王文琰

摘　要:探讨基于西门子S7 - 300系列可编程控制器在舞台机械设备控制系统中的应用;实践证明该PLC控制系统具有控制精度高,可靠性好,使用简便等优点,在舞台机械行业中得到广泛应用。

关键词:舞台机械;可编程控制器;控制系统

中图分类号: TP202 + . 1　　　　　　文献标识码: A　　　　　　文章编号: 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

舞台机械设备是现代化大型影剧院、综合性多功能演播厅、会议厅和体育馆等表演场所必不可缺少的设备,是用于舞台演出、服务于表演艺术和舞台美术的专用机械设备,使五彩缤纷的文艺表演具有新颖的、更具完美的表现方式,从而大大增强演出的表现力和感染力,使演出有出奇制胜的特殊效果,倍受观众青睐。20世纪以来,以计算机技术、信息技术为代表的高科技成果不断涌现,促进和带动了机械化舞台的发展。且应用机-电-液技术,使舞台机械设备不仅具有运行平稳、定位准确、同步运行精度高、噪音低等特点,而且在运行速度、空间位置变化上丰富多彩,操作上方便、灵活,使推、拉、升、降、转的各种功能组合变化更加灵活快捷,形成机械与艺术的完美统一。

早期舞台机械设备控制系统采用继电器、接触器控制方式,由于舞台设备数量比较多,控制系统元器件数目很庞大,接线也很繁杂, 电路可靠性差, 控制系统故障率高, 维修困难, 且很难准确自动定位和管理, 给正常演出带来不便。利用PLC开发的舞台吊杆控制系统,可从根本上克服这些缺陷。在舞台设备控制系统中,涉及大量输入输出变量的逻辑管理和控制时,利用可编程控制器具有独特的优势和卓越的性能,能较完美地发挥设备的功能,提高产品档次,降低内耗,也使舞台控制系统工作的安全性和可靠性大大提高。舞台控制系统可以根据用户的要求,通过修改PLC程序,改变联锁、互锁和组合功能,调整控制系统控制功能和流程,无需改动任何硬件和接线,维修改造简便,安全可靠,节约成本,获得较好的经济效益。另外利用PLC所具有的通讯功能,可为剧场整体舞台机械产品实现微机联网控制打下基础。

2　舞台机械设备

一套相对完整的舞台机械设备应该包括两部分: ①台上机械:无级调速大幕机,宽银幕架,活动假台口,灯光吊笼,电动吊杆,灯光吊杆,单点吊机,对开二道幕,防火隔离幕。②台下机械:乐池升降台,升降栏杆,机械升降台,机械车台。以上是一套比较完整的舞台机械设备必不可少的组成部分。

3　西门子PLC控制系统硬件组成

舞台机械设备在舞台的表现效果中占有相当重要的位置,因此对舞台机械设备的控制系统要求安全可靠、控制精度高、操作方便等。针对上述舞台机械设备的PLC控制系统,采用西门子S7 - 300可编程控制器,并通过以太网与上位机相联,控制系统结构如图1所示。

计算机系统由1台上位主控计算机和1台可移动式计算机组成。上位主控计算机主要提供正常情况下的全功能控制欲操作,包括单体设备的控制、设备联锁、设备状态监视、预选择设备、设定运动参数、编组运行、场景记忆、场景序列、故障诊断等;移动控制站只进行运行操作,其控制权限受主控计算机的限制和锁定,以便充分保障系统的操作安全。西门子人机界面采用触摸屏,经过编程组态后可在计算机系统故障、检修或设备简化控制时承接舞台机械设备的运行控制和管理,可提供以下功能:单体设备的控制、设备联锁、设备状态监视、预选择设备、设定运动参数、编组运行等。

1号主站和2号主站由S7 - 300的模块组成,主要包括:CPU、电源模块、开关量输入/输出模块、模拟量输入/输出模块、高速计数模块。

4　系统软件设计

针对群控舞台机械设备的要求以及计算机的软硬件环境,完成整个舞台机械设备控制系统的设计,其主程序框图如图2所示。

为方便用户使用,本系统采用汉字菜单提示,图形按钮选择方式操作人员在程序提示下完成操作。考虑到实际工作需要,主程序中设计的菜单有以下几个选项:参数设置、装台、模拟显示、运行、帮助信息、退出。

运行环境:软件开发基于适宜的、安全可靠的Windows计算机操作系统平台。中文的面向操作人员的操作界面和工程组态版本,便于操作人员的使用。

5　结束语

基于西门子S7 - 300可编程控制器的舞台机械设备控制系统,可对舞台台上设备40多道吊杆类设备以及防火幕、假台口、宽银幕、护幕、二道幕、灯光吊笼等设备进行协调控制,同时控制大幕、升降乐池、车台、升降台等其它台下设备等。用动态画面显示,操作简便。与原有的舞台机械控制系统相比较,该控制系统具有良好的人机对话界面,显示直观,控制精度高,可靠性好,使用简便等优点,并在行业应用中得到了广泛的应用。

参考文献:

[ 1 ] 　龚建兴, 吴爱梅. PLC在舞台吊杆控制系统中的应用[ J ]. 电气传动自动化, 2001 (23) : 48 - 50.

[ 2 ] 　徐　奇. 国内、外舞台机械的发展状况[ J ]. 艺术科技, 2001 ( 1) :8 - 21.

[ 3 ] 　刘开元. 计算机控制技术在舞台机械设备中的应用[ J ]. 艺术科技, 1999 (2) : 22 - 26.