【家用电器产品维修工技术论文：舞台艺术灯饰的PLC程序设计3300字（论文）】

第一章引言目前，舞台艺术灯饰有三种控制方式:单片机控制、继电器控制及PLC控制。根据舞台艺术灯饰的控制要求，选用LG的PLC及触摸屏，利用软件与硬件相结合智能控制舞台灯光，智能的呈现出适合各种场合的灯光背景。使用简明的梯形图编程，并且可以在线修改程序，完成PLC控制舞台灯后，用软件对触摸屏进行编程，并与PLC通讯，从而更加便捷地控制舞台灯光，实现人机交互。第二章可编程控制器的概论1.1PLC的定义PLC英文全称ProgrammableLogicController，中文全称为可编程逻辑控制器，定义是：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，用于其内部存储程序，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/输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制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，在其内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各种类型的机械设备或生产过程。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，是作为传统继电器的替换产品而出现的。随着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.已广泛应用于工业控制的各个领域，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控制的智能型舞台艺术灯比传统的舞台艺术灯控制优越的多。1.2PLC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CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。1.3PLC的特点1.3.1控制方式继电器控制是采用硬件接线实现的，只能完成既定的逻辑控制PLC采用存储逻辑，其控制逻辑是以程序方式存储在内存中，当要改变控制时，只需改变系统中存储的程序即可。1.3.2控制速度继电器控制是依靠其触点的机械动作实现控制的，工作频率低，很难实现快速有效的实时控制，并伴有抖动现象、PLC是依靠程序指令控制半导体电路来实现的，其速度快，而且严格同步，并克服了继电器电路的抖动现象。1.3.3延时控制继电器控制系统是靠时间继电器的滞后动作实现延时控制，而时间继电器定时精度不高，延时时间短暂，受环境影响大，调整困难，只能满足时间间隔不大的生产现场PLC用半导体集成电路作定时器，时钟脉冲由晶体振荡器产生，精度高，普通的延时时间可达到几秒至几十个小时不等调整延时时间方便可靠，几乎可以忽略环境对它的影响，可靠性更高。第三章舞台艺术灯饰的控制要求本设计控制要求分为三部分(见图1)。(1)第一部分39只舞台灯的控制对象有8个，可以分为三组，当按下启动按钮时，舞台灯会进入规律闪烁阶段，三组舞台灯将会同时执行闪烁过程：①第一组：由7号拱形灯组成。首先7号灯一亮一灭交替进行，时间间隔为1秒。图1舞台艺术灯饰造型图②第二组：由3、4、5、6号拱形灯组成。3号灯亮4秒—4号灯亮3秒—5号灯亮2秒—6号灯亮1秒—3、4、5、6号灯全灭—3号灯亮4秒，如此周而复始地循环。③第三组：由0、1、2号拱形灯组成。2号灯亮3秒—1号灯亮2秒—0号灯亮1秒—0、1、2号灯全灭—0号灯亮3秒，如此周而复始地循环。(2)第二部分当按下全亮按钮时，舞台灯会全部点亮，点亮时间可以通过触摸屏手动设置，并实现自动设置时间监控。(3)第三部分当按下停止按钮时，舞台灯光全灭。第四章设计思路与步骤(1)用CAD画出舞台艺术灯饰造型图，如图1所示。(2)用Protel画出舞台艺术灯饰的焊接电路图，如图2所示。(3)购买元件，焊接舞台灯电路。(4)完成PLC编程，使PLC与电脑通讯，将PLC程序下载并调试。(5)触摸屏的画面设计与按键设置。(6)使触摸屏与电脑通讯，下载触摸屏画面并调试。(7)组态的画面设计和对变量的设置。(8)完成组态与PLC的通讯，动态演示灯光效果。(9)将舞台灯、PLC、触摸屏及组态连接，运行结果。图2舞台艺术灯饰焊接电路图4.1硬件及外围元器件根据舞台灯的控制要求，本模块所用的器件有：启动按钮SB1、停止按钮SB2、彩灯八道、220V交流电源、手持式可编程控制器、输入/输出端口接线如图2所示。由图可见：启动按钮SB1接于输入继电器X0端，停止按钮SB2接于输入继电器X1端，0～7号灯分别接于输出继电器Y7～Y0端。将输出端的COM0、COM1、COM2与COM3用导线相连，输出端的电源为交流220V。如果舞台灯的功率较大，一个输出继电器不能带动所有彩灯，可以采用输出继电器先带动中间继电器，再由中间继电器驱动舞台灯。4.2软件设计及调试根据舞台灯的控制要求，可做出舞台灯的控制时序图，如图3所示。图3舞台灯饰设计时序图根据图3所示的舞台艺术灯饰控制时序图，列出其顺序功能图，如图4所示。图4舞台艺术灯饰控制顺序功能图图5为用辅助继电器和状态继电器编制的梯形图，其对应的指令表列于表1中。舞台艺术灯饰顺序控制梯形图指令输入PLC编程器运行。工作时，可编程控制器处于运行状态，按下启动按钮SB1，则0～7号灯闪亮的时序为：7号灯一亮一灭交替进行；6、5、4和3号灯由外到内依次点亮，再全灭，然后重复上述过程，循环往复；2、1和0号阶梯形灯由上到下，依次点亮，再全灭，然后重复上述过程，循环往复。按下停止按钮SB2，整个系统停止运行，所有灯都熄灭。除上方法之外，还有经验设计法等其他方法，这里就不一一列出。4.3舞台艺术灯饰的PLC程序设计思路(1)第一部分：全亮程序的编写，使用辅助继电器、定时器及数据存储器指令编程，用数据存储器完成用户输入的全亮时间。(2)第二部分：实现开始按钮、停止按钮、全亮按钮的自锁与互锁，用常闭指令实现3个按钮的相互制约关系。(3)第三部分：用定时器编程控制7号灯组一亮一灭。(4)第四部分：用定时器编程控制3、4、5、6号灯组依次闪亮并全灭，用常开指令完成此程序的循环。(5)第五部分：用定时器编程控制2、1、0号灯组依次闪亮并全灭，用常开指令完成此程序的循环。(6)第六部分：将控制同一灯组的辅助继电器并联后通到输出继电器P40－P47，用END结束程序编写。4.4舞台灯饰的I/O分配表舞台灯饰的I/O分配表见表1。表1I/O分配表第五章结语全亮程序的编写，使用辅助继电器、定时器及数据存储器指令编程，用数据存储器完成用户输入的全亮时间。本设计与市场上的舞台艺术灯饰相比较，本设计的舞台艺术灯饰系统更加稳定，并且方便修改程序，更加便捷地适用各种场合，并且不易损坏，维修方便。参考文献[1]孙蓉.舞台灯光控制设备在灯光设计中的重要性[J].大众文艺,2016,10:101.[2]匡昕.现代舞台灯光效果控制方式与技术原理分析[J].电子世界,2016,12:17.[3]许青.舞台灯光控制技术及其发展研究[J].戏剧之家,2015,01:104.[4]李国有.论大型体育馆舞台灯光及配电设计[J].建筑电气,2015,03:18-22.[5]李晓巍.舞台灯光控制技术及其发展[J].中国新技术新产品,2015,13:35.[6]钟柱培.PLC在舞台灯光中的应用[J].电子制作,2014,07:34-36.[7]