舞台艺术灯的PLC程序设计

舞台艺术灯的PLC 程序设计

王熙雏 张淑红 苏州工业职业技术学院 215104

摘要：本文介绍了利用PLC来控制舞台艺术灯光的闪烁过程，并且给出了顺序功能图，梯形图。关键词：PLC 顺序功能图 梯形图 程序引言

当今生活中，霓虹灯广告以及电视台的舞台灯光各式各样色彩缤纷，用以吸引观众的的注意力。而对于这些灯饰的控制均可以采用PLC控制，如灯光的闪耀、移位及时序的变化等。近年来随着科技的飞速发展，单片机、PLC 的应用正在不断地走向深入，本设计就是利用PLC 作为核心部件进行逻辑控制及信号的产生，PLC 的性能优势必定会使得舞台灯的设计变得更方便，更可靠。

图的绘制是最为关键的一个环节，它将直接决定用户设计的PLC程序的质量。

根据本系统控制过程，首先进行步的划分，和转换条件的确定，然后绘制出描述本系统工作的顺序功能图，如图2 所示。

2.2 系统梯形图

根据控制系统的顺序功能图，可以用三种方式编制梯形图，它们分别是:起动、保持、停止的编程方法、以转换为中心的编程方法、步进梯形指令的编程方法。本文以三菱公司FX系列PLC为例，使用起保停电路的编程方法来设计梯形图。

起保停电路仅仅使用与触点和线圈有关的指令，无需编程元件做中间环节，各种型号PLC的指令系统都有相关指令，加上该电路利用自保持，从而具有记忆功能，且与传统继电器控制电路基本相类似，因此得到了广泛的应用。这种编程方法通用性强，编程容易掌握。

2.3 工作过程分析

1)PLC开始运行时应将M0置为ON，否则系统无法工作，M8002为仅在运行开始瞬间接通的初始脉冲特殊辅助继电器，用其控制M0，将使M0成为活动步。

2)根据顺序功能图编写程序，先编写控制部分，编程时用辅助继电器来代表步。某一步为活动步时，对应的辅助继电器为“1”状态，转换实现时，该转换的后续步变为活动步。由于转换条件大都是短信号，即它存在的时间比它激活的后续步为活动步的时间短，因此

图1 舞台艺术灯造型图

1 系统设计要求及结构

1.1 设计要求

图1所示为一舞台艺术灯饰自动控制演示装置，它共有8道灯，其中5道灯呈拱形，3道灯呈梯形。

现要求0～7号灯闪亮的时序如下：

1）7号灯一亮一灭交替进行。2) 6、5、4和3号灯由外到内依次点亮，再全灭，然后重复上述过程，循环往复。

3) 2、1和0号阶梯形由上到下，依次点亮，再全灭，然后重复上述过程，循环往复。

1.2 系统结构1.2.1 主控制器

本系统的主控制器采用日本三菱公司生产的FX2N- 48MR 型PLC，该型PLC 功能较强大，提供24 个输入点和24 个输出点，均采用8 进制编号。三菱PLC 的编程指令简单易懂且程序设计灵活，可采用梯形图或者指令语言进行软件设计。

1.2.2 输入输出端子分配方案

三菱FX2N- 48MR 型PLC 采用整体式结构，其控制单元提供24 个输入点，24 个输出点。本系统需要2 个输入点、8 个输出点，具体的I/O分配为：X0为启动信号，X1为停止信号，Y0～Y7分别控制0～7号灯。

应使用有记忆（保持）功能的电路来控制代表步的辅助继电器。

3)根据顺序功能图编写输出部分，将定时器的线圈与对应的辅助继电器的常开触点串联，本文设计中将各定时器的设定值都定为1秒。另外要注意以下问题：如果某一输出量仅在某一步中为ON，可以将它们的线圈分别与对应的辅助继电器的常开触点串联，如果某一输出继电器在几步中都应为ON，应将代表各有关步的辅助继电器的常开触点并联后，驱动该输出继电器的线圈。如Y001在步M12和M13中都应为ON，所以将M12和M13的常开触点并联后，来控制Y001的线圈。

4)X1为停止按钮，用ZRST指令进行区间复位，当X1有动作时，所以步将变为不活动步。

3 结论

本舞台艺术灯光系统可以通过修改程序方便地调整灯光的闪烁次数与闪烁速度，再加上改变灯光的颜色和灯光的排列，可以设计出五彩缤纷的造型。如果对外部电路稍加修改，或者在系统程序中加入分支，可以把舞台艺术灯光系统改为霓虹灯、广告灯等艺术灯饰，能够用在娱乐场所、宾馆、餐厅以及大型商场的门面等多种地方，可以满足各种要求，收到良好的视觉效果。

参考文献:

图2 舞台艺术灯顺序功能图

2 软件设计

2.1 系统顺序功能图

顺序功能图是描述控制系统的控制过程、功能和特性的一种图形，是设计PLC梯形图的有力工具。在顺序控制设计法中，顺序功能

[1]王兆义.小型可编程控制器实用技术[M].北京:机械工业出版社,2002.

[2]孙振强.可编程序控制原理及应用教程[M].北京:清华大学出社,2005.

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