舞台灯的PLC控制系统设计开题报告.doc

机电工程系毕业论文开题报告学生姓名亓鹏学号201300000014所在系机电工程系专业班级13级高职二班论文题目舞台灯的PLC控制系统设计指导教师宋健预计完成时间 一、绪论随着科技日新月异的发展，以及人们生活环境的不断改善和美化，在许多场合我们都可看到彩色灯。LED彩色灯由于其丰富的灯光色彩、低廉的造价以及控制简单等特点而得到广泛运用，用彩灯来装饰街道和城市等建筑物已经成为了一种时尚。 在现代生活中，彩灯作为一种装饰，既可以增强人们的感观，起到广告宣传的作用，又可以增添节日气氛，为人们的生活增添亮丽，用在舞台上增强晚会灯光效果。舞台灯光在现代舞台演出中的作用：照明演出，使观众看清演员表演和景物形象;导引观众视线;塑造人物形象，烘托情感和展现舞台幻觉;创造剧中需要的空间环境;渲染剧中气氛;显示时、空转换，突出戏剧矛盾冲突和加强舞台节奏，丰富艺术感染力。有时也配合舞台特技。在现代演出中，灯光的强度、色彩、照明区的分布，灯光的运动等都具有较大的可塑性与可控性。舞台灯光的艺术效果是随着演出的进展、舞台气氛的不断变换而展现的。舞台灯光是空间艺术与时间艺术的结合体，舞台灯光的历史发展是同戏剧的演变以及科学技术的进步密切相联的。 在本设计中，本打算主要运用PLC来实现实现舞台彩灯的控制。但由于资源有限，只用到了一个PLC，I/O口有限，所以在使用PLC控制的同时，采用硬件电路来弥补I/O不足的问题。如今，触摸屏慢慢的渗入我们生活的每一个角落，由此，采用人机界面的方式来控制舞台彩灯，似乎是不可避免的趋势。基于触摸屏的舞台彩灯控制系统，具有重要的实践意义。二、 PLC的基本知识可编程控制器是60年代末在美国首先出现，当时叫可编程逻辑控制器PLC（Programmable Logic Controller），目的是用来取代继电器，以执行逻辑判断、计时、计数等顺序控制功能。PLC的基本设计思想是把计算机功能完善、灵活、通用等优点和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，控制器的硬件是标准的、通用的。根据实际应用对象，将控制内容编成软件写入控制器的用户程序存储器内。控制器和被控对象连接方便。随着半导体技术，尤其是微处理器和微型计算机技术的发展，到70年代中期以后，PLC已广泛地使用微处理器作为中央处理器，输入输出模块和外围电路也都采用了中、大规模甚至超大规模的集成电路，这时的PLC已不再是逻辑判断功能，还同时具有数据处理、PID调节和数据通信功能。可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算，顺序控制、定时、计算和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统中机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用微处理器的优点。可编程控制器对用户来说，是一种无触点设备，改变程序即可改变生产工艺，因此可在初步设计阶段选用可编程控制器，在实施阶段再确定工艺过程。另一方面，从制造生产可编程控制器的厂商角度看，在制造阶段不需要根据用户的订货要求专门设计控制器，适合批量生产。由于这些特点，可编程控制器问世以后很快受到工业控制界的欢迎，并得到迅速的发展。目前，可编程控制器已成为工厂自动化的强有力工具，得到了广泛的应用。三、舞台灯控制系统的设计思路根据毕业设计的题目要求可知，可将其设计的内容分为三大模块： （1）舞台模型的设计，以及彩灯摆放位置的设计； 由于舞台彩灯的摆放位置很多都不能定死在电路板上，需要灵活一些，才能方便的安放在舞台模型上。为了方便确定彩灯的摆放位置，需要在现有材料的基础上先搭建一个舞台模型。舞台模型的内部材料最好使用能够方便固定灯的材料。 （2）舞台灯的控制电路与程序的设计； 首先确定想要实现的彩灯花样，再由此确定控制电路和程序。在最初的构想中，实现的目标有：背景彩灯的闪烁、部分彩灯的流水、图案的显示以及一些照明灯。 （3）触摸屏界面的设计； 据题目要求，需要控制界面以及监控界面。由此可以看出，第三模块的设计是建立在（1）和（2）设计模块的基础上的，所以将模块三的设计放在了最后。四、舞台灯控制系统硬件电路设计舞台灯设计梯形图如图五、舞台灯控制系统程序设计舞台灯光设计流程图如图 1秒后 1秒后灯区7亮1秒后1秒后1秒后 1秒后 启动灯区1亮灯区2亮1秒后灯区3亮灯区4亮灯区5亮灯区6亮1秒后六、舞台灯控制系统整体调试首先，应仔细检查每台设备的单独运状况，因为电脑灯内部的控制系统和机械部件比较精密，灯光耗电功率大，保护措施也相对比较完善，所以如果由于运输或安装的原因造成内部控制元件或灯泡损伤，电脑灯一般不会正常工作，而想要在复杂灯光系统中确认这种有故障的电脑灯的故障原因比较麻烦，因此尽量要在系统连接或安装以前就单独检查一下每台设备的状况，这样做能做到既检查灯具又检查控制台的目的。其次，要正确的进行灯具的设置。可以说所有的电脑灯都要在正确的设置下才能正常地工作，所以要想单元和系统处在正常有序的状态下，正确的设置非常重要，设置的内容包括：灯具的控制形式，电源的供应方式，运动范围、灯具在系统中的地址，控制线终端的处理方面，其中，灯具在系统中的位置设定在工程中经常发生错误，它的设定是以地址码的选择来进行的，即灯具上DIP开关时必须严格按照产品说明书提供的表格进行，不能草率行事。再者就是对灯光控制设备的设定。电脑灯的最大特点就是，都需要有相应，设定正确的控制设备来控制运行，如果控制台选用不当，设定不合理或出现故障，电脑灯就无法正常工作，甚至不能工作，特别是复杂灯光系统的控制设备在灯光的正常工作中起着重要的作用，因而必须对设备进行设定，设定的内容包括：控制形式，控制信号的输出方式，灯具的型号和数量，控制程序软件的内容等方面。最后需要说明的就：在上述步骤进行完成后，需要检查一遍控制器的动作和电脑灯的动作是否一致灯具的自检是否正常等，另外还有：要注意灯光系统和音响系统相互有无干扰，若有，则记录下产生干的时间和具体设备的型号，以利于日后解决。七、结束语经过我不懈的努力及老师的悉心指导，完成了控制系统的总体方案设计以及PLC控制系统的软、硬件设计。正确合理地进行PLC选型，I/O通道分配，画出PLC输入/输出接线图，主电路图，画出程序流程图（或时序图）、设计梯形图和编写语句表。并对系统进行系统测试、联调及模拟调试。终于完成了舞台灯光设计，本课题是由PLC及其相关知识实现的。在进行毕业设计的过程中，我深刻体会到我的基础功并不是那么的扎实，比如在编程序的时候发现以自己的实力只能用简单的顺序法编写，而对指令却不是很了解，通过课题设计让我感受到PLC指令运用的灵活性和PLC在现代各行各业中的重要地位。在做这次毕业设计的过程中使我学到了很多，在PLC学习中还有一个较为复杂也较为重要的地方，那就是模拟量的学习和使用，希望自己在以后的学习工作中能接触到此列问题，把它搞懂会用。不论做什么事都要真真正正用心去做，要自己不断去摸索，才能让自己快速的成长，这次的经历能让我在以后的工作生活中不断成长、不断进步。八、参考文献1 王淑英编，电气控制与PLC应用M.北京：机械工业出版社，2007.482 王兆义，可编程控制器教程M.上海:机械工业出版社，2004.283 张群生，PLC控制系统J.北京：机械工业出版社，2007.064 何献忠，可编程控制器应用技术M.北京:清华大学出版社，2007.145 杨莹，可编程控制案例教程J.上海:机械工业出版社，2008.166 王军，郑新志，PLC自动控制系统J.山东：山东轻工业学院学报，2004.037 陈光明，赵连玉，可编程控制器应用J.天津：天津理工大学学报，2005.068 蔡瑞娟编，西门子PLC高级培训教程J.北京：人民邮电出版社，2009.889 林春方，可编程控制器原理及其