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基于PLC控制的舞台艺术灯光设计

来源：花匠小妙招时间：2024-12-03 06:52

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程序控制器的编程语言,其电路符号和表达方式与继电器电路原理图相似,梯形图语言形象直观,易学易懂,熟悉继电器电路图的电气技术人员只要花几天时间就可以熟悉梯形图语言,并用来编制用户程序。梯形图语言实际上是一种而向用户的一种高级语言,可编程序控制器在执行梯形图的程序时,用解释程序将它“翻译”成汇编语言后再去执行。6、维修工作量少,维修方便PLC的故障率很低,且有完善的白诊断和显示功能。PLC或外部的输入装置和执行机构发坐故障时,可以根据PLC上的发光二极管或编程器提供的住处迅速的查明故障的原因,用更换模块的方法可以迅速地排除故障。7、体积小,能耗低8:..*****分院毕业设计,使用PLC后,可以减少大量的中间继电器和时间继电器,小型PLC的体积相当于几个继电器大小,因此可将开关柜的体积缩小到原来的确1/2-1/10。,首先应确定控制方案,下一步工作就是PLC工程设计选型。工艺流程的特点和应用要求是设计选型的主要依据。PLC及有关设备应是集成的、标准的,、成熟可靠的系统,PLC的系统硬件、、功能表图及有关的编程语言有利于缩短编程时间,因此,工程设计选型和估算时,应详细分析工艺过程的特点、控制要求,明确控制任务和范围确定所需的操作和动作,然后根据控制要求,估算输入输出点数、所需存储器容量、确定PLC的功能、外部设备特性等,最后选择有较高性能价格比的PLC和设计相应的控制系统。输入输出(I/O)点数的估算1、I/O点数估算时应考虑适当的余量,通常根据统计的输入输出点数,再增加10%—20%的可扩展余量后,作为输入输出点数估算数据。实际订货时,还需根据制造厂商PLC的产品特点,对输入输出点数进行圆整。9:..*****分院毕业设计、存储器容量的估算存储器容量是可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元大小,程序容量是存储器中用户应用项目使用的存储单元的大小,因此程序容量小于存储器容量。设计阶段,由于用户应用程序还未编制,因此,程序容量在设计阶段是未知的,,,许多文献资料中给出了不同公式,大体上都是按数字量I/O点数的10—15倍,加上模拟I/O点数的100倍,以此数为内存的总字数(16位为一个字),另外再按此数的25%考虑余量。控制功能的选择;该选择包括运算功能、控制功能、通信功能、编程功能、诊断功能和处理速度等特性的选择。3、运算功能简单PLC的运算功能包括逻辑运算、计时和计数功能;普通PLC的运算功能还包括数据移位、比较等运算功能;较复杂运算功能有代数运算、数据传送等;大型PLC中还有模拟量的PID运算和其他高级运算功能。随着开放系统的出现,目前在PLC中都已具有通信功能,有些产品具有与下位机的通信,有些产品具有与同位机或上位机的通信,有些产品还具有与工厂或企业网进行数据通信的功能。设计选型时应从实际应用的要求出发,合理选用所需的运算功能。大多数应用10:..*****分院毕业设计,有些应用需要数据传送和比较,当用于模拟量检测和控制时,才使用代数运算,数值转换和PID运算等。要显示数据时需要译码和编码等运算。4、控制功能控制功能包括PID控制运算、前馈补偿控制运算、比值控制运算等,应根据控制要求确定。PLC主要用于顺序逻辑控制,因此,大多数场合常采用单回路或多回路控制器解决模拟量的控制,有时也采用专用的智能输入输出单元完成所需的控制功能,提高PLC的处理速度和节省存储器容量。例如采用PID控制单元、高速计数器、带速度补偿的模拟单元、ASC码转换单元等。5、通信功能大中型PLC系统应支持多种现场总线和标准通信协议(TCP/IP),需要时应能与工厂管理网(TCP/IP),应是开放的通信网络。PLC系统的通信接口应包括串行和并行通信接口(RS2232C/422A/423/485)、RIO通信口、工业以太网、常用DCS接口等;大中型PLC通信总线(含接口设备和电缆)廊1:1冗余配置,通信总线应符合国际标准,通信距离应满足装置实际要求。PLC系统的通信网络中,上级的网络通信速率应大于lMbps,通信负荷不大丁60%。PLC系统的通信网络主要形式有I?列几种形式:1)11:..******学院*****分院毕业设计PC为主站,多台同型号PLC为从站,组成简易PLC网络;2)l台PLC为主站,其他同型号PLC为从站,构成主从式PLC网络;3)PLC网络通过特定网络接口连接到大型DCS中作为DCS的子网;4)专用PLC网络(各厂商的专用PLC通信网络)。为减轻CPU通信任务,根据网络组成的实际需要,应选择具有不同通信功能的(如点对点、现场总线、工业以太网)、编程功能离线编程方式:PLC和编程器公用一个CPU,编程器在编程模式叫,CPU只为编程器提供服务,不对现场设备进行控制。完成编程后,编程器切换到运行模式,CPU对现场设备进行控制,,但使用和调试不方便。在线编程方式:CPU和编程器有各自的CPU,主机CPU负责现场控制,并在一个扫描周期内与编程器进行数据交换,编程器把在线编制的程序或数据发送到主机,下一扫描周期,,但系统调试和操作方便,在大中型PLC中常采用。五种标准化编程语言:顺序功能图(SFC)、梯形图(LD)、功能模块图(FBD)三种图形化语言和语句表(IL)、结构文本(ST)(IEC6113123),同时,还应支持多种语言编程形式,,以满足特殊控制场合的控制要求。12:..******学院*****分院毕业设计7、,,,直接影响对操作和维护人员技术能力的要求,并影响平均维修时间。8、,处理速度应越快越好,如果信号持续时间小于扫描时间,则PLC将扫描不到该信号,造成信号数据的丢失。处理速度与用户程序的长度、CPU处理速度、软件质量等有关。目前,PLC接点的响应快、速度高,每条二进制指令执行时间约02—,因此能适应控制要求高、相应要求快的应用需要。扫描周期(处理器扫描周期)应满足:小型PLC的扫描时间不大于05ms/K;大中型PLC的扫描时间不大于02ms/K。、PLC的类型13:..******学院*****分院毕业设计PLC按结构分为整体型和模块型两类,按应用环境分为现场安装和控制室安装两类;按CPU字长分为1位、4位、8位、16位、32位、64位等。从应用角度出发,,因此用户选择的余地较小,用于小型控制系统;模块型PLC提供多种I/O卡件或插卡,因此用户可较合理地选择和配置控制系统的I/O点数,功能扩展方便灵活,一般用于大中型控制系统。2、输入输出模块的选择输入输出模块的选择应考虑与应用要求的统一。例如对输入模块,应考虑信号电平、信号传输距离、信号隔离、,应考虑选用的输出模块类型,通常继电器输出模块具有价格低、使用电压范围广、寿命短、响应时间较长等特点;可控硅输出模块适用于开关频繁,电感性低功率因数负荷场合,但价格较贵,过载能力较差。输出模块还有直流输出、交流输出和模拟量输出等,与应用要求应一致。可根据应用要求,合理选用智能型输入输出模块,以便提高控制水平和降低应用成本。3、电源的选择PLC的供电电源,除了引进设备时同时引进PLC应根据产品说明书要求设计和选用外,一般PLC的供电电源应设计选用220VAC电源,14:..******学院*****分院毕业设计与国内电网电压一致。重要的应用场合,应采用不间断电源或稳压电源供电。如果PLC本身带有可使用电源时,应核对提供的电流是否满足应用要求,否则应设计外接供电电源。为防止外部高压电源因误操作而引入PLC,对输入和输出信号的隔离是必要的,有时也可采用简单的二极管或熔丝管隔离。4、存储器的选择由于计算机集成芯片技术的发展,存储器的价格已下降,因此,为保证应用项日的正常投运,一般要求PLC的存储器容量,按256个I/O点至少选8K存储器选择。需要复杂控制功能时,应选择容量更大,档次更高的存储器。5、冗余功能的选择(1)控制单元的冗余1)重要的过程单元:CPU(包括存储器))在需要时也可选用PLC硬件与热备软件构成的热备冗余系统、2重化或3重化冗余容错系统等。(2)I/O接口单元的冗余1)控制回路的多点I/O卡应冗余配置。2)重点检测点的多点I/:..******学院*****分院毕业设计3)根据需要对章要的I/O信号,可选用2重化或3重化的I/、经济性的考虑选择PLC时,应考虑性能价格比。考虑经济性时,应同时考虑应用的可扩展性、可操作性、投入产出比等因素,进行比较和兼顾,最终选出较满意的产品。输入输出点数对价格有直接影响。,相应的存储器容量、机架、母板等也要相应增加,因此,点数的增加对CPU选用、存储器容量、控制功能范围等选择都有影响。在估算和选用时应充分考虑,使整个控制系统有较合理的性能价格比。随着PLC的推广普及,PLC产品的种类和数量越来越多,而且功能也日趋完善。近年来,从美国、日本、德国等国引进的PLC产品及国内厂家组装或自行开发的产品已有几十个系列、上百种型号。PLC的品种繁多,其结构型式、性能、容量、指令系统、编程方法、价格等各不相同,、停止按钮各1个,输出负载为8组发光二极管,可选用工作电压为12V,工作电流为10~,而输出负载较多,时间响应较16:..******学院*****分院毕业设计快,所以选择PLC基本单元FX2N-32MT,可提供16输入/16输出,输出电压DC5~30V,,,在现代生活中,彩灯作为一种装饰,既可以增强人们的感观,起到广告宣传的作用,又可以增添节日气氛,为人们的生活增添亮丽,用在舞台上增强晚会灯光效果。随着电子技术的发展,应用系统向着小型化、快速化、大容量、重量轻的方向发展PLC技术的应用引起电子产品及系统开发的革命性变革。语言作为可编程逻辑器件的标准语言描述能力强,覆盖面广,抽象能力强,在实际应用中越来越广泛。这个阶段,人们开始追求贯彻整个系统设计的自动化,可以从繁重的设计工作中彻底解脱出来,把精力集中子啊创造性的方案与概念构思上,从而提高设计效率,缩短产品的研制周期。、侧灯、天幕灯和地灯等,一般中大型的舞台因地灯安置在舞台的前面对演出有一定的影响而取消,取而代之的是提高面灯的功率(3KW),以增强舞台光源的强度。而小型舞台一般采用1KW左右的聚光灯,这种舞台面灯功率小,光源17:..******学院*****分院毕业设计弱,需要设置地灯进行补偿。本设计采用八组工作电压为12V,工作电流为10~:..******学院*****、如下图所示,共有8道灯,其中5道灯呈拱形,3道灯图3-错误!未定义书签。舞台艺术灯的结构图呈梯形;2、7号灯一亮一灭交替进行;3、6至3号灯由内到外依次点亮,全亮后再全灭;4、2至0号灯由上到下依次点亮,全亮后再全灭。19:..******学院*****、舞台照明每一回路的可载容量(额定电流)20A,使用容量(功率)一般按2-4kW考虑。2、在舞台照明设备的供电系统中,演出过程中可能频繁启动交流电动机,当其启动冲击电流引起电源电压波动超过3%时,宜采用与舞台照明负荷分开的变压器供电。3、灯光控制系统在电气设备运行中的安全设置合理配置输出:每个调光、直通输出一般有1只32A的插座,每个插座的3根导线长度应一致,通过绞合而输出;良好的接地:为消除可控硅干扰,使音、视频设备达到使用要求,在灯光系统设计中选择较合理、实用的接地系统。扩声系统和灯光系统都设有独立接地干线,采用共用地极,接地电阻≤1欧姆;触电保护:应采取PE线与相关回路相线一起配线的方式。以减小零序阻抗,保证在发生单相接地故障时保护装置可靠动作,保障人身安全;雷电防护:在变电所低压母线装设避雷器,调光灯光配电柜装设电涌保护器,防止舞台或附近建筑物遭受雷击时由于电磁感应、静电感应产生的过电流、过电压损坏调光柜及灯光控制计算机系统,、灯光系统电气线缆及线路敷设设置20:..******学院*****分院毕业设计灯线和音乐、视频等信号线相互远离,相遇时须做90°,平行时间距设置大于1m;所有信号连接线缆均选用五芯屏蔽线,以防止干

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