畢業(yè)設(shè)計(jì)--舞臺(tái)plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）</b></p><p>　　舞臺(tái)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　二Ο一四年 月 日二Ο一四年 月 日</p><p>　　二Ο一四年 十二 月三十日</p><p>　　舞臺(tái)是為演員表演提供的空間，它可以使觀眾的注意力集中于演員的表演并獲得理

2、想的觀賞效果。舞臺(tái)通常由一個(gè)或多個(gè)平臺(tái)構(gòu)成，它們有的可以升降。劇場(chǎng)建筑的主要構(gòu)成部分之一。指觀眾席前面的演出場(chǎng)所。古代露天劇場(chǎng)的舞臺(tái)主臺(tái)大都前伸于觀眾席之中，或低于觀眾席（如古希臘扇形劇場(chǎng)的舞臺(tái)），或高于觀眾席（如中國(guó)的廟臺(tái)），供觀眾從三面看戲。室內(nèi)劇場(chǎng)的舞臺(tái)通常正對(duì)觀眾席，有鏡框舞臺(tái)、伸出型舞臺(tái)、中心舞臺(tái)等。</p><p><b>　　目錄</b></p><p>

3、;　　1緒論...........................................1</p><p>　　1.1課題研究背景..............................1</p><p>　　1.2本課設(shè)計(jì)的內(nèi)容............................4</p><p>　　1.3本課設(shè)計(jì)的目的意義..........

4、..............5</p><p>　　2系統(tǒng)控制方案的確定.............................6</p><p>　　2.1自動(dòng)舞臺(tái)的概述............................6</p><p>　　2.2采用PLC控制自動(dòng)舞臺(tái)的優(yōu)點(diǎn)................6</p><p>　　

5、2.3系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟........................6</p><p>　　2.4系統(tǒng)控制方案..............................8</p><p>　　2.5自動(dòng)舞臺(tái)控制系統(tǒng)及原因圖..................9</p><p>　　3系統(tǒng)文件設(shè)計(jì).................................

6、..11</p><p>　　3.1可編程控制(PLC)的選型.....................11</p><p>　　3.2電動(dòng)機(jī)選型................................16</p><p>　　3.3硬件接線圖................................18</p><p>　　3

7、.4I/O分配表.................................20</p><p>　　4電器原理及系統(tǒng)流程設(shè)計(jì).........................22</p><p>　　4.1舞臺(tái)控制程序的工作原理....................22</p><p>　　4.2系統(tǒng)工作流程圖.......................

8、.....24</p><p>　　5設(shè)計(jì)總結(jié).......................................25</p><p>　　致謝............................................26</p><p>　　參考文獻(xiàn)........................................27<

9、/p><p>　　附錄:梯形圖.....................................28</p><p>　　舞臺(tái)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　摘要:針對(duì)劇院舞臺(tái)的臺(tái)面固定，造型、風(fēng)格單一，舞美總體效果達(dá)不到表演要求的現(xiàn)狀，依據(jù)舞臺(tái)建造時(shí)的總體工藝方案設(shè)計(jì)，通過(guò)PLC控制及機(jī)、電、液一體化技術(shù)使實(shí)現(xiàn)舞臺(tái)的升降、移動(dòng)升降、伸縮、伸縮升降等運(yùn)動(dòng)

10、，從而達(dá)到舞臺(tái)與舞美、演員、場(chǎng)景、燈光等協(xié)調(diào)變化功能，使精彩紛呈的演出更加豐富多彩、變幻無(wú)窮?？蓾M足各種演出節(jié)目的要求，故可免去許多原來(lái)須根據(jù)不同演出搭建不同舞臺(tái)的重復(fù)搭建演出舞臺(tái)的弊端，并且還增加了演出的場(chǎng)景變化，豐富了演出效果。 </p><p>　　本文研究目標(biāo)是研究、開(kāi)發(fā)一套基于組態(tài)軟件技術(shù)和PLC控制技術(shù)的舞臺(tái)控制系統(tǒng)。通過(guò)plc控制液壓升降臂及交流電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)舞臺(tái)的上升下降及三層簾幕的開(kāi)啟與

11、關(guān)閉。通過(guò)plc控制舞臺(tái)左右三層幕簾的開(kāi)啟和舞臺(tái)的上升和下降，當(dāng)摁下開(kāi)始按鈕時(shí)蜂鳴器拉響五秒鐘。當(dāng)報(bào)警停止后窗簾拉開(kāi)指令被置為on而且臺(tái)幕拉開(kāi)到左右兩端。在臺(tái)幕完全拉開(kāi)后，舞臺(tái)開(kāi)始上升且上升到最高位置時(shí)自動(dòng)停止。當(dāng)摁下停止按鈕時(shí)舞臺(tái)從最高點(diǎn)下降到最低點(diǎn)，然后臺(tái)幕自動(dòng)關(guān)閉。僅當(dāng)臺(tái)幕關(guān)閉和舞臺(tái)降到最低點(diǎn)是開(kāi)始才能被置為on。可手動(dòng)控制臺(tái)幕的拉開(kāi)程度和舞臺(tái)的上升高度。根據(jù)臺(tái)幕和舞臺(tái)的動(dòng)作，在操作面板上的指示燈點(diǎn)亮或熄滅。實(shí)現(xiàn)對(duì)舞臺(tái)的自動(dòng)控制。

12、   </p><p>　　關(guān)鍵詞：舞臺(tái)控制 可編程控制器 </p><p>　　第1章  緒    論</p><p>　　1.1 課題研究背景 </p><p>　　隨著城市化進(jìn)程的加快和人口大量聚集，使得生活節(jié)奏加快。

13、如今，舞臺(tái)在人們周圍隨處可見(jiàn)；比如學(xué)校，大廈，劇場(chǎng)，小區(qū)等。舞臺(tái)是文化交流，娛樂(lè)大眾，自我展現(xiàn)的重要場(chǎng)所；可以使人心身愉悅，減輕壓力。而自動(dòng)舞臺(tái)是科技發(fā)展的必然產(chǎn)物，形式上和技術(shù)上都要優(yōu)于傳統(tǒng)舞臺(tái)。 </p><p>　　自動(dòng)舞臺(tái)運(yùn)行的靈活性是評(píng)價(jià)舞臺(tái)優(yōu)劣的關(guān)鍵，而這與舞臺(tái)的控制系統(tǒng)息息相關(guān)?？梢愿鶕?jù)場(chǎng)所的需要，設(shè)計(jì)出各種各樣的燈光，升降臺(tái)，旋轉(zhuǎn)臺(tái)等。給人創(chuàng)造更好的視覺(jué)享受。 </p&g

14、t;<p>　　1969 年美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（DEC）研制書上世界第一臺(tái)可編程控制器，并成功地應(yīng)用在美國(guó)（GM）的生產(chǎn)線上。但當(dāng)時(shí)只能進(jìn)行邏輯運(yùn)算，故稱為可編程邏輯控制期，簡(jiǎn)稱PLC（programmable logic controller）。 </p><p>　　70 年代后期，隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)的迅猛發(fā)展，使PLC 從開(kāi)關(guān)量的邏

15、輯控制擴(kuò)展到數(shù)字控制及生產(chǎn)過(guò)程控制域，真正成為一種電子計(jì)算機(jī)工業(yè)控制裝置，故稱為可編程控制器，簡(jiǎn)稱PC（programmable controller）.但由于PC 容易與個(gè)人計(jì)算機(jī)（programmable computer）相混淆，故人們?nèi)粤?xí)慣地用 PLC 作為可編程器的縮寫。 </p><p>　　1985 年國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）對(duì)P

16、LC 的定義如下： </p><p>　　可編程控制器是一種進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算的電子系統(tǒng)，是專為在工業(yè)環(huán)境下的應(yīng)用而設(shè)計(jì)的工業(yè)控制器，它采用了可以編程的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型機(jī)械的生產(chǎn)過(guò)程。 </p><p>　　PLC 是繼電器邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展而來(lái)，所

17、以它在數(shù)學(xué)處理、順序控制方面具有一定優(yōu)勢(shì)。繼電器在控制系統(tǒng)中主要起兩種作用：    </p><p><b>　　邏輯運(yùn)算    </b></p><p><b>　　弱電控制強(qiáng)電。 </b></p><p>　　可編程控制器，簡(jiǎn)稱P

18、LC。它在集成電路、計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一中新型工業(yè)控制設(shè)備。 具有： </p><p>　　（1）可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)</p><p>　?。?）設(shè)計(jì)、安裝容易，維護(hù)工作量少</p><p>　　（3）功能強(qiáng)、通用性好</p><p>　?。?）開(kāi)發(fā)周期短，成功率高</p><p>　　

19、（5）體積小，重量輕、功耗底等特點(diǎn)。</p><p>　　具有功能強(qiáng)、可靠性高、配置靈活、使用方便以及體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化控制的各個(gè)領(lǐng)域，并已成為實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的支柱產(chǎn)品。與繼電——接觸器系統(tǒng)相比系統(tǒng)更加可靠；價(jià)格上能與繼電——接觸器控制系統(tǒng)競(jìng)爭(zhēng)；易于在現(xiàn)場(chǎng)變更程序；便于使用、維護(hù)、維修；能直接推動(dòng)電磁閥、接觸器與于之相當(dāng)?shù)膱?zhí)行機(jī)構(gòu)；能向中央數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)直接傳輸數(shù)據(jù)等。 <

20、;/p><p>　　因此，進(jìn)行自動(dòng)舞臺(tái)PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可以推動(dòng)舞臺(tái)的發(fā)展，擴(kuò)大PLC在自動(dòng)控制領(lǐng)域的應(yīng)用，具有一定的經(jīng)濟(jì)和理論研究的價(jià)值。</p><p>　　1.2 課題設(shè)計(jì)的內(nèi)容</p><p>　　控制舞臺(tái)打開(kāi)或關(guān)閉臺(tái)幕和升高或降低舞臺(tái)（工作方式自動(dòng)和手動(dòng)）。</p><p>　　左臺(tái)幕限位開(kāi)關(guān)為SQ1(外)、SQ2（內(nèi)），

21、右臺(tái)幕限位開(kāi)關(guān)為SQ3（內(nèi)）、SQ4(外)，舞臺(tái)限位開(kāi)關(guān)為SQ5(下)、SQ6（上）。</p><p><b>　　1、自動(dòng)控制</b></p><p>　　當(dāng)關(guān)閉和舞臺(tái)降到最低點(diǎn)時(shí)，按下開(kāi)始開(kāi)關(guān)SB1, 蜂嗚器(Y1)拉響---5秒后. 窗簾打開(kāi)（Y0）----臺(tái)幕會(huì)被拉開(kāi)到左右端外極限(SQ1和SQ4動(dòng)作) 舞臺(tái)上升(Y2)----- 舞臺(tái)開(kāi)始上升在舞臺(tái)上限(SQ

22、6動(dòng)作)，舞臺(tái)停止，進(jìn)行節(jié)目演出----按下結(jié)束開(kāi)關(guān)SB2, 舞臺(tái)開(kāi)始下降（Y3）----在舞臺(tái)下限(SQ5動(dòng)作)， 窗簾關(guān)閉（Y1）-----臺(tái)幕會(huì)被關(guān)閉到內(nèi)極限(SQ2和SQ3動(dòng)作)----原位停止。</p><p><b>　　2、手動(dòng)控制</b></p><p>　　1)SB3被按下時(shí), 臺(tái)幕拉開(kāi),當(dāng)?shù)竭_(dá)外極限(SQ1和SQ4動(dòng)作)時(shí)停止打開(kāi)。</p&g

23、t;<p>　　2) SB4被按下時(shí), 臺(tái)幕關(guān)閉，當(dāng)?shù)竭_(dá)內(nèi)極限(SQ2和SQ3動(dòng)作)時(shí)停止關(guān)閉。</p><p>　　3)SB5被按下時(shí),舞臺(tái)開(kāi)始上升。當(dāng)舞臺(tái)到達(dá)上升極限(SQ6)后停止。</p><p>　　4)SB6被按下時(shí),舞臺(tái)開(kāi)始下降。當(dāng)舞臺(tái)到達(dá)下降極限(SQ5)后停止。</p><p>　　1.3 課題設(shè)計(jì)的目的和意義</p&

24、gt;<p>　　隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)也得到了迅速發(fā)展。而隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快和人口大量集聚，使得社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)加劇，學(xué)習(xí)和工作的壓力加大，生活節(jié)奏加快，精神上壓抑。而舞臺(tái)是文化交流，娛樂(lè)大眾，自我展現(xiàn)的重要場(chǎng)所；可以使人心身愉悅，減輕壓力。自動(dòng)舞臺(tái)是科技發(fā)展的必然產(chǎn)物，形式上和技術(shù)上都要優(yōu)于傳統(tǒng)舞臺(tái)，給人在視覺(jué)上有更好的沖擊效果。 </p><p>

25、　　可編程序控制器（PLC）因?yàn)榉€(wěn)定可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、簡(jiǎn)單易學(xué)、功能強(qiáng)大和使用方便已經(jīng)成為應(yīng)用面最廣、最廣泛的通用工業(yè)控制裝置，成為當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的主要支柱之一。自動(dòng)舞臺(tái)控制要求接入設(shè)備使用簡(jiǎn)便，對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)組態(tài)的編程簡(jiǎn)單，具有人性化的人機(jī)界面，配備應(yīng)用程序庫(kù)，加快編程和調(diào)試速度。通過(guò)PLC 對(duì)程序設(shè)計(jì)，提高了舞臺(tái)的控制水平，并改善了舞臺(tái)的樣式。</p><p>　　第2章 系統(tǒng)控制方案的確定&

26、lt;/p><p>　　2.1 自動(dòng)舞臺(tái)的概述</p><p>　　自動(dòng)舞臺(tái)是將燈光、美術(shù)、機(jī)械融為一體的新型舞臺(tái)，是一種可控的技術(shù)型舞臺(tái)，是科技發(fā)展帶來(lái)的舞臺(tái)藝術(shù)。             </p><p>　　現(xiàn)代城市中的自動(dòng)舞

27、臺(tái)形式已十分豐富，按功能的不同可以分 </p><p>　　音樂(lè)舞臺(tái)，聚光燈舞臺(tái)，機(jī)械升降、旋轉(zhuǎn)舞臺(tái)，以及綜合性舞臺(tái)等</p><p>　　2.2 采用PLC 控制自動(dòng)舞臺(tái)的優(yōu)點(diǎn)</p><p>　?。?）控制方式上看：PLC 軟接線，只需改變控制程序就可輕易改變邏輯或增加功能。  </p><p

28、>　?。?）工作方式上看：PLC 串行工作，不受制約。  </p><p>　　（3）控制速度上看：PLC 通過(guò)半導(dǎo)體來(lái)控制，速度很快，無(wú)觸點(diǎn)，顧而無(wú)抖動(dòng)一說(shuō)。  </p><p>　?。?）定時(shí)、記數(shù)看：PLC 時(shí)鐘脈沖由晶振產(chǎn)生，精度高，定時(shí)范圍寬；有記數(shù)功能。  </p>&

29、lt;p>　?。?）可靠、維護(hù)看: PLC 無(wú)觸點(diǎn)，壽命長(zhǎng)，且有自我診斷功能，對(duì)程序執(zhí)行的監(jiān)控功能，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和維護(hù)方便</p><p>　　2.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟</p><p>　　在自動(dòng)舞臺(tái)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中主要考慮以下幾點(diǎn)：  </p><p>　?。?）深入了解和分析自動(dòng)舞臺(tái)的工藝條件和控制要求。

30、  </p><p>　?。?）確定I/O 設(shè)備。根據(jù)自動(dòng)舞臺(tái)控制系統(tǒng)的功能要求，確定系統(tǒng)所需的輸入、輸出設(shè)備。常用的輸入設(shè)備有按鈕、位置開(kāi)關(guān)等，常用的輸出設(shè)備有電機(jī)、燈光等。 </p><p>　　（3）根據(jù)I/O 點(diǎn)數(shù)選擇合適的PLC 類型。  </p><p>　　（4）分配I/O

31、 點(diǎn)，分配PLC 的輸入輸出點(diǎn)，編制出輸入輸出分配表或者輸入輸出端子的接線圖。  </p><p>　?。?） 設(shè)計(jì)自動(dòng)舞臺(tái)的梯形圖程序，根據(jù)工作要求設(shè)計(jì)出周密完整的梯形圖程序，這是整個(gè)自動(dòng)舞臺(tái)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心工作。  </p><p>　?。?） 將程序輸入PLC 進(jìn)行軟件測(cè)試，查找錯(cuò)誤，使系統(tǒng)程序更

32、加完善</p><p>　　2.4 系統(tǒng)控制方案</p><p>　　自動(dòng)舞臺(tái)示意圖如圖2-1所示：</p><p>　　圖2-1自動(dòng)舞臺(tái)示意圖</p><p>　　自動(dòng)舞臺(tái)系統(tǒng)的控制要求如下：</p><p>　　（1） 舞臺(tái)帷幕兩端和中間共有三個(gè)限位開(kāi)關(guān)SQ1、SQ2、SQ3，SQ4舞臺(tái)中間有圓

33、形升降臺(tái)，升降臺(tái)上下兩端有限位開(kāi)關(guān)SQ6、SQ5</p><p>　?。?） 該舞臺(tái)有兩種工作方式：第一種方式是自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，在自動(dòng)狀態(tài)下舞臺(tái)自動(dòng)運(yùn)行；第二種方式是手動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，在手動(dòng)狀態(tài)下舞臺(tái)可手動(dòng)控制和檢修。工作方式由自動(dòng)/手動(dòng)切換開(kāi)關(guān)來(lái)控制。 </p><p>　?。?） 系統(tǒng)上電默認(rèn)自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，按下開(kāi)幕按鈕，帷幕打開(kāi)；當(dāng)帷幕完全打開(kāi)并碰</p&

34、gt;<p>　　到帷幕左右兩端的限位開(kāi)關(guān)時(shí)停止打開(kāi)；升降臺(tái)上升，當(dāng)升降臺(tái)碰到上限位開(kāi)關(guān)后升降臺(tái)停止上升。在舞臺(tái)完全開(kāi)啟后，按下閉幕按鈕，升降臺(tái)下降，當(dāng)升降臺(tái)碰到下限位開(kāi)關(guān)后升降臺(tái)停止下降；帷幕關(guān)閉，當(dāng)帷幕完全關(guān)閉并碰到帷幕中間限位開(kāi)關(guān)后停止關(guān)閉。在自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)下，任意時(shí)刻按下停止按鈕，系統(tǒng)完成當(dāng)前動(dòng)作后停止，再次按下開(kāi)幕按鈕系統(tǒng)繼續(xù)完成未執(zhí)行的動(dòng)作；按下自動(dòng)/手動(dòng)切換開(kāi)關(guān)系統(tǒng)將 切換到手動(dòng)狀態(tài)。 &l

35、t;/p><p>　?。?） 在手動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)下，可以對(duì)帷幕的打開(kāi)和關(guān)閉，升降臺(tái)的上升和下降進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)控制和檢修，按下自動(dòng)/手動(dòng)切換開(kāi)關(guān)系統(tǒng)將切換到自動(dòng)狀態(tài)。</p><p>　　2.5 自動(dòng)舞臺(tái)控制系統(tǒng)的原理圖 </p><p>　　在自動(dòng)舞臺(tái)中，通過(guò)按鈕開(kāi)關(guān)信號(hào)來(lái)控制PLC；再通過(guò)PLC控制電機(jī)。自動(dòng)舞臺(tái)控制系統(tǒng)的原理圖如圖2-2所示：&l

36、t;/p><p>　　圖2-2  自動(dòng)舞臺(tái)控制系統(tǒng)的原理圖</p><p>　　第3章  系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 可編程控制器(PLC)的選型  </p><p><b>　　1. PLC概述 </b></p>&

37、lt;p>　　PLC 是用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的電控制器。它源于繼電器控制技術(shù)，但基于電子計(jì)算機(jī)。它通過(guò)運(yùn)行存儲(chǔ)在其內(nèi)存中的程序，把經(jīng)輸入電路的物理過(guò)程得到的輸入信息，變換為所要求的輸出信息，進(jìn)而再通過(guò)輸出電路的物理過(guò)程去實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載的控制。  </p><p>　　PLC 基于電子計(jì)算機(jī)，但并不等同于普通計(jì)算機(jī)。普通計(jì)算機(jī)進(jìn)行入出信息變換時(shí)，大多只考慮信息本身，信息入出的物理過(guò)

38、程一般不考慮的。而 PLC 則要考慮信息入出的可靠性、實(shí)時(shí)性，以及信息的實(shí)際使用。特別要考慮怎么適應(yīng)于工業(yè)環(huán)境，如便于安裝，便于維修及抗干擾等問(wèn)題,入出信息變換及可靠的物理實(shí)現(xiàn)，可以說(shuō)是 PLC 實(shí)現(xiàn)控制的兩個(gè)基本要點(diǎn)。PLC 可以通過(guò)它的外設(shè)或通信接口與外界交換信息。其功能要比繼電控制裝置多的多、強(qiáng)的多。  </p><p>　　PLC

39、60;有豐富的指令系統(tǒng)，有各種各樣的I/O 接口、通信接口，有大容量的內(nèi)存，有可靠的自身監(jiān)控系統(tǒng)，因而具有以下基本的功能    </p><p>　　邏輯處理功能；     </p><p>　　數(shù)據(jù)運(yùn)算功能；     </p>

40、<p>　　準(zhǔn)確定時(shí)功能；     </p><p><b>　　高速計(jì)數(shù)功能；  </b></p><p>　?。?）中斷處理（可以實(shí)現(xiàn)各種內(nèi)外中斷）功能；     </p><p>　　（6）程序與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能

41、；      </p><p>　?。?）聯(lián)網(wǎng)通信功能；     </p><p>　?。?）自檢測(cè)、自診斷功能。 </p><p>　　可以說(shuō)，凡普通小型計(jì)算機(jī)能實(shí)現(xiàn)的功能，PLC 幾乎也都可以做到。 </p>

42、<p>　　像PLC 這樣。有很豐富的功能，是別的電控器所沒(méi)有的，更是傳統(tǒng)的繼電控制電路所無(wú)法比擬的。豐富的功能為 PLC 的廣泛應(yīng)用提供了可能，同時(shí)，也為自動(dòng)門行業(yè)的遠(yuǎn)程化、信息化及智能化創(chuàng)造了條件</p><p><b>　　2.PLC工作原理</b></p><p>　?。?）PLC采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的工作方式&#

43、160;</p><p>　?。?）每次掃描過(guò)程。集中對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣。集中對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行刷新。 </p><p>　　（3）輸入刷新過(guò)程。當(dāng)輸入端口關(guān)閉時(shí)，程序在進(jìn)行執(zhí)行階段時(shí)，輸入端有新?tīng)顟B(tài)，新?tīng)顟B(tài)不能被讀入。只有程序進(jìn)行下一次掃描時(shí)，新?tīng)顟B(tài)才被讀入。 </p><p>　　（4）一個(gè)掃描周期分為輸入采樣，程序執(zhí)行，輸出刷新。 &

44、lt;/p><p>　?。?）元件映象寄存器的內(nèi)容是隨著程序的執(zhí)行變化而變化的。 </p><p>　?。?）掃描周期的長(zhǎng)短由三條決定:CPU執(zhí)行指令的速度、指令本身占有的時(shí)間、指令條數(shù) </p><p>　　（7）由于采用集中采樣。集中輸出的方式。存在輸入/輸出滯后的現(xiàn)象，即輸入/輸出響應(yīng)延遲</p><p><b&g

45、t;　　3. PLC選型</b></p><p>　　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。工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要求是設(shè)計(jì)選型的主要依據(jù)。因此，工程設(shè)計(jì)選型和估算時(shí)，應(yīng)詳細(xì)分析工藝過(guò)程的特點(diǎn)、控制要求，控制任務(wù)和范圍確定所需的操作和動(dòng)作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點(diǎn)數(shù)、所需存儲(chǔ)器容量、確定 -&

46、#160;7 - PLC 的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價(jià)格比的 PLC 和設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制系統(tǒng)。 </p><p>　?。?）輸入輸出（I/O）點(diǎn)數(shù)的估算 I/O 點(diǎn)數(shù)估算時(shí)應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔浚ǔ８鶕?jù)統(tǒng)計(jì)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，再增加 10%～20%的可擴(kuò)展。余量后，作為輸入輸出點(diǎn)數(shù)估算數(shù)據(jù)。  &#

47、160; </p><p>　?。?）存儲(chǔ)器容量的估算 存儲(chǔ)器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲(chǔ)單元大小，程序容量是存儲(chǔ)器中用戶應(yīng)用項(xiàng)目使用的存儲(chǔ)單元的大小，因此程序容量小于存儲(chǔ)器容量。設(shè)計(jì)階段，由于用戶應(yīng)用程序還未編制，因此，程序容量在設(shè)計(jì)階段是未知的，需在程序調(diào)試之后才知道。為了設(shè)計(jì)選型時(shí)能對(duì)程序容量有一定估算，通常采用存儲(chǔ)器容量的估算來(lái)替代。 </p>&l

48、t;p>　　存儲(chǔ)器內(nèi)存容量的估算沒(méi)有固定的公式，許多文獻(xiàn)資料中給出了不同公式，大體上都是按數(shù)字量 I/O 點(diǎn)數(shù)的 10～15 倍，加上模擬 I/O 點(diǎn)數(shù)的 100 倍，以此數(shù)為內(nèi)存的總字?jǐn)?shù)（16 位為一個(gè)字），另外再按此數(shù)的25%考慮余量。因此本課題的PLC 內(nèi)存容量選擇應(yīng)能存儲(chǔ)2000 條梯形圖，這樣才能在以后的改造過(guò)程

49、中有足夠的空間。  </p><p>　?。?）控制功能的選擇 該選擇包括運(yùn)算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇。 根據(jù)本課題所設(shè)計(jì)控制的需要，主要介紹以下幾種功能的選擇。   </p><p><b>　　控制功能  </b></p>

50、<p>　　PLC 主要用于順序邏輯控制，因此，大多數(shù)場(chǎng)合常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制，有時(shí)也采用專用的智能輸入輸出單元完成所需的控制功能，提高PLC 的處理速度和節(jié)省存儲(chǔ)器容量。   </p><p><b>　　編程功能  </b></p><p>　　離線編程方式：

51、PLC 和編程器公用一個(gè) CPU，編程器在編程模式時(shí)，CPU 只為編程器提供服務(wù)，不對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制。完成編程后，編程器切換到運(yùn)行模式，CPU 對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制，不能進(jìn)行編程。離線編程方式可降低系統(tǒng)成本，但使用和調(diào)試不方便。在線編程方式：CPU 和編程器有各自的 CPU，主機(jī) CPU 負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)控制，并在一個(gè)掃描周期內(nèi)與編程器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，編程器把在線編制

52、的程序或數(shù)據(jù)發(fā)送到主機(jī)，下一掃描周期，主機(jī)就根據(jù)新收到的程序運(yùn)行。這種方式成本較高，但系統(tǒng)調(diào)試和操作方便，在大中型PLC 中常采用。  </p><p>　　五種標(biāo)準(zhǔn)化編程語(yǔ)言：順序功能圖（SFC）、梯形圖（LD）、功能模塊圖（FBD）三種圖形化語(yǔ)言和語(yǔ)句表（IL）、結(jié)構(gòu)文本（ST）兩種文本語(yǔ)言。選用的編程語(yǔ) - 8 - 言應(yīng)遵守其標(biāo)準(zhǔn)（IEC

53、6113123），同時(shí)，還應(yīng)支持多種語(yǔ)言編程形式，如C，Basic 等，以滿足特殊控制場(chǎng)合的控制要求。  </p><p><b>　　診斷功能  </b></p><p>　　PLC的診斷功能包括硬件和軟件的診斷。硬件診斷通過(guò)硬件的邏輯判斷確定硬件的故障位置，軟件診斷分內(nèi)診斷和外診斷。通過(guò)軟件對(duì) PLC&#

54、160;內(nèi)部的性能和功能進(jìn)行診斷是內(nèi)診斷，通過(guò)軟件對(duì)PLC的CPU與外部輸入輸出等部件信息交換功能進(jìn)行診斷是外診斷。 </p><p>　　PLC 的診斷功能的強(qiáng)弱，直接影響對(duì)操作和維護(hù)人員技術(shù)能力的要求，并影響平均維修時(shí)間。 </p><p><b>　?。?） 機(jī)型的選擇</b></p><p>　　通過(guò)對(duì)輸入

55、/輸出點(diǎn)的選擇、對(duì)存儲(chǔ)容量的選擇、對(duì)I/O 響應(yīng)時(shí)間的選擇以及輸出負(fù)載的特點(diǎn)選型的分許。</p><p>　　S7-200 CPU支持6路高速數(shù)字量輸入（CPU224/226）和兩路高速數(shù)字量輸出（用于PTO/PWM）。新產(chǎn)品CPU224 XP高速輸入中的兩路支持更加高的速度。用作單相脈沖輸入時(shí)，可以達(dá)到200KHz；用作雙相90°正交脈沖輸入時(shí)，速度可達(dá)100KHz。CPU224 XP的

56、兩路高速數(shù)字量輸出速率可以達(dá)到100KHz。</p><p>　　其實(shí)物圖如圖3-1 示。</p><p>　　圖3-1西門子S7-200 CPU224的PLC</p><p>　　3.2 電動(dòng)機(jī)的選型</p><p>　　設(shè)計(jì)中選用三相異步電動(dòng)機(jī)，三相異步電機(jī)是交流電機(jī)的一種，又稱感應(yīng)電機(jī)。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、堅(jiān)固

57、耐用，維修方便、成本較低、價(jià)格便宜等一系列優(yōu)點(diǎn)。其實(shí)物圖如圖3-3示。 </p><p>　　（1）帷幕開(kāi)合電機(jī)選用Y90L-2型號(hào)電機(jī)。此型號(hào)電機(jī)效率高、節(jié)能、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩高、噪聲低、振動(dòng)小、運(yùn)行安全可靠</p><p>　　其實(shí)物圖如圖3-2示：</p><p>　　圖3-2 Y90L-2異步電機(jī)實(shí)物圖</p><p>　

58、　（2） 升降臺(tái)電機(jī)選用YTD-200型號(hào)電機(jī)。此型號(hào)電機(jī)噪聲低、振動(dòng)小、牽引效果較好、運(yùn)行安全可靠。其實(shí)物圖如圖3-3示：</p><p>　　圖3-3 YTD-200異步電機(jī)實(shí)物圖</p><p><b>　　3.3硬件接線圖</b></p><p>　　電機(jī)接線圖如圖3-4所示：</p><p>

59、;<b>　　圖3-4電機(jī)接線圖</b></p><p>　　外部硬件的接線圖3-5所示：</p><p>　　圖3-5PLC外部接線圖</p><p>　　3.4 I/O 分配表：</p><p>　　如表3-1,3-2 </p><p><b>　　表3

60、-1輸入地址表</b></p><p><b>　　表3-2輸出地址表</b></p><p>　　電器原理及系統(tǒng)流程設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1舞臺(tái)控制程序的工作原理 </p><p>　　4.1.1舞臺(tái)升降控制</p><p>　　1．上行操作。當(dāng)按下上行按鈕時(shí)，上行

61、狀態(tài)被置位并自鎖，同時(shí)抱閘動(dòng)作吸合。舞臺(tái)上行繼電器線圈得電動(dòng)作，變頻器的FWD與CM之間短接同時(shí)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)液壓裝置工作舞臺(tái)上升。與此同時(shí)舞臺(tái)上行的指示燈被點(diǎn)亮；如果此時(shí)不按下停止按鈕或者按急停按鈕，當(dāng)舞臺(tái)上升碰到上減速行程開(kāi)關(guān)時(shí)，上行狀態(tài)位被復(fù)位保持狀態(tài)結(jié)束，舞臺(tái)上行繼電器線圈失電，同時(shí)由變頻器驅(qū)動(dòng)的交流電動(dòng)機(jī)按照程序做減速運(yùn)動(dòng)，舞臺(tái)上行指示燈熄滅。當(dāng)舞臺(tái)檔鐵碰到頂層行程開(kāi)關(guān)時(shí)，抱閘繼電器失電抱閘釋放。電動(dòng)機(jī)斷電停止旋轉(zhuǎn)舞臺(tái)上升到最高。

62、如果在舞臺(tái)上升開(kāi)始后，按下停止按鈕后，上行狀態(tài)被復(fù)位，保持狀態(tài)被打破。舞臺(tái)上升繼電器失電交流電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，液壓泵停止工作并保持。此時(shí)舞臺(tái)停止上升。 </p><p>　　2．下行操作。當(dāng)按下下行按鈕時(shí)，下行狀態(tài)被置位并自鎖，同時(shí)抱閘動(dòng)作吸合。舞臺(tái)下行繼電器線圈得電動(dòng)作，變頻器的REV與CM之間短接同時(shí)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)液壓裝置工作舞臺(tái)下降。與此同時(shí)舞臺(tái)下行的指示燈被點(diǎn)亮；如果此時(shí)不按下停止按鈕或者按急停按鈕，

63、當(dāng)舞臺(tái)下降碰到上減速行程開(kāi)關(guān)時(shí)，下行狀態(tài)位被復(fù)位保持狀態(tài)結(jié)束，舞臺(tái)下行繼電器線圈失電，同時(shí)由變頻器驅(qū)動(dòng)的交流電動(dòng)機(jī)按照程序做減速運(yùn)動(dòng)，舞臺(tái)下行指示燈熄滅。當(dāng)舞臺(tái)檔鐵碰到底層行程開(kāi)關(guān)時(shí)，抱閘繼電器失電抱閘釋放。電動(dòng)機(jī)斷電停止旋轉(zhuǎn)舞臺(tái)下降到最低。如果在舞臺(tái)下降開(kāi)始后，按下停止按鈕后，下降狀態(tài)被復(fù)位，保持狀態(tài)被打破。舞臺(tái)下降繼電器失電交流電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，液壓泵停止工作并保持。此時(shí)舞臺(tái)停止下降</p><p>　　4.1

64、.2舞臺(tái)幕簾控制</p><p>　　過(guò)plc控制舞臺(tái)左右三層幕簾的開(kāi)啟和舞臺(tái)的上升和</p><p>　　下降，當(dāng)摁下開(kāi)始按鈕時(shí)蜂鳴器拉響五秒鐘。當(dāng)報(bào)警停止后幕簾拉開(kāi)指令被置為on而且臺(tái)幕拉開(kāi)到左右兩端。幕簾分為三層當(dāng)上位機(jī)發(fā)出拉開(kāi)幕簾的指令后最內(nèi)層幕簾在交流電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下向兩邊拉來(lái)，當(dāng)接觸到限位開(kāi)關(guān)后最內(nèi)層幕簾停止運(yùn)動(dòng)。此時(shí)中間幕簾開(kāi)始拉開(kāi)，三層幕簾依次拉開(kāi)在接觸到限位開(kāi)關(guān)后停止運(yùn)動(dòng)。

65、當(dāng)在拉開(kāi)幕簾的過(guò)程中如果遇到特殊情況時(shí)，按下急停按鈕此時(shí)電動(dòng)機(jī)停止工作幕簾停止拉開(kāi)。對(duì)于簾幕的拉開(kāi)可以選擇手動(dòng)電動(dòng)點(diǎn)動(dòng)控制，更加方便的控制幕簾的開(kāi)合程度適合不同大小的節(jié)目演出</p><p>　　系統(tǒng)工作流程如圖4-2所示:</p><p>　　圖4-2  系統(tǒng)工作流程圖</p><p><b>　　第5章 設(shè)計(jì)總結(jié)</

66、b></p><p>　　本系統(tǒng)主要以可編程控制器 PLC為核心，利用可編程器PLC強(qiáng)大的控制功能，實(shí)現(xiàn)了利用可編程控制器控制自動(dòng)舞臺(tái)的功能，具有接線簡(jiǎn)單、編程直觀、擴(kuò)展容易等特點(diǎn)。當(dāng)自動(dòng)舞臺(tái)的功能增加時(shí)，只需增加一個(gè)I/O擴(kuò)展模塊即可。原來(lái)的接線不需改變，軟件上只需增加相應(yīng)程序以及輸出的功能，要改動(dòng)的地方也較少。調(diào)試結(jié)果表明，在適應(yīng)性、靈活性、精確性和可靠性方面，到達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求，表明該設(shè)計(jì)方

67、案是可行的。</p><p>　　通過(guò)本設(shè)計(jì)，我學(xué)習(xí)到了很多東西，在工作的細(xì)心上也得到了提高。并且，更了解了有關(guān)可編程控制器的功能。我選擇這個(gè)設(shè)計(jì)，也是為了彌補(bǔ)以前學(xué)習(xí)上的不足。這次設(shè)計(jì)，使我了解到老師的用心良苦，并且從老師那學(xué)到了很多寶貴的東西。</p><p><b>　　致      謝</b><

68、;/p><p>　　在做論文的過(guò)程中**老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和一絲不茍的工作精神給了我深刻的啟發(fā)，也給了我很大的觸動(dòng)。另外，老師經(jīng)常給我講解不懂的地方，教我怎么入手，教我怎樣做到最好，給了我很大的幫助。在此，對(duì)老師在工作和生活中給予的指導(dǎo)和關(guān)心致以最真誠(chéng)的謝意。感謝老師給了我那么多寶貴的建議。并且不厭其煩的幫助我修改我的論文。</p><p>　　同時(shí)在這里還要感謝系里給予我們的關(guān)心和幫助，感謝

69、老師們給予我們的幫助。感謝同學(xué)在設(shè)計(jì)中提供的支持和幫助。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 孫正強(qiáng)主編.《可編程控制器原理及應(yīng)用教程》-2版.北京：清華大學(xué)出版社,2008.5 </p><p>　　[2] 姜玉柱主編.《電機(jī)與電力拖動(dòng)》. 北京：北京理工大學(xué)出版社

70、,2006.8 </p><p>　　[3] 李學(xué)炎編.《電機(jī)與變壓器-3版》. 北京：中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社,2001  </p><p>　　[4] 齊從謙. 《PLC 技術(shù)及應(yīng)用》[M ]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社,2002  </p>&l

71、t;p>　　[5] 王紅. 《可編程控制器使用教程》[M ]. 北京: 電子工業(yè)出版社, 2003    </p><p>　　[6] 張桂香. 《電氣控制與PLC 應(yīng)用》[M ]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社,2003</p><p