【正文】 值此畢業(yè)論文完成之際，我謹(jǐn)向所有關(guān)心、愛(ài)護(hù)、幫助我的人們表示最誠(chéng)摯的感謝與最美好的祝愿。這次從課程學(xué)習(xí)、論文選題、課題研究到論文撰寫無(wú)不凝聚著導(dǎo)師的心血和汗水。謝 辭在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)中，得到喬琳君老師的精心指導(dǎo)。終于完成了舞臺(tái)燈光設(shè)計(jì)，本課題是由 PLC 及其相關(guān)知識(shí)實(shí)現(xiàn)的。方式一：方式二：方式三：通過(guò)西門子 S7200 漢化仿真軟件的調(diào)試，此程序完全符合內(nèi)容要求。表 31 CPU22X（CPU226）主要技術(shù)指標(biāo)表型號(hào) CPU226程序/字 4096用戶數(shù)據(jù)/字 2560用戶儲(chǔ)存器類型 EEFPROM本機(jī) I/O 24 入/16 出數(shù)字量 I/O 映像區(qū)大小/bit 256最大模擬量輸入/輸出 32 入/32 出I/O 映像寄存器/bit 1281/和 1280順序控制繼電器/bit 256根據(jù)本設(shè)計(jì)舞臺(tái)燈的控制的需要，PLC 控制系統(tǒng)的輸入信號(hào)有 2 個(gè)按鈕開(kāi)關(guān)，輸出信號(hào)有 24 個(gè)彩燈。所用的擴(kuò)展模板為 EM223（8I/8Q） 。 在短時(shí)間內(nèi)可輪換多種不同 劇種的燈光操作方案。這就是我們所說(shuō)的經(jīng)濟(jì)性原則。一般演藝廳的舞臺(tái)燈光設(shè)計(jì)都是為了烘托出好的娛樂(lè)氣氛。3 舞臺(tái)燈光的 PLC設(shè)計(jì)舞臺(tái)燈光系統(tǒng)設(shè)計(jì)是遵循舞臺(tái)藝術(shù)表演的規(guī)律和特殊使用要求進(jìn)行配置的 其目的在于將各種表演藝術(shù)再現(xiàn)過(guò)程所需的燈光工藝設(shè)備按系統(tǒng)工程進(jìn)行設(shè)計(jì)配置使舞臺(tái)燈光系統(tǒng)準(zhǔn)確、圓滿地為藝術(shù)展示服務(wù)。 梯形圖語(yǔ)言實(shí)際上是一種面向用戶的一種高級(jí)語(yǔ)言，可編程序控制器在執(zhí)行梯形圖的程序時(shí)，用解釋程序?qū)⑺胺g”成匯編語(yǔ)言后再去執(zhí)行。對(duì)于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，梯形圖的設(shè)計(jì)時(shí)間比設(shè)計(jì)繼電器系統(tǒng)電路圖的時(shí)間要少得多。 PLC 采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施，具有很強(qiáng)的抗干擾能力，平均無(wú)故障時(shí)間達(dá)到數(shù)萬(wàn)小時(shí)以上，可以直接用于有強(qiáng)烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，PLC已被廣大用戶公認(rèn)為最可靠的工業(yè)控制設(shè)備之一。楞編程序控制器的安裝接線也很方便，一般用接線端子連接外部接線。與相同功能的繼電器相比，具有很高的性能價(jià)格比。再者，對(duì)一個(gè)具體使用的裝有上百個(gè)繼電器的設(shè)備，其控制箱將是龐大而笨重的。他們比以往的產(chǎn)品具有更高的可靠性。而 PLC 采用半導(dǎo)體集成電路做定時(shí)器，時(shí)鐘脈沖由晶體振蕩器產(chǎn)生，精度高，定時(shí)范圍寬，用戶可根據(jù)需要在程序中設(shè)定定時(shí)值，修改方便，不受環(huán)境的影響，且 PLC 具有計(jì)數(shù)功能，而電器控制一般不具備計(jì)數(shù)功能。觸點(diǎn)數(shù)目不同，硬繼電器的觸點(diǎn)數(shù)量有限，用于控制的繼電器觸點(diǎn)一般為48 對(duì)，而梯形圖中每只“軟繼電器”供編程使用的觸點(diǎn)數(shù)是無(wú)限對(duì)的。而 PLC 采用了計(jì)算機(jī)技術(shù)，其控制邏輯是以程序的方式存放在存儲(chǔ)器中，要改變控制邏輯只需改變程序，因而很容易改變或增加系統(tǒng)功能。同時(shí)，為了進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性，PLC產(chǎn)品還采用了硬件冗余和容錯(cuò)技術(shù)。(4) 多種編程語(yǔ)言并存，互補(bǔ)不足。(2) 豐富 I/O 模塊，使 PLC 在實(shí)時(shí)性、精度、分辨率、人機(jī)對(duì)話等性能方面進(jìn)一步得到改善和提高。對(duì)于控制軟件來(lái)講，這是 PLC 控制器的核心，PLC 供應(yīng)商正在向工業(yè)用戶提供開(kāi)放式的編程組態(tài)工具軟件，而且對(duì)于工業(yè)用戶表現(xiàn)得非常積極。 PLC 技術(shù)展的最終趨勢(shì)仍然是人們所爭(zhēng)論的焦點(diǎn)之一。 PLC的發(fā)展趨勢(shì)長(zhǎng)期以來(lái)，PLC 始終處于工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域的主戰(zhàn)場(chǎng)，為各種各樣的自動(dòng)化控制設(shè)備提供了非?？煽康目刂茟?yīng)用。 PLC的選型原則在 PLC 系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)確定控制方案，下一步工作就是 PLC 工程設(shè)計(jì)選型。經(jīng)濟(jì)指標(biāo)最簡(jiǎn)單的就是看價(jià)格。經(jīng)濟(jì)指標(biāo)以上七條講的都是 PLC 的技術(shù)性能。A=MTBF/(MTBF+MTTR)式中 A有效率MTBF平均故障間隔時(shí)間MTTR平均修復(fù)時(shí)間當(dāng)然，A 值越大越好，它可使 PLC 系統(tǒng)得到充分的利用，是為什么要使用PLC 的重要指標(biāo)?？傊瑸榱擞煤?PLC，PLC 的支持軟件越來(lái)越豐富，性能也越來(lái)越好，其界面也越來(lái)越友好，也因此，它的情況如何，已成為評(píng)判 PLC 性能的指標(biāo)之一。此外，也有專用于監(jiān)控 PLC 工作的軟件，它多與 PLC 的監(jiān)視終端連用。再前進(jìn)一步，從理論上講使用自然語(yǔ)言編程也是完全可能的。從根本上講，只要能實(shí)現(xiàn)這個(gè)轉(zhuǎn)換的，什么高級(jí)語(yǔ)言都可以。這種混合語(yǔ)言有不同的實(shí)現(xiàn)方法，而且多用于大型的 PLC 的編程。梯形圖與流程圖混合語(yǔ)言。流程圖語(yǔ)言，它也是圖形語(yǔ)言，不過(guò)所用的符號(hào)不與電氣元件符號(hào)相似，而與計(jì)算機(jī)用的流程圖符號(hào)相似，便干計(jì)算機(jī)工作人員了解與熟悉。梯形圖語(yǔ)言是圖形語(yǔ)言，它用類似于繼電器電路圖的符號(hào)表達(dá) PLC 實(shí)現(xiàn)控制的邏輯關(guān)系。助記符語(yǔ)言是最基本也是最簡(jiǎn)單的 PLC 語(yǔ)言。除了指令，為進(jìn)行通訊，PLC 還有相應(yīng)的協(xié)議與通訊指令或命令，這些也反映了 PLC 的性能。流程控制指令也較多，運(yùn)用得好，可使程序簡(jiǎn)練，并便于調(diào)試與閱讀。數(shù)據(jù)運(yùn)算指令，用于進(jìn)數(shù)據(jù)的運(yùn)算，如十、一、X、/ 等，可進(jìn)行整形數(shù)計(jì)算，有的還可浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算；也可進(jìn)行邏輯量運(yùn)算，等等。功能很強(qiáng)的指令，綜合多種作用的指令日見(jiàn)增多。此外還有其它一些內(nèi)部器件，了解某PLC 性能時(shí)，也都必須掌握它。小型機(jī)也如此。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，用以存儲(chǔ)工作數(shù)據(jù)。定時(shí)值可任意設(shè)定。有的內(nèi)部繼電器還可丟電保持，即它的狀態(tài)（ON 或 OFF） 、PLC 丟電后，靠?jī)?nèi)部電池仍予以保持。 內(nèi)部繼電器數(shù)，有的稱為標(biāo)志位數(shù)，代表著 PLC 的內(nèi)部繼電器數(shù)。內(nèi)存器件種類越多，數(shù)量越多，越便于 PLC 進(jìn)行種種邏輯量及模擬控制。系統(tǒng)內(nèi)存對(duì)于用戶，主要體現(xiàn)在 PLC 能提供多少內(nèi)部器件。用戶內(nèi)存大小與可存儲(chǔ)的用戶程序量有關(guān)。內(nèi)存容量PLC 內(nèi)存有用戶及系統(tǒng)兩大部分。性能高的、大型的 PLC 響應(yīng)點(diǎn)數(shù)更多。不同的 PLC 措施也不完全相同，提高響應(yīng)速度的效果也不同。這時(shí)，要多等待一個(gè)周期，PLC 的輸入映射區(qū)才能接受到這個(gè)新的輸入信號(hào)?？刂埔?guī)模是對(duì) PLC 其它性能指標(biāo)起著制約作用的指標(biāo)；也是 PLC 劃分為微、小、中、大和特大型的標(biāo)準(zhǔn)。這些電路集成于 I/O 模塊中，而每個(gè)模塊有多少路的 I/O 點(diǎn)總是有數(shù)的。同時(shí)點(diǎn)數(shù)多，系統(tǒng)的存儲(chǔ)器輸入、輸出的信號(hào)區(qū)（輸入輸出繼電器區(qū)或稱輸入、輸出映射區(qū)）也大。為了避免這個(gè)情況，PLC 的工作速度就要快。這就是把工作速度作為 PLC 第一指標(biāo)的原因。多數(shù) PLC 都可對(duì)一個(gè)或多個(gè)輸入點(diǎn)作快速響應(yīng)，快速響應(yīng)時(shí)間僅幾個(gè)毫秒。為了處理急需響應(yīng)的輸入信號(hào)，PLC 有種種措施。當(dāng)輸入信號(hào)送入PLC 時(shí)，PLC 的輸入刷新正好結(jié)束，就是這種情況。執(zhí)行時(shí)間短可加快 PLC 對(duì)一般輸入信號(hào)的響應(yīng)速度。指令不同，執(zhí)行的時(shí)間也不同。速度高了，才可能通過(guò)運(yùn)行程序?qū)崿F(xiàn)控制，才可能不斷擴(kuò)大控制規(guī)模，才可能發(fā)揮 PLC 的多種多樣的作用。 PLC 不需要專門的機(jī)房可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運(yùn)行使用時(shí)只需將現(xiàn)場(chǎng)的各種設(shè)備與 PLC 相應(yīng)的 I/O 端相連接即可投入運(yùn)行, 各種模塊上均有運(yùn)行和故障指示裝置便于用戶了解運(yùn)行情況和查找故障, 由于采用模塊化結(jié)構(gòu)因此一旦某模塊發(fā)生故障用戶可以通過(guò)更換模塊的方法使系統(tǒng)迅速恢復(fù)運(yùn)行。 為了適應(yīng)各種工業(yè)控制需要除了單元式的小型 PLC 以外絕大多數(shù) PLC 均采用模塊化結(jié)構(gòu) PLC 的各個(gè)部件包括 CPU 電源 I/O 等均采用模塊化設(shè)計(jì)由機(jī)架及電纜將各模塊連接起來(lái)系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶的需要自行組合。 傳感器及變送器。PLC 針對(duì)不同的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，如：交流或直流；開(kāi)關(guān)量或模擬量；電壓或電流；脈沖或電位；強(qiáng)電或弱電等。5）對(duì)采用的器件進(jìn)行嚴(yán)格的篩選。1）所有的 I/O 接口電路均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的外電路與 PLC 內(nèi)部電路之間電氣上隔離。同時(shí)，有的還為輸入電路提供 24V 的工作電源。模擬量：按信號(hào)類型分，有電流型（420mA,020mA） 、電壓型（010V,05V,1010V）等，按精度分，有 12bit,14bit,16bit 等。輸入模塊將電信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)進(jìn)入 PLC 系統(tǒng)，輸出模塊相反。在此期間，CPU 按照I/O 映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。(2) 用戶程序執(zhí)行階段在用戶程序執(zhí)行階段，PLC 總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。(1) 輸入采樣階段在輸入采樣階段，PLC 以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入 I/O 映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。 PLC的工作原理PLC 的工作原理：電力線是一個(gè)極其不穩(wěn)定的高躁聲、強(qiáng)衰減的傳輸通道，要實(shí)現(xiàn)可靠的電力線高速數(shù)據(jù)通信，必須解決低壓配電網(wǎng)上各種因素如：噪聲、阻抗波動(dòng)、配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、電磁兼容性以及線路阻抗和容性負(fù)載引起的信號(hào)衰減等主要因素對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊?。由此可?jiàn)，用PLC 控制的智能型舞臺(tái)燈比傳統(tǒng)的舞臺(tái)燈控制優(yōu)越的多。隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，可編程控制器更多地具有了計(jì)算機(jī)的功能，不僅能實(shí)現(xiàn)邏輯控制，還具有了數(shù)據(jù)處理、通信、網(wǎng)絡(luò)等功能。它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算,順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。1973年，西歐國(guó)家也研制出它們的第一臺(tái) PLC。這種新型的工業(yè)控制裝置以其簡(jiǎn)單易懂，操作方便，可行性高，通用靈活，體積小，使用壽命長(zhǎng)等一系列優(yōu)點(diǎn)，很快地在美國(guó)其他工業(yè)領(lǐng)域推廣應(yīng)用。其應(yīng)用的深度和廣度成為衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)自動(dòng)化程度高低的標(biāo)志。在全球工業(yè)計(jì)算機(jī)控制領(lǐng)域，圍繞開(kāi)放式過(guò)程控制系統(tǒng)、開(kāi)放式過(guò)程控制軟件、開(kāi)放式數(shù)據(jù)通信協(xié)議，已經(jīng)發(fā)生巨大變革。其不僅具有開(kāi)關(guān)量和模擬量的控制功能，還具有更強(qiáng)的數(shù)字計(jì)算能力，它的通信功能和模擬量處理能力更強(qiáng)大?；?PLC的舞臺(tái)燈光設(shè)計(jì)【摘要】本文詳細(xì)討論舞臺(tái)燈光的基本知識(shí)及發(fā)展和基于 s7200PLC 的控制技術(shù)，介紹了舞臺(tái)燈光的 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案及其控制原理，用多種指令實(shí)現(xiàn)對(duì)舞臺(tái)燈光中 24 只燈的控制，通過(guò)對(duì)時(shí)間繼電器時(shí)間控制的改變可實(shí)現(xiàn)不同的燈光效果。它比小型機(jī)的指令更豐富，適用于復(fù)雜的邏輯控制系統(tǒng)以及連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程控制場(chǎng)合。1 可編程控制器的概論 PLC的概述可編程控制器（PLC）是以微處理器為核心，將計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、通訊技術(shù)融為一體的一種專門為適應(yīng)惡劣的工業(yè)環(huán)境下而設(shè)計(jì)的工業(yè)控制裝置，涉及到很多自動(dòng)控制、電器方面的知識(shí)。 PLC的由來(lái)早期工業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用的電器自動(dòng)控制系統(tǒng)是繼電器接觸器控制系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱繼電器控制系統(tǒng)，隨著 20 世紀(jì)工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，工業(yè)產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期日趨縮短，新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)難以滿足現(xiàn)代社會(huì)小批量、多品種、低成本、高質(zhì)量生產(chǎn)方式的生產(chǎn)控制要求，為了改變這一現(xiàn)狀，美國(guó)通用汽車公司在 1969 年公開(kāi)招標(biāo)，要求用新的控制裝置取代繼電器控制裝置，并提出了十項(xiàng)招標(biāo)指標(biāo)，即：編程方便，現(xiàn)場(chǎng)可修改程序；維修方便，采用模塊化結(jié)構(gòu)；可靠性高于繼電器控制裝置；體積小于繼電器控制裝置；數(shù)據(jù)可直接送入管理計(jì)算機(jī)；成本可與繼電器控制裝置競(jìng)爭(zhēng)；輸入可以是交流 115V；輸出為交流 115V，2A 以上，能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥，接觸器等；在擴(kuò)展時(shí)，原系統(tǒng)只要很小變更；用戶程序存儲(chǔ)器容量至少能擴(kuò)展到 4KB。到 1971 年，已經(jīng)成功地應(yīng)用于食品，飲料，冶金，造紙等工業(yè)。我國(guó)從 1974 年開(kāi)始研制?？删幊炭刂葡到y(tǒng)是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)。由于它可通過(guò)軟件來(lái)改變控制過(guò)程，而且具有體積小、組裝維護(hù)方便、編程簡(jiǎn)單、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域，大大推進(jìn)了機(jī)電一體化的進(jìn)程。 PLC的構(gòu)成從結(jié)構(gòu)上分，PLC 分為固定式和組合式（模塊式）兩種。1. 掃描技術(shù)當(dāng) PLC 投入運(yùn)行后，其工作過(guò)程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。輸