【文章內(nèi)容簡介】 L17Y02017 L18Y02118 L19Y02219 L20Y023 PLC的選型及硬件配置 PLC型號的選擇根據(jù)系統(tǒng)I/O點物理地址信號的分配點和特點，本設計選擇FX2N48MR型號的PLC。該型號的PLC主要由AC 220V 供電，其中該型號的PLC自帶有24點數(shù)字量輸入，24點數(shù)字量輸出，這樣該型號完全滿足PLC控制系統(tǒng)I/O點物理地址信號的數(shù)量的要求，完成對舞臺燈光的控制任務，其中FX2N型可編程控制器上有4個狀態(tài)燈，分別為電源狀態(tài)顯示燈、正常運行狀態(tài)燈、電池帶電量指示燈及錯誤狀態(tài)燈，以顯示PLC的正常工作時的電源電量、設備運行/停止狀態(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型號的PLC實物圖如圖23所示。圖23 三菱PLC實物圖 FX2N型號的特點FX2N型PLC是可編程序控制器家族中體積最小的一個系列型號；該型號一般采用通用的整體式結構同時又兼具輸出端口擴展功能，因此，在現(xiàn)代工業(yè)設備控制領域得到了廣泛的應用。該型號的PLC具有高度集成化、高穩(wěn)定性、可擴展口多、適用設備性強、易于PLC培訓人員學習并且該型PLC結構簡單、易于攜帶、耗能低更重要的是它在系統(tǒng)設計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控制方面不具有的優(yōu)點。因此，在本次舞臺燈光控制系統(tǒng)設計中選擇了該型號的PLC，以期達到完美的控制效果。 舞臺燈光設計使用元器件說明序表本舞臺燈光控制系統(tǒng)設計所需要的元器件如表22所示。表22舞臺燈光照明所需用元器件列表器件名稱三菱FX2N48MR舞臺燈開關按鈕熔斷器組態(tài)王軟件導線數(shù)量1臺52個8個2個1套若干 舞臺燈光布局設計說明（1） 頂光燈舞臺燈光頂光燈的設計配置，其中L0、L1組燈光各控制三盞自繪燈作為舞臺燈頂部側位置，用于對舞臺兩側的燈光照明效果；L2L4燈布置在舞臺的頂部中央，用于對舞臺中央的的空間進行效果照明。（2）射光燈在舞臺射光燈設置中L5 、L6各包含三個自繪的射光燈，L5 L6分別放置在舞臺的兩個側面，用于旋轉(zhuǎn)照射整個舞臺的所有空間，以促使在舞臺的任何位置都能觀賞到照明效果。（3）閃光燈舞臺燈光閃光燈布局中LLL9三組燈分別有三個閃光燈組成一組，其主要分布在舞臺中央大屏幕的周圍，主要是用其閃爍的效果來吸引觀眾的注意，達到襯托其舞臺屏幕的模仿效果。（4）臺階燈在臺階燈設置中L10L16組燈光主要分布在舞臺臺側四周及舞臺梯的側正面，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。（5）舞臺大燈在舞臺大燈設置中L17L19三組舞臺大分別是被布置在舞臺的前中央和舞臺頂部的前部，主要用于舞臺大屏前面的空間照明。 控制系統(tǒng)電氣原理圖舞臺燈光控制系統(tǒng)電氣線路圖，如圖24所示。圖24 PLC電氣接線圖3 舞臺燈光控制系統(tǒng)的程序設計舞臺燈光控制系統(tǒng)在現(xiàn)代舞臺表演中主要有以下特點:⑴ 具有高度可靠的穩(wěn)定性。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具有結構簡單的特點，使技術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。因此，在兼顧以上的同時再加上劇情氛圍不斷的濃厚，就會讓觀眾不斷的感受到豐富的舞臺燈光的藝術效果。 舞臺燈光設計的控制要求舞臺燈光控制系統(tǒng)是在遵循現(xiàn)代舞臺燈光照明演出的要求設置的，其主要具有將各種表演藝術按所需要的燈光藝術效果進行配置的，以期達到舞臺燈光照明能實現(xiàn)各種效果設置的要求，完美的起到為表演藝術服務的作用。（1）盡可能的適應各種類型的燈光照明要求同時使布置的舞臺燈能照射到每個需要的舞臺位置；（2）舞臺燈光控制系統(tǒng)在設計過程中要有一定的空間擴展能力，以促使該系統(tǒng)能夠持續(xù)運行；（3）舞臺燈光設計要具有高可靠性和強抗干擾能力，同時還要兼具有持久耐用的電源電量儲備，以使控制系統(tǒng)正常運行時突發(fā)斷電故障后能夠持續(xù)地對控制設備進行診斷檢查；（4）舞臺燈光照明應充分考慮人們的觀賞習性；（5）舞臺燈光應盡可能的以定點光源為主，再配置不同的燈光色彩，以期達到更好的欣賞效果；（6）舞臺燈光控制系統(tǒng)的工藝設備配置在舞臺燈光設計中應具備高效率轉(zhuǎn)換成各種不同風格的舞臺燈光照明工作； 舞臺燈光的PLC設計 舞臺燈光PLC梯形圖舞臺燈光控制系統(tǒng)程序設計主要根據(jù)以下幾種情節(jié)進行編寫：第一 演員未出場 舞臺中央燈及臺階燈有14秒的燈光表演；第二 演員進場 舞臺射光燈﹑側燈及大燈輪流閃爍11秒；第三 演員舞臺演出 舞臺中央燈﹑側燈﹑大燈﹑射光燈及閃爍燈輪流閃爍30秒，隨著演出的進一步的深入；第四 演員退場 舞臺側燈﹑射光燈﹑中央燈及大燈同時做燈光表演13秒，隨著演員的演出結束，演員退場進行燈光表演來烘托出此時更高潮的演出氛圍，同時為下一個節(jié)目演出做鋪墊；依據(jù)以上四種情景的設想編寫出本控制系統(tǒng)的梯形圖程序，如附錄表所示： 舞臺燈光控制系統(tǒng)程序仿真時序圖舞臺燈光控制系統(tǒng)梯形圖程序仿真時序圖如圖31，圖32，圖33，圖34所示。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。經(jīng)過國內(nèi)技術人員幾十年的消化和吸收，開發(fā)出了國產(chǎn)的組態(tài)軟件監(jiān)控系統(tǒng)，其應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，讓技術人員可以集中更多精力來快速實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的功能，提高技術人員的工作效率。同時，它整合了過程控制設計、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。因此，系統(tǒng)性能安全可靠。、結構瀏覽器和組態(tài)界面模擬運行系統(tǒng)等三部分構成。其中組態(tài)王軟件監(jiān)控系統(tǒng)的工程項目管理服務器主要用于建立及保存新的工程項目和對現(xiàn)有工程項目提供后期的管理服務；而關于工程瀏覽器則是一個工程項目開發(fā)和設計的最主要工具平臺，它主要作用是繪制組態(tài)監(jiān)控靜態(tài)界面、監(jiān)控所需要的各種設備系統(tǒng)及在數(shù)據(jù)詞典中自行定義現(xiàn)場數(shù)據(jù)量、組態(tài)界面模擬運行、組態(tài)界面動畫效果的應用指令語言的編寫等系統(tǒng)組態(tài)應用。關于組態(tài)軟件系統(tǒng)的運行系統(tǒng)主要用于工程項目設計的運行界面，其主要從所使用相關設備中采集并獲得現(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)界面上的設備端口，達到組態(tài)界面的實時模擬運行的效果。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)畫面運行系統(tǒng)退出畫面運行圖41組態(tài)王結構圖通常情況下，創(chuàng)建一個項目工程大致可分為以下六個步驟： 主要是在工程項目管理服務器下建立一個新工程項目并保存在所需路徑下。，打開工程項目樹形結構瀏覽器，單擊設備選項，設置所需要的設備的組態(tài)連接，同時在數(shù)據(jù)詞典選項中新建所需要的數(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)界面并對每個設備進行動畫連接設置。 點擊樹形瀏覽器下的命令語言選項，利用函數(shù)命令編輯設備動態(tài)運行的控制語言。 完成以上設置，保存繪制的界面并進行界面的動態(tài)模擬運行。 舞臺燈光的設計 創(chuàng)建新工程 設置新項目工程 雙擊桌面上的組態(tài)王監(jiān)控軟件啟動快捷鍵，打開工程項目管理服務器，如圖42 所示。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置后，連續(xù)單擊“確定”按鈕，最后把新建工程設置為當前工程。到這里新建的工程項目就設置完畢。如圖43所示。圖43新建工程圖 工程瀏覽器在工程管理服務器上雙擊新建的當前工程，將會打開樹形結構的工程瀏覽器窗口，在該窗口中可以完成新建工程的各項設置。如圖44所示。圖44 組態(tài)系統(tǒng)工程瀏覽圖 定義外部軟件服務設備和數(shù)據(jù)變量組態(tài)王監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)所列出的設備通常包括現(xiàn)代工業(yè)設備控制領域的所有常用的設備；該監(jiān)控系統(tǒng)還融合了各種傳輸數(shù)據(jù)通道用的軟件服務器協(xié)議。本設計采用虛擬的三菱PLC編程軟件及仿真軟件，因此，通過用OPC服務軟件進行傳輸數(shù)據(jù)，以實現(xiàn)組態(tài)界面與虛擬的三菱編程和仿真軟件進行通信。，選擇并單擊設備中的OPC服務協(xié)議，將會打開該服務器的新建連接窗口，然后按照下圖中的數(shù)據(jù)設置O