光的PLC設(shè)計(jì) 舞臺(tái)燈光PLC梯形圖舞臺(tái)燈光控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)主要根據(jù)以下幾種情節(jié)進(jìn)行編寫：第一 演員未出場(chǎng) 舞臺(tái)中央燈及臺(tái)階燈有14秒的燈光表演；第二 演員進(jìn)場(chǎng) 舞臺(tái)射光燈﹑側(cè)燈及大燈輪流閃爍11秒；第三 演員舞臺(tái)演出 舞臺(tái)中央燈﹑側(cè)燈﹑大燈﹑射光燈及閃爍燈輪流閃爍30秒，隨著演出的進(jìn)一步的深入；第四 演員退場(chǎng) 舞臺(tái)側(cè)燈﹑射光燈﹑中央燈及大燈同時(shí)做燈光表演13秒，隨著演員的演出結(jié)束，演員退場(chǎng)進(jìn)行燈光表演來烘托出此時(shí)更高潮的演出氛圍，同時(shí)為下一個(gè)節(jié)目演出做鋪墊；依據(jù)以上四種情景的設(shè)想編寫出本控制系統(tǒng)的梯形圖程序，如附錄表所示： 舞臺(tái)燈光控制系統(tǒng)程序仿真時(shí)序圖舞臺(tái)燈光控制系統(tǒng)梯形圖程序仿真時(shí)序圖如圖31，圖32，圖33，圖34所示。圖31 仿真時(shí)序圖1圖32 仿真時(shí)序圖2圖 33 仿真時(shí)序圖3圖34 仿真時(shí)序圖44 舞臺(tái)燈光組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)改革開放以來，在國(guó)內(nèi)主要引進(jìn)的組態(tài)監(jiān)控軟件系統(tǒng)包括美國(guó)廣泛應(yīng)用的FIX32和iFIX組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)及德國(guó)研發(fā)最早的WinCC組態(tài)監(jiān)控平臺(tái)。經(jīng)過國(guó)內(nèi)技術(shù)人員幾十年的消化和吸收，開發(fā)出了國(guó)產(chǎn)的組態(tài)軟件監(jiān)控系統(tǒng)，其應(yīng)用最廣泛的有北京亞控研發(fā)的組態(tài)王軟件監(jiān)控系統(tǒng)和北京力控打造的嵌入式MCGS組態(tài)監(jiān)控開發(fā)平臺(tái)等。 。它給用戶提供了許多輔助繪圖工具和豐富的圖形圖素等，讓技術(shù)人員可以集中更多精力來快速實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的功能，提高技術(shù)人員的工作效率。同時(shí)，它整合了過程控制設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集及工廠企業(yè)資源管理，將一個(gè)企業(yè)內(nèi)部的各種豐富的生產(chǎn)應(yīng)用資源以及企業(yè)先進(jìn)的信息信號(hào)系統(tǒng)優(yōu)化整合在一起，實(shí)現(xiàn)工廠企業(yè)科學(xué)人性化管理。因此，系統(tǒng)性能安全可靠。、結(jié)構(gòu)瀏覽器和組態(tài)界面模擬運(yùn)行系統(tǒng)等三部分構(gòu)成。其中組態(tài)王軟件監(jiān)控系統(tǒng)的工程項(xiàng)目管理服務(wù)器主要用于建立及保存新的工程項(xiàng)目和對(duì)現(xiàn)有工程項(xiàng)目提供后期的管理服務(wù)；而關(guān)于工程瀏覽器則是一個(gè)工程項(xiàng)目開發(fā)和設(shè)計(jì)的最主要工具平臺(tái)，它主要作用是繪制組態(tài)監(jiān)控靜態(tài)界面、監(jiān)控所需要的各種設(shè)備系統(tǒng)及在數(shù)據(jù)詞典中自行定義現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)量、組態(tài)界面模擬運(yùn)行、組態(tài)界面動(dòng)畫效果的應(yīng)用指令語(yǔ)言的編寫等系統(tǒng)組態(tài)應(yīng)用。關(guān)于組態(tài)軟件系統(tǒng)的運(yùn)行系統(tǒng)主要用于工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)的運(yùn)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(chǎng)實(shí)時(shí)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(dá)到組態(tài)界面的實(shí)時(shí)模擬運(yùn)行的效果。如圖41所示。使用菜單或快捷工具工程管理器使用菜單或快捷工具工程瀏覽器使用菜單畫面開發(fā)畫面運(yùn)行系統(tǒng)退出畫面運(yùn)行圖41組態(tài)王結(jié)構(gòu)圖通常情況下，創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目工程大致可分為以下六個(gè)步驟： 主要是在工程項(xiàng)目管理服務(wù)器下建立一個(gè)新工程項(xiàng)目并保存在所需路徑下。，打開工程項(xiàng)目樹形結(jié)構(gòu)瀏覽器，單擊設(shè)備選項(xiàng)，設(shè)置所需要的設(shè)備的組態(tài)連接，同時(shí)在數(shù)據(jù)詞典選項(xiàng)中新建所需要的數(shù)據(jù)變量。，打開組態(tài)監(jiān)控下的畫面，繪制組態(tài)靜態(tài)界面并對(duì)每個(gè)設(shè)備進(jìn)行動(dòng)畫連接設(shè)置。 點(diǎn)擊樹形瀏覽器下的命令語(yǔ)言選項(xiàng)，利用函數(shù)命令編輯設(shè)備動(dòng)態(tài)運(yùn)行的控制語(yǔ)言。 完成以上設(shè)置，保存繪制的界面并進(jìn)行界面的動(dòng)態(tài)模擬運(yùn)行。 舞臺(tái)燈光的設(shè)計(jì) 創(chuàng)建新工程 設(shè)置新項(xiàng)目工程 雙擊桌面上的組態(tài)王監(jiān)控軟件啟動(dòng)快捷鍵，打開工程項(xiàng)目管理服務(wù)器，如圖42 所示。圖42 組態(tài)系統(tǒng)工程管理器新建工程項(xiàng)目：在打開的工程管理服務(wù)器中雙擊新建文件，啟動(dòng)“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(dāng)前工程。到這里新建的工程項(xiàng)目就設(shè)置完畢。如圖43所示。圖43新建工程圖 工程瀏覽器在工程管理服務(wù)器上雙擊新建的當(dāng)前工程，將會(huì)打開樹形結(jié)構(gòu)的工程瀏覽器窗口，在該窗口中可以完成新建工程的各項(xiàng)設(shè)置。如圖44所示。圖44 組態(tài)系統(tǒng)工程瀏覽圖 定義外部軟件服務(wù)設(shè)備和數(shù)據(jù)變量組態(tài)王監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)所列出的設(shè)備通常包括現(xiàn)代工業(yè)設(shè)備控制領(lǐng)域的所有常用的設(shè)備；該監(jiān)控系統(tǒng)還融合了各種傳輸數(shù)據(jù)通道用的軟件服務(wù)器協(xié)議。本設(shè)計(jì)采用虛擬的三菱PLC編程軟件及仿真軟件，因此，通過用OPC服務(wù)軟件進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)組態(tài)界面與虛擬的三菱編程和仿真軟件進(jìn)行通信。，選擇并單擊設(shè)備中的OPC服務(wù)協(xié)議，將會(huì)打開該服務(wù)器的新建連接窗口，然后按照下圖中的數(shù)據(jù)設(shè)置O