基于PLC的舞台灯光设计［摘要］本文详细讨论舞台灯光的基本知识与发展和基于s7-200PLC的控制技术，介台灯光的PLC控制管理系统的设计的具体方案与其控制原理，用多种指令实现对舞台灯光中24的控制，通过对时间继电器时间控制的改变可实现不同的灯光效果。舞台灯光也叫“舞台照明”，简称“灯光”，舞台美术造型手段之一。PLC简单易学，可靠性高。其不仅仅具备开关量和模拟量的控制功能，还具有更强的数字计算能力，它的通信功能和模拟量解决能力更强大。它比小型机的指令更丰富，适用于复杂的逻辑控制管理系统以与连续生产的全部过程控制场合。关键词：舞台灯光PLCAbstract:ThispaperdiscussesstagelightingS7-200PLC-basedcontroltechnology,introducesPLCcontrolsystemdesigncontroltheory,usingstagelighting24waterlights,controlledtimerelaytimedifferentlightingeffectscanrealized.Lightingalsocalledstagelighting,referredlight,stageartformonemeans.PLChighreliability.onlyhasanalogcontrolfunctions,alsohasmorecomputingpower,itscommunicationfunctionsanalogprocessingmorepowerful.richerthanminicomputerinstructioncomplexlogiccontrolsystemcontinuousprocesscontrolsituationsKeywords:StagelightingPLC引言1可编程控制器的概论11.1PLC的概述11.2PLC的由来11.3PLC的定义21.4PLC的构成21.5PLC的工作原理31.6PLC的输入与输出41.7PLC的基本性能指标41.7.1PLC的主要特征41.7.2PLC的功能51.8PLC的选型原则101.9PLC的发展的新趋势11PLC控制与继电器控制的比较122.1PLC控制与继电器控制两者区别122.2控制继电器存在的缺点132.3PLC相对于继电器线.2舞台灯光系统的工艺要求153.3本系统的PLC和扩展模块的选择153.4舞台灯光工艺流程图163.5舞台灯光的PLC设计193.5.1元器件使用说明序表193.5.2舞台灯光的I/O地址分配表203.5.3舞台灯光设计外部接线.6舞台灯光设计模拟与调试44结束语46辞46文献47引言目前，PLC始终处于工业自动化控制领域的主战场，为各种各样的自动化控制设备提供了非常可靠的控制应用。其根本原因，在于它能够为自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方案，适合于当前工业公司对自动化的需要。在全球工业计算机控制领域，围绕开放式过程控制管理系统、开放式过程控制系统软件、开放式数据通信协议，已发生巨大变可编程控制器的概论1.1PLC的概述可编程控制器（PLC）是以微处理器为核心，将计算机技术、自动控制技术、通讯技术融为一体的一种专门为适应恶劣的工业环境下而设计的工业控制装置，涉与到很多自动控制、电器方面的知识。经过30多年的发展，在工业生产里获得极其广泛的应用。目前，可编程控制器成为工业自动化领域中最重要、应用最多的控制装置，居工业生产自动化三大支柱（可编程控制器、机器人、计算机辅助设计与制造）的首位。其应用的深度和广度成为衡量一个国家工业自动化程度高低的标志。1.2PLC的由来早期工业生产中普遍的使用的电器自动控制管理系统是继电器-接触器控制管理系统，简称继电器控制系统，随着20世纪工业生产的迅速发展，市场之间的竞争越来越激烈，工业产品更新换代的周期日趋缩短，新产品不断涌现，传统的继电器控制管理系统难以满足现代社会小批量、多品种、低成本、高质量生产方式的生产控制要求，为了改变这一现状，美国通用汽车公司在1969年公开对外招标，要求用新的控制装置取代继电器控制装置，并提出了十项招标指标，在扩展时，原系统只要很小变更；10、用户程序存储器容量至少能扩展到4KB。这就是著名的GM101969年，美国数字设备公司（DEC）研制出第一台PLC，在美国通用汽车自动装配线上试用，获得了成功。这种新型的工业控制装置以其简单易懂，操作便捷，可行性高，通用灵活，体积小，常规使用的寿命长等一系列优点，很快地在美国其他工业领域推广应用。到1971年，已经成功地应用于食品，饮料，冶金，造纸等工业。这一新型工业控制装置的出现，也受到了世界其他几个国家的格外的重视。1971日本从美国引进了这项新技术，很快研制出了日本第一台PLC1973年，西欧国家也研制出它们的第一台PLC。我国从1974年开始研制。于1977年开始工业应1.3PLC的定义PLC英文全称ProgrammableLogicController，中文全称为可编程逻辑控义是：一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制很多类型的机械或生产的全部过程。可编程控制管理系统是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。它采用一种可编程的存储器，在其部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制很多类型的机械设备或生产的全部过程。可编程控制器是计算机技术与自动化控制技术相结合而开发的一种适用工业环境的新型通用自动控制装置，作为传统继电器的替换产品而出现的。随微电子技术和计算机技术的迅猛发展，可编程控制器更多地具有了计算机的功能，不仅能实现逻辑控制，还具有了数据处理、通信、网络等功能。由于它可通过软件来改变控制过程，而且具有体积小、组装维护方便、编程简单、可靠性高、抗干扰能力强等特点，已大范围的应用于工业控制的所有的领域，大大推进了机电一体化的进程。可编程控制器（PLC），是集自动控制技术、计算机技术、和通讯技术为一体的高科技产品。具有可靠性高，功能齐全，使用灵活方便等优点。由此可见，用PLC控制的智能型舞台灯比传统的舞台灯控制优越的多。1.4PLC的构成从结构上分，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC包括CPUO板、显示面板、存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC 括CPU模块、I/O模块、存、电源模块、底板或机架，这些模块可根据一定规则组合配 1.5PLC 的工作原理 PLC的工作原理：电力线是一个极其不稳定的高躁声、强衰减的传输通道， 要实现可 靠的电力线高速数据通信，一定要解决低压配电网上各种各样的因素如：噪声、 阻抗波动、配电网 结构、电磁兼容性以与线路阻抗和容性负载引起的信号衰减等 重要的因素对数据传输的影 扫描技术当PLC投入运行后，其工作过程大体上分为三个阶段，即输入采样、用户程序 执行和输 出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期 间，PLC的CPU以 一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。 输入采样阶段在输入采样阶段，PLC 以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它 们存入 映象区中的相应得单元。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这 两个阶段中，即使输入状态和数据发生明显的变化，I/O 映象区中的相 应单元的状态和数据也不 会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的 宽度必须大于一个扫描周期，才能 保证在任何情况下，该输入均能被读入。 用户程序执行阶段在用户程序执行阶段，PLC 总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯 扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后 右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算， 然后根据逻辑运算的结果， 刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态； 或者刷新该输出线圈在I/O映象区中 对应位的状态；或者确定是不是要执行该梯形 图所规定的特殊功能指令。即在用户程序执行 过程中，只有输入点在 映象区的状态和数据不会发生明显的变化，而其他输出点和软设备在 I/O映象区或系统RAM存 储区的状态和数据都有可能发生明显的变化，而且排在上面的梯形图， 其程序执行结果 会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在下 面的梯 形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上 输出刷新阶段当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O 映象区 对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外 设。这时，才是PLC 的线 PLC 的输入与输出 PLC与电气回路的接口，是通过输入输出部分（I/O）完成的。1/O模块集成 电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。输入模块将 电信号变换成数字信号进入PLC 系统，输出模块相反。【/O分为 开关量输入（DI），开 关量输出（DO），模拟量输入（AI），模拟量输出（AO）等 模块。 开关量是指只有开和关（或 用的I/O分类如下：开关量：按电压水平分，有 220VAC、110VAC、24VDC，按隔离方式分，有继 （0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit 除了上述通用IO外，还有特殊IO模块，如热电阻、热电偶、脉冲等模块。按I/O点数确定模块规格与数量，I/O模块可多可少，但其最大数受CPU所 能管理的 基本配置的能力，即受最大的底板或机架槽数限制。 电源模块：PLC 电源用于为 PLC 各模块的集成电路提供工作电源。同时，有 的还为

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