基于PLC舞台彩灯控制设计毕业论文12.25 - 图文

电气上，实现各模块间的联系，使CPU 能访问底板上的所有模块，机械上，实现各模块间的连接，使各 模块构成一个整体。

2.6 PLC 的发展趋势

1．向高速度、大容量方向发展

为了提高PLC的处理能力，要求PLC具有更好的响应速度和更大的存储容量。目前，有的PLC的扫描速度可达0.1ms/k步左右。PLC的扫描速度已成为很重要的一个性能指标。在存储容量方面，有的PLC最高可达几十兆字节。为了扩大存储容量，有的公司已使用了磁泡存储器或硬盘。

2．向超大型、超小型两个方向发展

当前中小型PLC比较多，为了适应市场的多种需要，今后PLC要向多品种方向发展，特别是向超大型和超小型两个方向发展。现已有I/O点数达14336点的超大型PLC，其使用32位微处理器，多CPU并行工作和大容量存储器，功能强。PLC由整体结构向小型模块化结构发展，使配置更加灵活，为了市场需要已开发了各种简易、经济的超小型微型PLC，最小配置的I/O点数为8～16点，以适应单机及小型自动控制的需要，如三菱公司α系列PLC。

3．PLC大力开发智能模块，加强联网通信能力

为满足各种自动化控制系统的要求，近年来不断开发出许多功能模块，如高速计数模块、温度控制模块、远程I/O模块、通信和人机接口模块等。这些带CPU和存储器的智能I/O模块，既扩展了PLC功能，又使用灵活方便，扩大了PLC应用范围。加强PLC联网通信的能力，是PLC技术进步的潮流。PLC的联网通信有两类：一类是PLC之间联网通信，各PLC生产厂家都有自己的专有联网手段；另一类是PLC与计算机之间的联网通信，一般PLC都有专用通信模块与计算机通信。为了加强联网通信能力，PLC生产厂家之间也在协商制订通用的通信标准，以构成更大的网络系统，PLC已成为集散控制系统（DCS）不可缺少的重要组成部分。

4．增强外部故障的检测与处理能力

根据统计资料表明：在PLC控制系统的故障中，CPU占5%，I/O接口占15%，输入设备占45%，输出设备占30%，线路占5%。前二项共20%故障属于PLC的内部故障，它可通过PLC本身的软、硬件实现检测、处理；而其余80%的故障属于PLC的外部故障。因此，PLC生产厂家都致力于研制、发展用于检测外部故障的专用智能模块，进一步提高系统的可靠性。

5．编程语言多样化

在PLC系统结构不断发展的同时，PLC的编程语言也越来越丰富，功能也不断提高。除了大多数PLC使用的梯形图语言外，为了适应各种控制要求，出现了面向顺序控制的步进编程语言、面向过程控制的流程图语言、与计算机兼容的高级语言（BASIC、C语言等）等。多种编程语言的并存、互补与发展是PLC进步的一种趋势。

2.7 PLC 控制与继电器控制的区别及优势

1、控制方法不同 ，电器控制系统逻辑采用硬件接线 ，利用继电器机械触点的串联 或并联等组合成逻辑控制 ，其连线多且复杂，体积大，功耗大，系统构成后 ，想再改变 或增加功率较为困难。

2、工作方式不同 ， 在继电器控制电路中 ，当电源接通时 ，电路中所有继电器都处 于制约状态 ，即该吸合的继电器同时吸合，不该吸合的继电器受某种条件限制而不能吸 合 ，这种工作方式称为并行工作方式。而PLC 的用户程序按一定顺序循环执行 ，所以 各软继电器都处于周期性循环扫描接通中，受同一条件制约的各个继电器的动作次序决 定于程序扫描顺序 ，这种工作方式称为串联工作方式。 3、 触点数目不同 ，硬继电器的触点数量有限 ，用于控制的继电器触点一般为4~8 对 ，而梯形图中每只“软继电器”供编程使用的触点数是无限对的。

4、组成器件不同 ，继电器控制线路是许多真正的硬继电器组成的 ，而梯形图是由 许多所谓“软继电器”组成的。硬继电器易磨损 ，而“软继电器”则无磨损现象。

5、定时和计数控制不同 电器控制系统采用时间继电器的延时时间控制 时间继电器的延时时间易受环境温度和温度变化影响 定时精度不高。而 PLC 采用半导体集 成电路做定时器 时钟脉冲由晶体振荡器产生 精度高 定时范围宽 用户可根据需要在程序中设定定时值 修改方便 不受环境的影响 且 PLC 具有计数功能 而电器控 制一般不具备计数功能。

6、可靠性和可维护不同 由于电器控制系统使用了大量的机械触点 其存在机械磨损 电弧烧伤等 寿命短 系统的连线多 所以可靠性和可维护性差。而 PLC 大量 的开关动作有无触点的半导体电路来完成 其寿命长 可靠性高 PLC 还具有自诊断功 能 能查出自身的故障 随时显示给操作人员 并能动态地监视控制程序的执行情况为现场调试和维护提供方便。

7、PLC 相对于继电器线路的优势：① 功能强 性能价格比高② 硬件配套 齐全 ③可靠性高 抗干扰能力强 ④系统的设计、安装、调试工作量少 LC 用软件功能取代了继

电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、计数 器等器件 使控制柜的设计、安装、接线工作量大大减少。⑤编程方法简单 ⑥维修工作量少 维修方便⑦体积小 能耗低

2.8 PLC和单片机 的区别及优势

目前在很多行业中，尤其在低端OEM行业中，继电器或单片机的应用还非常普遍。单片机一般用于工控产品或民用产品大批量的开发，但是单片机必须从底层硬件做开发，对普通用户难度大，周期长，无法在使用过程中修改功能，难以达到工业环境应用，所以在一些应用环境相对较好的场合有大量应用。PLC相对单片机自行开发的系统而言，首先在软件上多了一套可编程逻辑语言，方便将梯形图转换为控制指令，其次在硬件上集成了电源电路，加强了抗干扰措施，更适合工业环境使用。

PLC和单片机相比的优势 ：①使用简单，运用开发周期短； ②经过长期的系统验证具有高可靠性；③功能更改方便。 ④运动控制功能 用户对PLC提出更高的运动控制功能要求，主要是控制性能和功能方面。这种需求在机床工具，电子制造和包行业更加突出。

综上2.7、2.8所述的内容我采用PLC控制来设计舞台彩灯控制。

第三章 基于PLC的舞台灯光的控制设计

3.1 舞台灯光的设计原则

舞台灯光系统设计是遵循舞台艺术表演的规律和特殊使用要求进行配置的，其目的在于将各种表演艺术再现过程所需的灯光工艺设备，按系统工程进行设计配置，使舞台灯光系统准确、圆满地为艺术展示服务。其具体设计原则如下：

1、创造完全的舞台布光自由空间 适应一切布光要求； 2、为使该系统能够持续运行 适当加大储备和扩展空间； 3、系统的抗干扰能力和安全性作为重要设计指标； 4、高效节能冷光新型灯具被引入系统设计中。

3.2 舞台灯光系统的工艺要求

1、该系统工艺设计和设备配置具有综合剧场的使用功能在短时间内可轮换多种不同剧种的灯光操作方案。

2、该系统允许使用全部配置的各种类型灯具和其它补充设备。

3、 该系统设计有足够的安全性和存储容量 整个系统在不中断主电力供应的前提下 对主控台进行持续的诊断检查。

3.3舞台彩灯具体控制要求

本设计中舞台灯光的外观图如图所示。