日期：2015/10/19 來源：中國演藝科技網(wǎng)

當(dāng)前的舞臺演出中，導(dǎo)演為了提升演出質(zhì)量和藝術(shù)效果，對演出場景變化的要求越來越復(fù)雜。傳統(tǒng)舞臺臺面較為固定，并且造型、風(fēng)格較單一，整體舞臺技術(shù)水平較低，已不能滿足當(dāng)今流行的演出需要。而將PLC可編程控制器運動控制技術(shù)應(yīng)用到舞臺機(jī)械運動控制中，實現(xiàn)舞臺的升降、平移、旋轉(zhuǎn)、伸縮等運動動作，可使演出更加多姿多彩。 PLC（Programmable Logic Controller，可編程序邏輯控制器簡稱），是在傳統(tǒng)的順序控制器的基礎(chǔ)上引入微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)和通訊技術(shù)而形成的新型工業(yè)控制裝置，目的是用來取代繼電器，執(zhí)行邏輯、計時、計數(shù)等順序控制功能。PLC是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計。它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字量、模擬量的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械和生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于使工業(yè)控制系統(tǒng)形成整體和擴(kuò)充功能的原則設(shè)計。一般來說，PLC分為整體式和模塊式兩種，但它們的組成是相同的。結(jié)構(gòu)如圖1所示圖1 PLC基本結(jié)構(gòu)示意圖 旋轉(zhuǎn)舞臺運動控制系統(tǒng)主要由機(jī)械、電氣、控制三大部分構(gòu)成。 1 機(jī)械部分基本構(gòu)成 旋轉(zhuǎn)舞臺是控制系統(tǒng)的主要控制對象。它主要由轉(zhuǎn)盤臺面、托盤及支架、傳動軸、減速箱、導(dǎo)輪等構(gòu)成。 旋轉(zhuǎn)舞臺臺面要完成360°旋轉(zhuǎn)，并能停在任意角度位置或絕對位置上。圖2是旋轉(zhuǎn)舞臺機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖。圖2 旋轉(zhuǎn)舞臺機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖 2 電氣控制部分構(gòu)成 電氣控制部分主要是旋轉(zhuǎn)舞臺運動控制系統(tǒng)中電路控制部分。它主要由變頻器、異步電動機(jī)、斷路器、電磁接觸器、繼電器、磁柵尺、磁頭、信號放大器等組成。此部分主要完成硬件邏輯控制關(guān)系。雖然PLC的軟繼電器完成了控制回路中的大部分邏輯控制功能，但是還有一部分控制功能要由硬件電氣元件完成。主要功能有以下幾點： （1）控制動力電源和制動電源的通斷。如圖3所示。圖3 動力電源和制動電源控制回路連接圖圖 （2）構(gòu)成就地控制回路。 （3）構(gòu)成安全保護(hù)回路，如互聯(lián)鎖、緊急停機(jī)等。 （4）給PLC輸入模塊傳送系統(tǒng)狀態(tài)信號，如圖4所示。圖4 PLC數(shù)字量輸入線路圖 2.1 位移測量系統(tǒng)構(gòu)成及原理 在本例中，位移測量系統(tǒng)采用了日本Macome公司生產(chǎn)的MC位移測量系統(tǒng)。它由磁柵尺、磁頭和信號放大器三部分構(gòu)成。如圖5所示。如圖6所示，磁柵尺的結(jié)構(gòu)為厚0.3 mm、寬35 mm的不銹鋼，其上粘有厚1.6 mm、寬20 mm的橡膠磁鐵。橡膠磁鐵的厚度方向20 mm的相等距離分布N極和S極相互吸引。圖5 MC位移測量系統(tǒng)構(gòu)成圖6 磁柵尺結(jié)構(gòu) 磁頭和信號放大器共同構(gòu)成信號感知器。磁柵尺上每10 mm間隔就有N極和S極磁場相互吸引磁化。信號感知器將磁場的量轉(zhuǎn)變?yōu)锳、B兩相相應(yīng)的信號，并通過連接信號放大器變?yōu)樽罡叻纸舛葹?.1 mm的脈沖信號。如圖7所示。磁柵尺安裝于轉(zhuǎn)臺的邊緣上，當(dāng)磁柵尺與磁頭之間有相對運動時（最大反應(yīng)速度為10 m/s），磁頭感知磁柵尺上N極和S極磁場的變化，通過信號放大器將磁場的變化轉(zhuǎn)化為兩相的脈沖信號，輸出給分布式I/O的計數(shù)器模塊FM-350。最終PLC的CPU根據(jù)計數(shù)器模塊FM-350記錄下來的脈沖數(shù)，并通過位移算法計算出位移量。圖7 信號放大器輸出脈沖信號A相、B相 3 PLC控制部分基本構(gòu)成 PLC控制部分作為控制的核心部分，主要由上位機(jī)（人機(jī)界面）、下位機(jī)（PLC控制模塊）、分布式I/O從站（包括各模塊）、通信網(wǎng)絡(luò)等構(gòu)成。PLC控制部分是旋轉(zhuǎn)舞臺運動控制系統(tǒng)的核心部分，要完成對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集、傳輸、處理、運動控制算法計算、報警信息處理、網(wǎng)絡(luò)通信等功能。節(jié)選自《演藝科技》2012年第十期

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