日期：2015/10/19 來(lái)源：中國(guó)演藝科技網(wǎng)

當(dāng)前的舞臺(tái)演出中，導(dǎo)演為了提升演出質(zhì)量和藝術(shù)效果，對(duì)演出場(chǎng)景變化的要求越來(lái)越復(fù)雜。傳統(tǒng)舞臺(tái)臺(tái)面較為固定，并且造型、風(fēng)格較單一，整體舞臺(tái)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(yùn)動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用到舞臺(tái)機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制中，實(shí)現(xiàn)舞臺(tái)的升降、平移、旋轉(zhuǎn)、伸縮等運(yùn)動(dòng)動(dòng)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(jiǎn)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(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)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(lái)取代繼電器，執(zhí)行邏輯、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能。PLC是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)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(guò)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(jì)。一般來(lái)說(shuō)，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(tái)運(yùn)動(dòng)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(tái)是控制系統(tǒng)的主要控制對(duì)象。它主要由轉(zhuǎn)盤臺(tái)面、托盤及支架、傳動(dòng)軸、減速箱、導(dǎo)輪等構(gòu)成。 旋轉(zhuǎn)舞臺(tái)臺(tái)面要完成360°旋轉(zhuǎn)，并能停在任意角度位置或絕對(duì)位置上。圖2是旋轉(zhuǎn)舞臺(tái)機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖。圖2 旋轉(zhuǎn)舞臺(tái)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(tái)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中電路控制部分。它主要由變頻器、異步電動(dòng)機(jī)、斷路器、電磁接觸器、繼電器、磁柵尺、磁頭、信號(hào)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(diǎn)： （1）控制動(dòng)力電源和制動(dòng)電源的通斷。如圖3所示。圖3 動(dòng)力電源和制動(dòng)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(hào)，如圖4所示。圖4 PLC數(shù)字量輸入線路圖 2.1 位移測(cè)量系統(tǒng)構(gòu)成及原理 在本例中，位移測(cè)量系統(tǒng)采用了日本Macome公司生產(chǎn)的MC位移測(cè)量系統(tǒng)。它由磁柵尺、磁頭和信號(hào)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(cè)量系統(tǒng)構(gòu)成圖6 磁柵尺結(jié)構(gòu) 磁頭和信號(hào)放大器共同構(gòu)成信號(hào)感知器。磁柵尺上每10 mm間隔就有N極和S極磁場(chǎng)相互吸引磁化。信號(hào)感知器將磁場(chǎng)的量轉(zhuǎn)變?yōu)锳、B兩相相應(yīng)的信號(hào)，并通過(guò)連接信號(hào)放大器變?yōu)樽罡叻纸舛葹?.1 mm的脈沖信號(hào)。如圖7所示。磁柵尺安裝于轉(zhuǎn)臺(tái)的邊緣上，當(dāng)磁柵尺與磁頭之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)（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(chǎng)的變化，通過(guò)信號(hào)放大器將磁場(chǎng)的變化轉(zhuǎn)化為兩相的脈沖信號(hào)，輸出給分布式I/O的計(jì)數(shù)器模塊FM-350。最終PLC的CPU根據(jù)計(jì)數(shù)器模塊FM-350記錄下來(lái)的脈沖數(shù)，并通過(guò)位移算法計(jì)算出位移量。圖7 信號(hào)放大器輸出脈沖信號(hào)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(tái)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的核心部分，要完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集、傳輸、處理、運(yùn)動(dòng)控制算法計(jì)算、報(bào)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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