泰山學(xué)院本科畢業(yè)論文基于plc的舞臺(tái)裝置限制系統(tǒng)設(shè)計(jì)所在學(xué)院機(jī)械與工程學(xué)院專業(yè)名稱機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化申請(qǐng)學(xué)士學(xué)位所屬學(xué)科工學(xué)年級(jí)2011級(jí)(3+2)學(xué)生姓名、學(xué)號(hào)張凱2011170282指導(dǎo)老師姓名職稱陳宏圣副教授完成日期2013年6月30日摘要針對(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)建立時(shí)的總體工藝方案設(shè)計(jì)，通過PLC限制及機(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)，從而達(dá)到舞臺(tái)與舞美、演員、場景、燈光等協(xié)調(diào)變更功能，使精彩紛呈的演出更加豐富多彩、變化無窮?？蓾M意各種演出節(jié)目的要求，故可免去很多原來須依據(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景變更，豐富了演出效果。本文探討目標(biāo)是探討、開發(fā)一套基于組態(tài)軟件技術(shù)和PLC限制技術(shù)的舞臺(tái)限制系統(tǒng)。通過plc限制液壓升降臂及溝通電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)舞臺(tái)的上升下降及三層簾幕的開啟與關(guān)閉。通過plc限制舞臺(tái)左右三層幕簾的開啟和舞臺(tái)的上升和下降，當(dāng)摁下起先按鈕時(shí)蜂鳴器拉響五秒鐘。當(dāng)報(bào)警停止后窗簾拉開指令被置為on而且臺(tái)幕拉開到左右兩端。在臺(tái)幕完全拉開后，舞臺(tái)起先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)是起先才能被置為on?？墒謩?dòng)限制臺(tái)幕的拉開程度和舞臺(tái)的上上升度。依據(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)限制。關(guān)鍵詞：舞臺(tái)限制可編程限制器液壓傳AbstractFortheaterstagecountertopsfixed,shape,style,single,stageperformancesrequiredtoreachtheoveralleffectofthestatusquo,accordingtothestageofconstructionoftheoverallprocessdesign,throughPLCcontrolandmechanical,electrical,hydraulicintegrationtechnologyenablesimplementationstageliftmobilelifting,telescopic,retractableliftingandothersports,soastoachievethestageandchoreography,actors,scenes,lightingandotherchangescoordinationfunction,sobrilliantperformancemorecolorfulandconstantlychanging.Programstomeettherequirementsofavarietyofperformances,itcanberemovedfrommanyoftheoriginalstructuresofdifferentaccordingtothedifferentstageperformancesrepeatstructuresdrawbacksstageperformances,andalsoincreasetheperformanceofthescenechangeandenrichtheperformanceresults.

Thisresearchobjectiveistostudy,todevelopatechnology-basedconfigurationsoftwareandPLCcontroltechnologystagecontrolsystem.ByplccontrolhydraulicliftingarmandtheACmotortoachievetheriseandfallandthethree-stagecurtainopeningandclosing.Byplccontrolaboutthree-stagestagecurtainopeningandtheriseandfall,whenthestartbuttonispressedthebuzzersoundedfiveseconds.WhenthealarmisstoppedcurtainsdirectiveissettoonandthecurtainwasdrawntotheleftandrightendsofTaiwan.InTaiwancurtainisfullyopened,thestagebegantorise,andrisetothehighestpositionautomaticallystops.Whenpressedthestopbuttonwhenthestagefellfromthehighestpointtothelowestpoint,andthensetsthescreenautomaticallyturnsoff.Onlywhenthestationclosedandthestagecurtaindroppedtothelowestpointissettobeginon.Canbemanuallyopenedtheextentoftheconsoleandthestagecurtainriseinheight.AccordingtoTaiwancurtainandstageaction,ontheoperationpanelislitorextinguished.Toachieveautomaticcontrolofthestage.Keywords:stagehydraulicactuatorcontrolprogrammablecontroller1引言 ……………….11.1國內(nèi)外舞臺(tái)限制的探討現(xiàn)狀和發(fā)展……………11.2本課題的探討目的和意義 21.3論文探討的主要內(nèi)容……………..2探討目標(biāo)………………………...2探討內(nèi)容………………………..22舞臺(tái)硬件系統(tǒng)的概述 42.1限制系統(tǒng)的硬件組成 42.2舞臺(tái)機(jī)械設(shè)備…………………….53舞臺(tái)限制器硬件電路的設(shè)計(jì) 63.1舞臺(tái)限制系統(tǒng)限制功能分析 63.2液壓限制驅(qū)動(dòng)回路……………….83.3PLC限制電路的設(shè)計(jì) 114電器原理及系統(tǒng)流程設(shè)計(jì) 154.1舞臺(tái)限制程序的工作原理………………………15舞臺(tái)升降限制………………….155舞臺(tái)限制的平安性分析 185.1舞臺(tái)硬件系統(tǒng)的平安分析 185.2舞臺(tái)可編程限制的平安分析……………………18參考文獻(xiàn): 22致謝 231引言1.1國內(nèi)外舞臺(tái)限制的探討現(xiàn)狀和發(fā)展近年來，全國各地，尤其是在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)掀起熱潮的文化設(shè)施建設(shè)，大量急需的高科技設(shè)備，在新裝修的影院設(shè)備，各種影院成為文化設(shè)施建設(shè)的主角，這是由于中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，逐步改善人民的生活和空前旺盛的藝術(shù)和文化的體現(xiàn)。這些設(shè)施的建設(shè)階段適應(yīng)常見的文藝演出，各種形式的文化節(jié)，藝術(shù)節(jié)和國際文化溝通，不斷增長的需求。在建國以前，我國舞臺(tái)機(jī)械還幾乎是一片空白。新中國成立后，隨著舞臺(tái)藝術(shù)的蓬勃發(fā)展，對(duì)劇場建設(shè)和舞臺(tái)機(jī)械等都提出了更高的要求。但整體的技術(shù)水平較低，不能滿意舞臺(tái)運(yùn)用的各種功能要求。進(jìn)入九十年頭初，中國的舞臺(tái)機(jī)械，始終是重大進(jìn)展，上海大劇院已經(jīng)建立了一系列大規(guī)模的現(xiàn)代化建設(shè)更先進(jìn)的劇院。劇場舞臺(tái)機(jī)械已經(jīng)比較齊全，如一個(gè)統(tǒng)一旺盛階段舞臺(tái)機(jī)械，電動(dòng)無級(jí)變速器伸縮窗簾，事務(wù)假臺(tái)口，以及燈光橋，燈光倒籠，天空燈塔等。觀眾和著陸階段的樂池，樂池升降欄桿，舞臺(tái)升降機(jī)，車載臺(tái)機(jī)器。尤其是一個(gè)大舞臺(tái)，后臺(tái)便攜式轉(zhuǎn)盤，該器件具有可電動(dòng)步行到主站，并可以旋轉(zhuǎn)的功能，技術(shù)含量高，應(yīng)用更便利。國外在歐洲最典型的舞臺(tái)機(jī)械的發(fā)展，在17世紀(jì)的第一個(gè)有鏡框式舞臺(tái)，舞臺(tái)機(jī)械載體供應(yīng)運(yùn)用之前，廣闊觀眾被包圍的一個(gè)露天劇場和露天舞臺(tái)。舞臺(tái)設(shè)備僅幾個(gè)木制餐具，但是還沒有真正的舞臺(tái)機(jī)械。19世紀(jì)末，歐洲出現(xiàn)了更為困難的舞臺(tái)機(jī)械的木材和鐵復(fù)合物。在1896年，電力驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)盤出現(xiàn)在當(dāng)?shù)氐膭≡涸谀侥岷冢聡?0世紀(jì)初德國波士頓國家大劇院和電梯轎廂站相結(jié)合，形成了世界上第一個(gè)混合的機(jī)械舞臺(tái)。隨著新技術(shù)，新材料，新概念層出不窮，舞臺(tái)藝術(shù)恒久追求不斷創(chuàng)建新的想法，常?？吹郊?xì)心設(shè)計(jì)的新形式，新形象，它可以常玩常新?？傊?，在國外尤其是在機(jī)械和設(shè)備的設(shè)計(jì)，制造，限制系統(tǒng)采納更加高科技的成果：例如計(jì)算機(jī)技術(shù)，數(shù)控技術(shù)，液壓技術(shù)，傳感器反饋技術(shù)，現(xiàn)場總線技術(shù)，DCS技術(shù)，這些新技術(shù)使得舞臺(tái)機(jī)械設(shè)計(jì)的運(yùn)行速度，空間位置變更豐富多彩，使一推，拉，上升，下降，轉(zhuǎn)彎，等的結(jié)合各種功能的變更更敏捷，更完備，更逼真的舞臺(tái)藝術(shù)。與國外舞臺(tái)技術(shù)的發(fā)展相比較我國在整體工藝配置上與工程技術(shù)人員的閱歷相上相對(duì)不足，在機(jī)械設(shè)計(jì)的適應(yīng)性，敏捷性，平安性上與國外還有肯定差距缺少基礎(chǔ)元器件制造加工的標(biāo)準(zhǔn)。1.2本課題的探討目的和意義通過對(duì)舞臺(tái)限制系統(tǒng)的優(yōu)化改進(jìn)適應(yīng)性、敏捷性、平安性，滿意人們?nèi)找嬖黾拥膶?duì)精神文化的需求。劇院作為提升城市品嘗和滿意市民文化消遣需求的重要手段，很多現(xiàn)代化的劇院拔地而起。舞臺(tái)的現(xiàn)代化、智能化是必定的發(fā)展趨勢(shì)。但是一些小型劇場的舞臺(tái)仍舊存在自動(dòng)限制程度低，平安性能低下等問題。存在模擬量通訊速率較慢，在限制多個(gè)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的時(shí)候不能實(shí)現(xiàn)同步啟停；其次，限制吊桿多是運(yùn)用勻速限制，由于吊桿存在的慣性使吊桿定位精度不高。國外在舞臺(tái)限制方面通過CAN總線的限制可以實(shí)現(xiàn)高的模擬量通訊，實(shí)現(xiàn)多個(gè)電動(dòng)機(jī)的同步啟停，從而保證了多個(gè)吊桿的同步運(yùn)行實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)限制。從而達(dá)到舞臺(tái)限制的智能化提高舞臺(tái)限制的效率。1.3論文探討的主要內(nèi)容探討目標(biāo)1、探討FX2N-32MRplc對(duì)舞臺(tái)的自動(dòng)限制系統(tǒng)2、設(shè)計(jì)選取舞臺(tái)臺(tái)上和臺(tái)下機(jī)械設(shè)備3、對(duì)舞臺(tái)平安性進(jìn)行監(jiān)測和評(píng)估探討內(nèi)容1、選擇限制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)限制程序2、對(duì)舞臺(tái)機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)3、設(shè)計(jì)通信系統(tǒng)及端口4、對(duì)設(shè)計(jì)的舞臺(tái)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試評(píng)估舞臺(tái)系統(tǒng)的平安性2舞臺(tái)硬件系統(tǒng)的概述2.1限制系統(tǒng)的硬件組成現(xiàn)在舞臺(tái)機(jī)械的限制限制系統(tǒng)一般選用PLC限制系統(tǒng)，采納PLC對(duì)變頻器輸入4～20mA模擬量進(jìn)行電機(jī)的速度限制，也可采納對(duì)電機(jī)的干脆定位限制。這種限制方式大大提高了限制的精度，采納PLC限制有較大優(yōu)勢(shì)。且PLC技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，并被廣泛應(yīng)用到工業(yè)限制當(dāng)中。有很多的成熟閱歷可以借鑒，運(yùn)用便利編程簡潔且不須要較高的計(jì)算機(jī)技術(shù)。開發(fā)周期短易于進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)試。頻率選擇，選擇MICROMASTER440三相電機(jī)速度限制和轉(zhuǎn)矩限制變頻器的功率范圍涵蓋120瓦到200千瓦（恒轉(zhuǎn)矩（VT）模式）或250千瓦（可變轉(zhuǎn)矩（VT）方法）對(duì)每一臺(tái)機(jī)器從實(shí)際類型逆變器由微處理器限制的選擇。和運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)和現(xiàn)代化的絕緣柵雙極晶體管IGBT功率輸出設(shè)備，它們具有很高的牢靠性和多功能性，是可選的脈沖寬度調(diào)制開關(guān)頻率，從而降低了電機(jī)驅(qū)動(dòng)圓潤飽滿愛護(hù)電機(jī)的運(yùn)行噪音，供應(yīng)了一個(gè)良好的保障。MICROMASTER440變頻器變速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)一個(gè)簡潔的電機(jī)變頻驅(qū)動(dòng)器的志向供電MICROMASTER440具有全面和完整的限制功能和相關(guān)參數(shù)的設(shè)置后，它也是適合須要多種功能的電機(jī)限制系統(tǒng)的應(yīng)用，可以運(yùn)用站單獨(dú)驅(qū)動(dòng)器MICROMASTER440，該系統(tǒng)還可以被集成到自動(dòng)化系統(tǒng)中。序號(hào)元器件名稱型號(hào)數(shù)量1PC(上位機(jī))Rsview12PLCFX2N-32MR13光電傳感器BM55M-TDT84按鈕LAY665變頻器MICROMASTER44016行程開關(guān)LXK3-20SW127電磁閥4V120-063表1設(shè)計(jì)選用主要硬件2.2舞臺(tái)機(jī)械設(shè)備型號(hào)額定功率/KW額定電壓/V額定電流/A轉(zhuǎn)r/min啟動(dòng)電流啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩Y80M1-20.75220/3803.55/21.05670Y160M2-215220/3804.05/29.32930舞臺(tái)由臺(tái)上舞臺(tái)機(jī)械和臺(tái)下舞臺(tái)機(jī)械設(shè)備組成。臺(tái)上設(shè)備包括：可調(diào)速的吊桿，對(duì)開大幕，燈光渡橋。臺(tái)下設(shè)備包括：主升降臺(tái)，車轉(zhuǎn)臺(tái)，活門升降臺(tái)，升降樂池。表2電動(dòng)機(jī)選擇臺(tái)下設(shè)備中主升降臺(tái)和臺(tái)下設(shè)備由液壓動(dòng)力系統(tǒng)限制。液壓動(dòng)力系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于其具有良好的動(dòng)態(tài)特性，結(jié)構(gòu)簡潔，平安牢靠。當(dāng)液壓站在接受PLC的升降指令前舞臺(tái)限制器的輸出和輸入（I\O）首先限制液壓系統(tǒng)的狀態(tài)處在預(yù)備工作狀態(tài)。當(dāng)舞臺(tái)限制器在接收到PLC的運(yùn)動(dòng)指令時(shí)，通過輸出端口限制電磁閥，結(jié)合編碼器的反饋速度和位置等信號(hào)以及平安端口的反饋信號(hào)，限制機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)依據(jù)plc的要求實(shí)現(xiàn)動(dòng)作。3舞臺(tái)限制器硬件電路的設(shè)計(jì)3.1舞臺(tái)限制系統(tǒng)限制功能分析分布式限制系統(tǒng)（集散限制系統(tǒng)）是基于微處理器的生產(chǎn)過程集中監(jiān)控，運(yùn)作，集中管理和分散限制分散限制系統(tǒng)，簡稱DCS系統(tǒng)。幾個(gè)分散體施加到微型計(jì)算機(jī)的限制系統(tǒng)的過程中，全部的信息通過通信網(wǎng)絡(luò)管理監(jiān)控，以實(shí)現(xiàn)最佳的限制，由主計(jì)算機(jī)，該系統(tǒng)遵循傳統(tǒng)的儀器和計(jì)算機(jī)限制的分布式限制的優(yōu)點(diǎn)，單一的，人與人之間的接觸和一個(gè)微機(jī)差動(dòng)高度集中的風(fēng)險(xiǎn)限制系統(tǒng)和其他缺點(diǎn)，克服了傳統(tǒng)儀器的功能，不僅實(shí)現(xiàn)了三個(gè)方面的重點(diǎn)管理，操作和顯示，但要實(shí)現(xiàn)一個(gè)功能，負(fù)載風(fēng)險(xiǎn)三倍散。DCS限制系統(tǒng)在現(xiàn)代生產(chǎn)過程的限制起著重要的作用。與傳統(tǒng)的模擬儀表和計(jì)算機(jī)集中限制系統(tǒng)的DCS限制系統(tǒng)，它具有明顯的特點(diǎn)。1、系統(tǒng)構(gòu)成的敏捷性。從總體上看，DCS就是由各個(gè)工作站通過網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)組網(wǎng)而成的。此時(shí)你可以把他想象成“因特網(wǎng)”。依據(jù)生產(chǎn)須要，你可以隨時(shí)添加或刪除的工作站。系統(tǒng)配置特別敏捷。2，管理，操作便利。DCSHMI反饋功能，通過鍵盤與鼠標(biāo)的CRT實(shí)現(xiàn)。在這個(gè)系統(tǒng)中，你可以想象，通過網(wǎng)絡(luò)，你還可以監(jiān)控生產(chǎn)設(shè)備以及整個(gè)工廠的運(yùn)作。3，豐富多樣的限制功能。原來實(shí)現(xiàn)模擬限制環(huán)路困難的操作，實(shí)現(xiàn)高精度的微處理器。4，同時(shí)實(shí)現(xiàn)信息資源共享。你可以想象工作站各網(wǎng)站在互聯(lián)網(wǎng)上，只要你是在DCS系統(tǒng)中，權(quán)限足夠大，你就能明白你想要的任何參數(shù)。5，安裝，調(diào)試便利。相比原來的模擬限制系統(tǒng)，這么多飛皮棉，頭發(fā)像很多電線。DCS系統(tǒng)被認(rèn)為是一個(gè)特別便利的。DCS的硬件系統(tǒng)主要由集中操作管理裝置、分散過程限制裝置和通信接口設(shè)備等組成。通過通信網(wǎng)絡(luò)將這些硬件設(shè)備連接起來，共同實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、分散限制和集中監(jiān)視、操作及管理等功能。現(xiàn)場限制站：現(xiàn)場限制單元是現(xiàn)場限制站中的主要設(shè)備。生產(chǎn)過程進(jìn)行信息交互的IO處理系統(tǒng)干脆與現(xiàn)場限制單元式DCS，它們的主要任務(wù)是進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及處理，對(duì)被控對(duì)象實(shí)施依次限制、閉環(huán)反饋限制、和批量限制。用戶可以依據(jù)不同的應(yīng)用需求，同時(shí)選擇配置不同的現(xiàn)場限制單元構(gòu)成現(xiàn)場限制站。它可以是以面對(duì)連續(xù)生產(chǎn)過程限制為主，協(xié)助以依次邏輯限制，從而構(gòu)成的一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)多種困難限制方案的現(xiàn)場限制站；也可以是以連鎖限制功能、依次限制、為主的現(xiàn)場限制站；還可以是一個(gè)對(duì)大批量過程信號(hào)進(jìn)行總體信息采集的現(xiàn)場限制站?，F(xiàn)場限制站是一個(gè)可以獨(dú)立運(yùn)行的計(jì)算機(jī)檢測限制系統(tǒng)。由于它是專為過程限制檢測、而設(shè)計(jì)的通用型設(shè)備，所以其電源、機(jī)柜、輸入輸出通道和限制計(jì)算機(jī)等，與一般的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有所不同。操作站：運(yùn)行在PC硬件平臺(tái)、NT操作系統(tǒng)下的通用操作站的出現(xiàn)，給DCS用戶帶來了很多便利。由于通用操作站的適用面廣，相對(duì)生產(chǎn)量大，成本下降，因而可以節(jié)約用戶的經(jīng)費(fèi)，維護(hù)費(fèi)用也比較少。PLC是一種特地為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采納可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、依次運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并且能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，限制各種類型的機(jī)械生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)依據(jù)易于與工業(yè)限制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。2，PLC可編程序限制器的基本結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，用于在工業(yè)限制計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上是相同的微機(jī)，基本構(gòu)成為：電源：PLC的電源系統(tǒng)中起著特別重要的作用。假如你沒有一個(gè)良好的，牢靠的電力系統(tǒng)工作不正常，所以特別重視PLC制造商的設(shè)計(jì)和制造。一般溝通電壓波動(dòng)+10％（+15％）的范圍內(nèi)，你可以不實(shí)行其他措施，將干脆連接到AC線PLC

B，一個(gè)中心處理單元（CPU）：一個(gè)中心處理單元（CPU）是一個(gè)中心限制的PLC。它是在依據(jù)程序功能PLC系統(tǒng)接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)，檢查電源，內(nèi)存，I/O以及看門狗定時(shí)器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序語法錯(cuò)誤。當(dāng)PLC投入運(yùn)行，其方式掃描輸入設(shè)備接收到每個(gè)站點(diǎn)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存放在I/O映象區(qū)，然后從用戶程序存儲(chǔ)器讀取用戶指令的程序，經(jīng)過吩咐說明器，并按規(guī)定執(zhí)行邏輯或運(yùn)算結(jié)果的I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器。全部的用戶程序完成后，最終的I/O映象區(qū)或輸出的輸出狀態(tài)寄存器數(shù)據(jù)到合適的輸出設(shè)備，所以直到停止運(yùn)行。為了進(jìn)一步提高牢靠性的PLC，大型PLC也構(gòu)成了雙CPU或CPU運(yùn)用三個(gè)投票系統(tǒng)的冗余系統(tǒng)。因此，即使一個(gè)CPU發(fā)生故障時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)仍舊可以正常運(yùn)行。

C，內(nèi)存：內(nèi)存的存儲(chǔ)系統(tǒng)軟件稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器。

存儲(chǔ)應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器。

D，輸入和輸出接口電路：1。現(xiàn)場輸入接口電路由光電耦合電路和微機(jī)輸入接口電路，PLC和現(xiàn)場限制端口接口的作用，輸入通道。2。場景輸出接口電路由輸出數(shù)據(jù)寄存器，和中斷懇求的選通電路的集成電路，通過輸出接口電路的作用是PLC的現(xiàn)場執(zhí)行單元輸出相應(yīng)的限制信號(hào)。

E，功能模塊：如計(jì)數(shù)，定位等功能模塊。

F，通信模塊，如以太網(wǎng)，RS485，PROFIBUS-DP通信模塊。

PLC具有以下顯明的特點(diǎn)。（1）一個(gè)敏捷的系統(tǒng)配置，擴(kuò)展簡潔切換限制它的強(qiáng)項(xiàng);也是一個(gè)連續(xù)的過程PID閉環(huán)限制，以及與上位機(jī)構(gòu)成困難的限制系統(tǒng)，如DDC和DCS等，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化集成。（2）運(yùn)用便利，編程簡潔，運(yùn)用簡潔的梯形邏輯圖，或語句表編程語言，無需電腦學(xué)問，所以系統(tǒng)開發(fā)周期短，現(xiàn)場調(diào)試更簡潔。此外，該方案可以在線修改，無需變更硬件限制安排拆除。（3）能適應(yīng)各種惡劣的運(yùn)行環(huán)境，抗干擾實(shí)力強(qiáng)，牢靠性強(qiáng)，遠(yuǎn)高于其他各種機(jī)型。對(duì)于本課題主要是面對(duì)小型劇場舞臺(tái)的限制鑒于PLC限制平安性高，抗干擾實(shí)力強(qiáng)編程簡潔簡潔實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場調(diào)試。集散限制系統(tǒng)小系統(tǒng)時(shí)成本較高，對(duì)數(shù)字量限制和時(shí)序限制一塊不是很強(qiáng)大，實(shí)現(xiàn)不了或者是編程過于困難，一般的工程師還無法完成。本課題選擇用PLC限制。3.2液壓限制驅(qū)動(dòng)回路當(dāng)液壓站在接受PLC的升降指令前舞臺(tái)限制器的輸出和輸入（I\O）首先限制液壓系統(tǒng)的狀態(tài)處在預(yù)備工作狀態(tài)。當(dāng)舞臺(tái)限制器在接收到PLC的運(yùn)動(dòng)指令時(shí)，通過輸出端口限制電磁閥，結(jié)合編碼器的反饋速度和位置等信號(hào)以及平安端口的反饋信號(hào)，限制機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)依據(jù)plc的要求實(shí)現(xiàn)動(dòng)作。舞臺(tái)升降舞臺(tái)升降臺(tái)等機(jī)構(gòu)機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)液壓泵站編碼器和平安I\OI\O限制電磁閥I\O限制液壓泵電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)舞臺(tái)限制器圖1plc限制圖電動(dòng)驅(qū)動(dòng)限制回路如下圖，舞臺(tái)限制器收到PLC下發(fā)的指令后，想變頻器發(fā)送速度，方向，位置信號(hào)。同時(shí)還接受編碼器檢測機(jī)構(gòu)的速度，方向，位置的反饋信號(hào)以及平安端口的反饋信號(hào)。例如上極限、下極限、上限為、下限位。實(shí)現(xiàn)限制利用溝通電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)舞臺(tái)吊桿等機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)。編碼器編碼器舞臺(tái)等吊桿機(jī)構(gòu)平安I\O溝通電機(jī)變頻器舞臺(tái)限制器圖2舞臺(tái)電機(jī)限制3.3PLC限制電路的設(shè)計(jì)系統(tǒng)I/O安排表輸入地址名稱用途備注X0傳感器窗簾位置（內(nèi)）常開X1傳感器窗簾位置（中）常開X2傳感器窗簾位置（外）常開X3傳感器窗簾位置（內(nèi)）常開X4傳感器窗簾位置（中）常開X5傳感器窗簾位置（外）常開X6傳感器舞臺(tái)上限常開X7傳感器舞臺(tái)下限常開X10窗簾打開開關(guān)窗簾打開常開X11窗簾關(guān)閉開關(guān)窗簾關(guān)閉常開X12舞臺(tái)上升開關(guān)舞臺(tái)上升常開X13舞臺(tái)下降開關(guān)舞臺(tái)下降常開X16啟動(dòng)按鈕啟動(dòng)舞臺(tái)常開X17啟動(dòng)按鈕關(guān)閉舞臺(tái)常開輸出地址名稱用途備注Y0電機(jī)正傳窗簾打開常開Y1電機(jī)反轉(zhuǎn)窗簾關(guān)閉常開Y2電機(jī)正傳舞臺(tái)上升常開Y3電機(jī)反轉(zhuǎn)舞臺(tái)下降常開Y5蜂鳴器提示常開蜂鳴器蜂鳴器電機(jī)正轉(zhuǎn)電機(jī)正轉(zhuǎn)電機(jī)反轉(zhuǎn)電機(jī)反轉(zhuǎn)檢測窗簾位置（內(nèi)）檢測窗簾位置（中）檢測窗簾位置（外）檢測窗簾位置（內(nèi)）檢測窗簾位置（中）檢測窗簾位置（外）檢測舞臺(tái)位置（上）檢測舞臺(tái)位置（下）手動(dòng)打開窗簾手動(dòng)關(guān)閉窗簾手動(dòng)舞臺(tái)上升手動(dòng)舞臺(tái)下降自動(dòng)起先按鈕自動(dòng)關(guān)閉按鈕圖3PLC接線端子的安排圖（1）上位機(jī)軟件工作的平臺(tái)選擇Windows2000，系統(tǒng)界面仿真吊桿及舞臺(tái)升降畫面和操作按鈕?？梢詫?shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。畫面的按鈕有系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)相對(duì)應(yīng)，形成映射關(guān)系。圖4畫面按鈕（2）下位機(jī)PLC應(yīng)用程序選擇梯形圖，工作環(huán)境選擇windows2000.梯形圖程序具有便利直觀，易于編寫，便利調(diào)試的優(yōu)點(diǎn)。PLC系統(tǒng)的功能（1）處理與采集。PLC能實(shí)時(shí)收集各液壓缸的位移量，運(yùn)行速度等信號(hào)，也能執(zhí)行相應(yīng)的算法。（2）實(shí)現(xiàn)連續(xù)限制。對(duì)液壓缸實(shí)現(xiàn)連續(xù)限制。（3）采納完全漢化的動(dòng)態(tài)顯示界面，能實(shí)時(shí)顯示舞臺(tái)的運(yùn)行狀態(tài)及平面的分布，各舞臺(tái)的位置以及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的分布。(4)對(duì)液壓系統(tǒng)的油溫、壓力等檢測實(shí)現(xiàn)升降舞臺(tái)的電氣系統(tǒng)的連鎖保證平安。3.4電器限制中的關(guān)鍵問題（1）因?yàn)槲枧_(tái)的機(jī)械部分在演出的過程中動(dòng)作頻繁，其每個(gè)動(dòng)作都關(guān)系到演員的生命平安，因此必須要求平安牢靠。（2）為了便于運(yùn)用使操作員不必進(jìn)行培訓(xùn)，采納漢字菜單提示方式。同時(shí)計(jì)算機(jī)屏幕可以顯示舞臺(tái)運(yùn)行的狀況，可以大大便利的檢測人員的監(jiān)控。（3）限制系統(tǒng)同時(shí)設(shè)置自動(dòng)限制和手動(dòng)點(diǎn)動(dòng)限制。實(shí)現(xiàn)機(jī)控與手控相互轉(zhuǎn)換，可以有效地防止如誤場，節(jié)奏變換等問題的出現(xiàn)。防止出現(xiàn)運(yùn)行設(shè)備與演員互不協(xié)作的問題。（4）限制系統(tǒng)采納大量的行程開關(guān)和電器的互鎖連鎖保證舞臺(tái)的運(yùn)用平安。4電器原理及系統(tǒng)流程設(shè)計(jì)4.1舞臺(tái)限制程序的工作原理舞臺(tái)升降限制1．上行操作。當(dāng)按下上行按鈕時(shí)，上行狀態(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；假如此時(shí)不按下停止按鈕或者按急停按鈕，當(dāng)舞臺(tái)上升遇到上減速行程開關(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)的溝通電動(dòng)機(jī)依據(jù)程序做減速運(yùn)動(dòng)，舞臺(tái)上行指示燈熄滅。當(dāng)舞臺(tái)檔鐵遇到頂層行程開關(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。假如在舞臺(tái)上升起先后，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)上升繼電器失電溝通電動(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。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；假如此時(shí)不按下停止按鈕或者按急停按鈕，當(dāng)舞臺(tái)下降遇到上減速行程開關(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)的溝通電動(dòng)機(jī)依據(jù)程序做減速運(yùn)動(dòng)，舞臺(tái)下行指示燈熄滅。當(dāng)舞臺(tái)檔鐵遇究竟層行程開關(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。假如在舞臺(tái)下降起先后，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)下降繼電器失電溝通電動(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。起先起先8002圖5原理圖舞臺(tái)幕簾限制。通過plc限制舞臺(tái)左右三層幕簾的開啟和舞臺(tái)的上升和下降，當(dāng)摁下起先按鈕時(shí)蜂鳴器拉響五秒鐘。當(dāng)報(bào)警停止后幕簾拉開指令被置為on而且臺(tái)幕拉開到左右兩端。幕簾分為三層當(dāng)上位機(jī)發(fā)出拉開幕簾的指令后最內(nèi)層幕簾在溝通電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下向兩邊拉來，當(dāng)接觸到限位開關(guān)后最內(nèi)層幕簾停止運(yùn)動(dòng)。此時(shí)中間幕簾起先拉開，三層幕簾依次拉開在接觸到限位開關(guān)后停止運(yùn)動(dòng)。當(dāng)在拉開幕簾的過程中假如遇到特殊狀況時(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。對(duì)于簾幕的拉開可以選擇手動(dòng)電動(dòng)點(diǎn)動(dòng)限制，更加便利的限制幕簾的開合程度適合不同大小的節(jié)目演出。5舞臺(tái)限制的平安性分析5.1舞臺(tái)硬件系統(tǒng)的平安分析舞臺(tái)機(jī)械運(yùn)行必需實(shí)行技術(shù)措施，確保平安運(yùn)行。在運(yùn)行全過程中應(yīng)當(dāng)有相應(yīng)的聲、光警示信號(hào)提示，但不能影響演出效果；舞臺(tái)上部懸吊機(jī)械設(shè)備運(yùn)行,除行程開關(guān)外,必需安裝有切斷電源主回路的愛護(hù)開關(guān),具有雙重愛護(hù)來確保平安；電器方面限制系統(tǒng)的強(qiáng)電限制應(yīng)與系統(tǒng)數(shù)字弱電分別開來。弱電部分采納24V的平安電壓限制，這樣能有效地保證操作人員的人身平安。限位開關(guān)要在任何速度和負(fù)荷下，從任何方向都應(yīng)在規(guī)定范圍內(nèi)保證重復(fù)操作的精度。熔斷器應(yīng)滿意各種信號(hào)的要求，且要保證安裝的便利和便于更換。接線板和連接器要保證連接牢靠，防止在振動(dòng)的環(huán)境下出現(xiàn)松動(dòng)。保證所用的插頭和插座要復(fù)合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，防止引起危急的擔(dān)心全操作。電氣限制柜都應(yīng)采納防銹的金屬板制作，電器柜放置的位置應(yīng)當(dāng)與防潮和防塵的措施。除了電纜線和通風(fēng)處走線走出口外，其余的接線都應(yīng)全部密封。同時(shí)機(jī)柜的深度都應(yīng)能保證有足夠的空間放置設(shè)備和接線。所選的材料的質(zhì)量、力學(xué)指標(biāo)、平安要素都應(yīng)滿意要求。固定結(jié)合方式，全部的吊桿所用的螺栓、墊圈、鎖死螺栓于機(jī)座結(jié)合的固定。滑輪的連接方式與建筑鋼體的結(jié)合。全部的零件都應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和平安系數(shù)，全部的螺栓都必需鎖緊至該螺栓的標(biāo)準(zhǔn)扭力。采納高品質(zhì)的減速器，供應(yīng)等級(jí)選擇1級(jí)持續(xù)負(fù)載。減速器的軸承應(yīng)浸在潤滑油內(nèi)，采納齒輪帶動(dòng)潤滑。齒輪應(yīng)進(jìn)行雙側(cè)熱處理進(jìn)行表面硬化，同時(shí)減速器不得漏油在周口采納高級(jí)密封圈。舞臺(tái)上部懸吊機(jī)械設(shè)備運(yùn)行,除行程開關(guān)外,必需安裝切斷電源主回路的愛護(hù)開關(guān),具有雙重愛護(hù)來確保平安。建筑構(gòu)件不得阻礙舞臺(tái)任何懸吊設(shè)備的排列、安裝和運(yùn)行。5.2舞臺(tái)可編程限制的平安分析設(shè)計(jì)可編程限制器程序時(shí)，限制的平安是首要解決的問題。要保證在外部電源出現(xiàn)故障或PLC出現(xiàn)故障時(shí)，整個(gè)限制系統(tǒng)也能在平安的狀態(tài)下正常工作。這就須要在可編程限制器的外部設(shè)置平安電路，防止出現(xiàn)誤操作和無輸出的事故發(fā)生。1.務(wù)必在PLC的外部設(shè)置以下幾種電路：正反轉(zhuǎn)等相反操作的連鎖電路，設(shè)置急停電路，定位的上下限防止損壞的連鎖電路。（2）設(shè)計(jì)時(shí)確保傳感器的后備發(fā)電超載平安：當(dāng)傳感器后備發(fā)電電源電壓超載自動(dòng)停機(jī)，除非可編程限制器輸入不起作用，全部輸出關(guān)閉，然后，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)外部電路和機(jī)制，使其在平安的條件下工作。3可編程限制器CPU看門狗定時(shí)器和其他自檢功能：可編程限制器CPU監(jiān)視這種自拍功能檢測到錯(cuò)誤，關(guān)閉全部輸出，發(fā)揮可編程限制器CPU沒有檢測到輸入輸出限制部分限制輸出不能出現(xiàn)異樣，那么，在平安狀態(tài)下運(yùn)行的機(jī)器，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)外部電路和組織的。4，旨在確保該與機(jī)器的平安性的輸出信號(hào)相關(guān)聯(lián)的一個(gè)主要故障時(shí)：由于在輸出繼電器，晶體管故障，有時(shí)輸出是ON，有時(shí)這種現(xiàn)象是關(guān)，當(dāng)與輸出信號(hào)相關(guān)聯(lián)的重大故障，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)外部電路和機(jī)制，以使機(jī)器運(yùn)行的平安形勢(shì)。PLC具有以下顯明的特點(diǎn)。（1）一個(gè)敏捷的系統(tǒng)配置，擴(kuò)展簡潔切換限制它的強(qiáng)項(xiàng);也是一個(gè)連續(xù)的過程PID閉環(huán)限制，以及與上位機(jī)構(gòu)成困難的限制系統(tǒng)，如DDC和DCS等，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化集成。（2）運(yùn)用便利，編程簡潔，運(yùn)用簡潔的梯形邏輯圖，或語句表編程語言，無需電腦學(xué)問，所以系統(tǒng)開發(fā)周期短，現(xiàn)場調(diào)試更簡潔。此外，該方案可以在線修改，無需變更硬件限制安排拆除。設(shè)計(jì)可編程限制系統(tǒng)時(shí)應(yīng)從以下防范故障：1在今日的現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，限制運(yùn)用了大量的可編程限制系統(tǒng)，可編程邏輯限制器可以工作在惡劣的環(huán)境下工作。然而，由于限制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，安裝，干擾等因素可能會(huì)出現(xiàn)故障。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中也存在一些問題，由于考慮不周。依據(jù)在實(shí)踐中的閱歷和教訓(xùn)，在系統(tǒng)中運(yùn)用的成熟技術(shù)應(yīng)至少占75％，“技術(shù)成熟”首先，經(jīng)過肯定的生產(chǎn)實(shí)踐的檢驗(yàn)，可編程限制器產(chǎn)品或類似設(shè)計(jì)?；虼_定在將來的生產(chǎn)實(shí)踐，經(jīng)得起考驗(yàn)，兩名工作人員須要設(shè)計(jì)所采納的技術(shù)，有閱歷或有實(shí)力駕馭它的人?？删幊滔拗葡到y(tǒng)的設(shè)計(jì)和配置選擇的技術(shù)和設(shè)計(jì)方案是可行的。因?yàn)樯a(chǎn)過程限制系統(tǒng)，一旦做出來，去長期運(yùn)用，它是很難找到機(jī)會(huì)反復(fù)修改。在完成系統(tǒng)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)和編程軟件，一些不足之處，可能已被隱藏。假如遇到的狀況發(fā)生，后果難以預(yù)料的破壞性影響。

2硬件結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)當(dāng)是簡潔和清楚。不要追求困難的硬件架構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)配置不追求跨越的因素太多了，應(yīng)當(dāng)努力用自己的可編程限制器配置的組網(wǎng)實(shí)力。在I/O機(jī)箱配套的模板組成的，我們舉薦一個(gè)簡潔的模型，力求一樣的模板密度不宜過大。運(yùn)用扎線點(diǎn)從目前的機(jī)箱制作和布線技術(shù)的角度來看，沒有太多的輸入和輸出的布線密度不會(huì)太高。

3，限制系統(tǒng)的功能和管理系統(tǒng)的功能應(yīng)嚴(yán)格劃定由于可編程邏輯限制器的過程限制系統(tǒng)包括實(shí)時(shí)要求高，網(wǎng)絡(luò)通信是允許短暫失去通信聯(lián)系，并在那之后，他可以復(fù)原，但復(fù)原的時(shí)間間隔之前可編程邏輯限制器是失控。另外，多個(gè)可編程邏輯限制器的系統(tǒng)，形成一個(gè)大的系統(tǒng)中，主限制鍵的吩咐，除了運(yùn)用可編程邏輯限制器發(fā)送它自己的網(wǎng)絡(luò)的信息通信，最好運(yùn)用它的I/O點(diǎn)制成的硬件聯(lián)鎖，特殊之間的“緊急停止”處理，雖然兩個(gè)系統(tǒng)都各自擁有通信掃描變換“停止”或“停止”吩咐，但黨急停故障已經(jīng)停止運(yùn)行，另一方?jīng)]有收到信息已停止運(yùn)行，像平常一樣，和不行預(yù)知的后果?？删幊滔拗破飨到y(tǒng)的“停止”鍵應(yīng)移除執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電源，然后到可編程限制器的信號(hào)，因此該設(shè)備可以通過以下方式獲得的平安防護(hù)。

4個(gè)可編程限制器的程序應(yīng)當(dāng)是簡潔性和可讀性，用戶軟件寫，“直白”，用戶軟件可以作為一個(gè)“黑盒子”系列的“黑盒子”，每個(gè)訂購依據(jù)語言結(jié)構(gòu)可分為成幾個(gè)典型的報(bào)表。每個(gè)聲明的方式，一來可以很單調(diào)，但必需明確。在這些報(bào)表的設(shè)計(jì)和打算，假如用得太多，太多因素語句的邏輯推理是不簡潔的，特殊條件下有太多的人會(huì)很難理解閱讀這些報(bào)表時(shí)。因此，一個(gè)用戶可編程限制器軟件的可讀性，對(duì)于大