摘　要:探討基于西門子S7 - 300系列可編程控制器在舞臺機械設備控制系統中的應用;實踐證明該PLC控制系統具有控制精度高,可靠性好,使用簡便等優點,在舞臺機械行業中得到廣泛應用。

關鍵詞:舞臺機械;可編程控制器;控制系統

中圖分類號: TP202 + . 1　　　　　　文獻標識碼: A　　　　　　文章編號: 1007 - 4414 (2006) 05 - 0106 - 01

Investigation of control system for performing equipments based on the S IEM ENS PLC

WangWen – yan (Machine  factory, Gansu university of technology, Lanzhou Gansu　730050, China)

Abstract: The application of SIEMENS PLC S7 - 300 for performing equipments control system has been discussed in this paper. Practical cases proved that this PLC system has high lever of control accuracy, good reliability and easy to operate. It has been widely used in the stage industry.

Key words: performance equipment; PLC; control system

1　引　言

舞臺機械設備是現代化大型影劇院、綜合性多功能演播廳、會議廳和體育館等表演場所必不可缺少的設備,是用于舞臺演出、服務于表演藝術和舞臺美術的專用機械設備,使五彩繽紛的文藝表演具有新穎的、更具完美的表現方式,從而大大增強演出的表現力和感染力,使演出有出奇制勝的特殊效果,倍受觀眾青睞。20世紀以來,以計算機技術、信息技術為代表的高科技成果不斷涌現,促進和帶動了機械化舞臺的發展。且應用機-電-液技術,使舞臺機械設備不僅具有運行平穩、定位準確、同步運行精度高、噪音低等特點,而且在運行速度、空間位置變化上豐富多彩,操作上方便、靈活,使推、拉、升、降、轉的各種功能組合變化更加靈活快捷,形成機械與藝術的完美統一。

早期舞臺機械設備控制系統采用繼電器、接觸器控制方式,由于舞臺設備數量比較多,控制系統元器件數目很龐大,接線也很繁雜, 電路可靠性差, 控制系統故障率高, 維修困難, 且很難準確自動定位和管理, 給正常演出帶來不便。利用PLC開發的舞臺吊桿控制系統,可從根本上克服這些缺陷。在舞臺設備控制系統中,涉及大量輸入輸出變量的邏輯管理和控制時,利用可編程控制器具有獨特的優勢和卓越的性能,能較完美地發揮設備的功能,提高產品檔次,降低內耗,也使舞臺控制系統工作的安全性和可靠性大大提高。舞臺控制系統可以根據用戶的要求,通過修改PLC程序,改變聯鎖、互鎖和組合功能,調整控制系統控制功能和流程,無需改動任何硬件和接線,維修改造簡便,安全可靠,節約成本,獲得較好的經濟效益。另外利用PLC所具有的通訊功能,可為劇場整體舞臺機械產品實現微機聯網控制打下基礎。

2　舞臺機械設備

一套相對完整的舞臺機械設備應該包括兩部分: ①臺上機械:無級調速大幕機,寬銀幕架,活動假臺口,燈光吊籠,電動吊桿,燈光吊桿,單點吊機,對開二道幕,防火隔離幕。②臺下機械:樂池升降臺,升降欄桿,機械升降臺,機械車臺。以上是一套比較完整的舞臺機械設備必不可少的組成部分。

3　西門子PLC控制系統硬件組成

舞臺機械設備在舞臺的表現效果中占有相當重要的位置,因此對舞臺機械設備的控制系統要求安全可靠、控制精度高、操作方便等。針對上述舞臺機械設備的PLC控制系統,采用西門子S7 - 300可編程控制器,并通過以太網與上位機相聯,控制系統結構如圖1所示。

計算機系統由1臺上位主控計算機和1臺可移動式計算機組成。上位主控計算機主要提供正常情況下的全功能控制欲操作,包括單體設備的控制、設備聯鎖、設備狀態監視、預選擇設備、設定運動參數、編組運行、場景記憶、場景序列、故障診斷等;移動控制站只進行運行操作,其控制權限受主控計算機的限制和鎖定,以便充分保障系統的操作安全。西門子人機界面采用觸摸屏,經過編程組態后可在計算機系統故障、檢修或設備簡化控制時承接舞臺機械設備的運行控制和管理,可提供以下功能:單體設備的控制、設備聯鎖、設備狀態監視、預選擇設備、設定運動參數、編組運行等。

1號主站和2號主站由S7 - 300的模塊組成,主要包括:CPU、電源模塊、開關量輸入/輸出模塊、模擬量輸入/輸出模塊、高速計數模塊。

4　系統軟件設計

針對群控舞臺機械設備的要求以及計算機的軟硬件環境,完成整個舞臺機械設備控制系統的設計,其主程序框圖如圖2所示。

為方便用戶使用,本系統采用漢字菜單提示,圖形按鈕選擇方式操作人員在程序提示下完成操作?？紤]到實際工作需要,主程序中設計的菜單有以下幾個選項:參數設置、裝臺、模擬顯示、運行、幫助信息、退出。

運行環境:軟件開發基于適宜的、安全可靠的Windows計算機操作系統平臺。中文的面向操作人員的操作界面和工程組態版本,便于操作人員的使用。

5　結束語

基于西門子S7 - 300可編程控制器的舞臺機械設備控制系統,可對舞臺臺上設備40多道吊桿類設備以及防火幕、假臺口、寬銀幕、護幕、二道幕、燈光吊籠等設備進行協調控制,同時控制大幕、升降樂池、車臺、升降臺等其它臺下設備等。用動態畫面顯示,操作簡便。與原有的舞臺機械控制系統相比較,該控制系統具有良好的人機對話界面,顯示直觀,控制精度高,可靠性好,使用簡便等優點,并在行業應用中得到了廣泛的應用。

參考文獻:

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