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1、 P PL LC C课课程程设设计计舞台升降台和灯光控制系统设计舞台升降台和灯光控制系统设计学学 院：院：机电工程学院班班 级：级：姓姓 名：名：枣庄学院 PLC 课程设计第 2 页 学学 号号：枣庄学院 PLC 课程设计摘要摘要本次论文选择了用 PLC 来控制舞台的演唱灯光，互动灯光和升降台。升降台用于达到运送舞台上人员及特殊效果的目的，舞台灯光可以根据不同的舞台情况单个运行或组合运行，互动灯光用于台上人员与台下观众进行互动。采用 PLC 使得系统控制简明清楚利用 PLC 控制操作简便、简单易懂。 ，而且十分便于日后的运行维护，PLC 在这里的应用，使得系统运行更加可靠，同时维修起来也是十分

2、的简单方便。关键词：关键词：PLC 升降台 舞台灯光 互动灯光枣庄学院 PLC 课程设计第 1 页 目录目录第一章第一章 绪论绪论.11.课题的背景课题的背景.12.课题的意义课题的意义.1第一章第一章 系统的硬件系统的硬件.21.设计方案设计方案.22.系统主电路系统主电路.2第二章第二章 升降台的控制升降台的控制.31.功能要求功能要求.32.设计思路设计思路.33.程序设计程序设计.3第四章第四章 舞台循环灯光舞台循环灯光.51.舞台循环灯光一舞台循环灯光一.52.舞台循环灯光二舞台循环灯光二.6第五章第五章 互动游戏循环灯光互动游戏循环灯光.91.功能要求功能要求.92.设计思路设计思

3、路.93.程序设计程序设计.9第六章第六章 系统调试与运行操作系统调试与运行操作.111.调试过程调试过程.112.运行操作运行操作.11梯形图梯形图.12谢辞谢辞.21参考文献参考文献.22枣庄学院 PLC 课程设计第 1 页 第一章第一章绪论绪论1.课题的背景课题的背景 目前 PLC 已经渗透到生活的各个方面，尤其是自动化控制。在本次课程设计的题目是基于 PLC 舞台升降台和灯光控制程序的设计。在各种大型演唱会小型晚会的灯光效果非常炫目，其广泛运用于我们的生活中，是我们生活中各种活动必不可缺的。2.课题的意义课题的意义世界上公认的第一台 PLC 是 1969 年美国数字设备公司（DEC）研

4、制的。限于当时的元器件条件及计算机发展水平，早期的 PLC 主要由分立元件和中小规模集成电路组成，可以完成简单的逻辑控制及定时、计数功能。20 世纪 70年代初出现了微处理器。人们很快将其引入可编程控制器，使 PLC 增加了运算、数据传送及处理等功能，完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。为了方便熟悉继电器、接触器系统的工程技术人员使用，可编程控制器采用和继电器电路图类似的梯形图作为主要编程语言，并将参加运算及处理的计算机存储元件都以继电器命名。此时的 PLC 为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。20 世纪 70 年代中末期，可编程控制器进入实用化发展阶段，计算机技术已全面引入可编程

5、控制器中，使其功能发生了飞跃。更高的运算速度、超小型产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。随着 PLC 的出现，PLC 用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。枣庄学院 PLC 课程设计第 2 页 第一章第一章 系统的硬件系统的硬件1.设计方案

6、设计方案本次课题是基于 PLC 三台皮带机送料控制程序的设计、安装与调试，控制要求如下：升降台上升的开关 I0.4合上时，延时3秒启动升降台指示灯 Q1.0亮，到达预期位置后，合上上升停止开关 I0.5升降台停止上升 Q1.1熄灭。同理，合上下降开关 I0.6，,升降台定时时间到开始下降 Q1.1亮起，到达预期位置，通过开关 I0.7控制其停止 Q1.1熄灭。循环灯光一的控制要求，合上开关时在主程序中实现两组灯光的交替循环，当定时时间到转到子程序中实现三组灯光依次闪亮，定时时间到返回主程序。循环灯光二的控制采用红、橙、黄、绿四种，要求合上启动开关时四种灯光依次点亮，并且带有循环。打开关闭开关时

7、，灯全部熄灭，当断开关闭开关时4种灯光继续循环运行。互动灯光循环灯光共 8 盏依次为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫和白色灯光。要求一次点亮一盏灯，且顺序点亮，当关闭开关瞬间所亮的小灯保持点亮状态，此时小灯所照射区域的观众即为幸运观众可到台上与主持人进行互动赢大奖游戏。2.系统主电路系统主电路枣庄学院 PLC 课程设计第 3 页 第二章第二章 升降台的控制升降台的控制1.功能要求功能要求当控制升降台上升的开关合上时，延时 3 秒启动升降台以便为进入升降台的人员留有充分的安全时间，当 3 秒时间到，工作台开始上升，到达预期位置后，合上上升停止开关升降台停止上升。同理，当打开下降开关，升降台定时时间到开

8、始下降，到达预期位置，通过开关控制其停止。2.设计思路设计思路功能要求中有延时，所以采用时间顺序控制进行编程设计。该升降台部分的程序采用两个延时接通定时器进行所要求的时间进行控制。当定时时间到 3S时，Q1.0（升降台上升）指示灯亮，下降时 Q1.1 指示灯亮。3.程序设计程序设计根据题目的功能要求和设计思路，首先进行 I/O 地址的分配，如表 1 升降台的 I/O 地址分配。表 1 I/O 地址分配表升降台控制部分的状态转换图，如图 1a，图 1b。输入信号输出信号名称功能要求名称功能要求I0.4上升开关Q1.0上升指示灯I0.5停止上升开关Q1.1下降指示灯I0.6下降开关I0.7停止下降

9、开关枣庄学院 PLC 课程设计第 4 页 图 1-a 图 1-b升降台控制部分的梯形图，见梯形图主程序 第 1 到 8 网络。枣庄学院 PLC 课程设计第 5 页 第四章第四章 舞台循环灯光舞台循环灯光1.舞台循环灯光一舞台循环灯光一 1.1 功能要求：功能要求：为实现舞台灯光的炫酷效果，欲将蓝、靛、紫、白四种灯光，以不同的闪亮效果呈现，并且要求有循环。令 Q0.4 到 Q0.7 分别表示蓝、靛、紫、白四种灯光，要求 Q0.4 和 Q0.6 每1 秒闪一次，Q0.5 和 Q0.7 每 0.5 秒闪一次，并循环 10S 时间；要求 Q0.4 和Q0.7 所控制的灯先亮，1S 后 Q0.5，Q0.

10、6 依次每隔 1 秒闪亮。 1.2 设计思路：设计思路：采用子程序进行编程，把该部分的控制用主程序和子程序两部分进行控制。其中，在主程序中实现两组灯光的闪烁（Q0.4、Q0.6 为一组，Q0.5、Q0.7 为一组） ，在子程序中实现三组灯光（Q0.4 和 Q0.7 一组，Q0.5，Q0.6 各一组）依次闪亮，并由定时器控制定时时间，时间到返回主程序，依次循环。 1.3 程序设计程序设计：根据题目的功能要求和设计思路，首先进行 I/O 地址的分配，如表 1 升降台的 I/O 地址分配。表 2 所示。表 2 循环灯光一 I/O 分配图输入信号输出信号名称功能说明名称功能说明I0.0循环启动Q0.4

11、蓝灯Q0.5靛灯Q0.6紫灯Q0.7白灯其功能流程图如图 2a、图 2b 所示。枣庄学院 PLC 课程设计第 6 页 图 2-a 主程序图 2-b 子程序该部分的梯形图，见梯形图第 9 到 16 网络和子程序网络。2.舞台循环灯光二舞台循环灯光二 1.1 功能要求：功能要求：枣庄学院 PLC 课程设计第 7 页 该部分的灯光采用红、橙、黄、绿四种，要求合上启动开关时四种灯光依次点亮，并且带有循环。关上关闭开关时，灯全部熄灭。 1.2 设计思路：设计思路：该部分的程序采用时间顺序控制，令 Q0.0 到 Q0.3 分别控制红、橙、黄、绿四灯光，每隔 1S 点亮至全部点亮，当计时时间到 5S 时开始

12、循环。当合上关闭开关所有灯全部熄灭。当断开关闭开关程序继续运行。 1.3 程序设计：程序设计：根据题目的功能要求和设计思路，首先进行 I/O 地址的分配，如表 1 升降台的 I/O 地址分配。表 3 所示。其功能流程图如图 3 所示。图 3 舞台循环灯光二枣庄学院 PLC 课程设计第 8 页 表三 循环灯光二的 I/O 分配图输入信号输出信号名称功能说明名称功能说明I0.0循环启动Q0.1红灯I0.2关闭灯光Q0.2橙灯Q0.3黄灯Q0.4绿灯该部分的梯形图见 主程序梯形图网络 17 到 23。枣庄学院 PLC 课程设计第 9 页 第五章第五章 互动游戏循环灯光互动游戏循环灯光1.功能要求功能

13、要求设计一循环都灯光，要求一次点亮一盏灯，且顺序点亮，当关闭开关时小灯所照射区域的观众即为幸运观众可到台上与主持人进行互动赢大奖游戏。2.设计思路设计思路把时间作为每一状态的转移条件，当定时时间到，自动转移到下一个状态。当合上开关 I0.3 时，红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫和白 8 钟灯光依次点亮并循环，当关闭该开关时刻所点亮的小灯保持点亮状态，小灯所照射到的观众即随机选中的互动幸运者。3.程序设计程序设计根据题目的功能要求和设计思路，首先进行 I/O 地址的分配，如表 1 升降台的 I/O 地址分配。表 4 所示。其状态转换图如图 4 所示。表 4 互动循环灯 I/O 分配图输入信号输出信号名

14、称功能说明名称功能说明I0.3互动循环灯光Q0.0红色灯光QO.1橙色灯光QO.2黄色灯光Q0.3绿色灯光Q0.4蓝色灯光Q0.5靛色灯光Q0.6紫色灯光Q0.7白色灯光枣庄学院 PLC 课程设计第 10 页 该部分的梯形图见梯形图 SBR_1 子程序。图 4 互动游戏循环灯光图 4 互动游戏的状态转换图枣庄学院 PLC 课程设计第 11 页 第六章第六章 系统调试与运行操作系统调试与运行操作1.调试过程调试过程1 要查接线、核对地址。要逐点进行，要确保正确无误。可不带电核对，那就是查线，较麻烦。也可带电查，加上信号后，看电控系统的动作情况是否符合设计的目的。2 检查与测试指示灯。控制面板上如

15、有指示灯，应先对应指示灯的显示进行检查。一方面，查看灯坏了没有，另一方面检查逻辑关系是否正确。指示灯是反映系统工作的一面镜子，先调好它，将对进一步调试提供方便。3 检查手动动作及手动控制逻辑关系。完成了以上调试，继而可进行手动动作及手动控制逻辑关系调试。要查看各个手动控制的输出点，是否有相应的输出以及与输出对应的动作，然后再看，各个手动控制是否能够实现。如有问题，立即解决。4 检查工作台的升降，灯光一，灯光二，互动循环灯光的运行是否达到预期效果。哪个步骤或环节出现问题，就着手解决哪个步骤或环节的问题。要多观察几个工作循环，以确保系统能正确无误地连续工作。2.运行操作运行操作升降台上升的开关 I

16、0.4 合上时，延时 3 秒启动升降台指示灯 Q1.0 亮，到达预期位置后，合上上升停止开关 I0.5 升降台停止上升 Q1.1 熄灭。同理，合上下降开关 I0.6，,升降台定时时间到开始下降 Q1.1 亮起，到达预期位置，通过开关I0.7 控制其停止 Q1.1 熄灭。合上 I0.0 在主程序中实现 Q0.4Q0.6 与 Q0.5Q0.7 两组灯光的交替循环，当定时时间到在子程序中实现 Q0.4Q0.7， Q0.5，Q0.6 依次闪亮定时时间到返回主程序。I0.1，I0.3 开关合上后观察运行情况。枣庄学院 PLC 课程设计第 12 页 梯形图梯形图主程序：主程序：枣庄学院 PLC 课程设计第 13 页 枣庄学院 PLC 课程设计第 14 页 枣庄学院 PLC 课程设计第 15 页 枣庄学院 PLC 课程设计第 16 页 子程序子程序 SBR_0枣庄学院 PLC 课程