基于PLC的舞台灯设计开题报告.pdf
太原理工大学信息工程学院 本科毕业论文（设计）开题报告 关于 PLC 的舞台灯设计 学生姓名 喻 导师姓名 专 业 通信工程 报告日期 2015。3.23 班 级 1101 指导教师意见 签字 年 月 日 专业（教研室)主任意见 年 月 日 系主任意 见 年 月 日 1.选题意义 可编程控制器(Programmable Logical Controller)简称为 PC 或 PLC 是 60 年代末发明的工业控制器件。日本电气控制学会曾对可编程控制器作了一个定义：可编程控制器是将逻辑运算，顺序控制，时序和计数以及算术运算等控制程序用一串指令的形式存放到存储器中，然后根据存储的控制内容，经过模拟，数字等输入输出部件,对生产设备和生产过程进行控制的装置。PLC 是基于计算机技术和自动控制理论发展而来的。它既不同于普通的计算机，又不同于一般的计算机控制系统，作为一种特殊形式的计算机控制装置，它在系统结构，硬件组成软件结构以及 I/O 通道,用户界面诸多方面都有其特殊性。舞台灯光在现代舞台演出中的作用：照明演出，使观众看清演员表演和景物形象；导引观众视线;塑造人物形象，烘托情感和展现舞台幻觉；创造剧中需要的空间环境;渲染剧中气氛;显示时、空转换,突出戏剧矛盾冲突和加强舞台节奏，丰富艺术感染力。有时也配合舞台特技。在现代演出中,灯光的强度、色彩、照明区的分布，灯光的运动等都具有较大的可塑性与可控性.舞台灯光的艺术效果是随着演出的进展、舞台气氛的不断变换而展现的。舞台灯光是空间艺术与时间艺术的结合体，舞台灯光的历史发展是同戏剧的演变以及科学技术的进步密切相联的。2。国内外发展状况 世界上公认的第一台 PLC 是 1969 年美国数字设备公司（DEC）研制的。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控制器中，使其功能发生了飞跃。更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID 功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。20 世纪 80 年代初,可编程控制器在先进工业国家中已获得广泛应用。这个时期可编程控制器发展的特点是大规模、高速度、高性能、产品系列化。这个阶段的另一个特点是世界上生产可编程控制器的国家日益增多，产量日益上升.这标志着可编程控制器已步入成熟阶段.20 世纪末期，可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。从控制规模上来说，这个时期发展了大型机和超小型机；从控制能力上来说，诞生了各种各样的特殊功能单元,用于压力、温度、转速、位移等各式各样的控制场合；从产品的配套能力来说，生产了各种人机界面单元、通信单元,使应用可编程控制器的工业控制设备的配套更加容易。目前,可编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领域的应用都得到了长足的发展。我国可编程控制器的引进、应用、研制、生产是伴随着改革开放开始的。最初是在引进设备中大量使用了可编程控制器。接下来在各种企业的生产设备及产品中不断扩大了 PLC的应用。目前，我国自己已可以生产中小型可编程控制器。上海东屋电气有限公司生产的CF 系列、杭州机床电器厂生产的 DKK 及 D 系列、大连组合机床研究所生产的 S 系列、苏州电子计算机厂生产的 YZ 系列等多种产品已具备了一定的规模并在工业产品中获得了应用。此外，无锡华光公司、上海乡岛公司等中外合资企业也是我国比较著名的 PLC 生产厂家。可以预期，随着我国现代化进程的深入，PLC 在我国将有更广阔的应用天地。3.PLC 的发展历程和应用领域 早期工业生产中广泛使用的电器自动控制系统是继电器接触器控制系统,简称继电器控制系统，随着 20 世纪工业生产的迅速发展，市场竞争越来越激烈，工业产品更新换代的周期日趋缩短，新产品不断涌现,传统的继电器控制系统难以满足现代社会小批量、多品种、低成本、高质量生产方式的生产控制要求，为了改变这一现状,美国通用汽车公司在 1969年公开招标，要求用新的控制装置取代继电器控制装置，并提出了十项招标指标,即：1、编程方便，现场可修改程序；2、维修方便，采用模块化结构;3、可靠性高于继电器控制装置；4、体积小于继电器控制装置;5、数据可直接送入管理计算机；6、成本可与继电器控制装置竞争;7、输入可以是交流 115V；8、输出为交流 115V,2A 以上，能直接驱动电磁阀，接触器等;9、在扩展时，原系统只要很小变更；10、用户程序存储器容量至少能扩展到 4KB。这就是著名的 GM10 条.1969 年，美国数字设备公司（DEC）研制出第一台 PLC，在美国通用汽车自动装配线上试用,获得了成功.这种新型的工业控制装置以其简单易懂，操作方便,可行性高，通用灵活，体积小，使用寿命长等一系列优点，很快地在美国其他工业领域推广应用.到 1971 年，已经成功地应用于食品,饮料,冶金，造纸等工业.这一新型工业控制装置的出现，也受到了世界其他国家的高度重视.1971 日本从美国引进了这项新技术，很快研制出了日本第一台 PLC。1973 年，西欧国家也研制出它们的第一台 PLC。我国从 1974 年开始研制。于 1977 年开始工业应用。PLC 的应用：1、取代继电器控制 2、过程控制 3、位置、速度控制 4、数据监控 5、组成分散控制系统 4。论文的主要研究内容 1、选取参考舞台艺术彩灯(也可选其它形状排列的彩灯）为控制对象，完成 PLC 硬件配置和控制系统的硬件配置；2、分析控制要求进行输入/输出点分配,并根据分配画出外部接线图；3、完成系统软件部分的程序的编写；4、撰写毕业设计论文；5.研究思路 （一)实验法 通过在实验室做实验，利用所学的知识，来完成基于 PLC 舞台彩灯控制,首先我将采用西门子公司生产的 S7-200 系列 PLC 为条件设计舞台彩灯控制电路接线图，结合STEP7-Micro/WIN 编程软件在计算机上画出舞台彩灯程序梯形图,然后配齐相应电源器件进行舞台彩灯的控制设计。设计中采用移位位移寄存器指令编程，而不采用顺序控制设计法,大大减少试验程序，减少程序所占内存最后达到彩灯循环的效果.（二）文献研究法 通过网上数据库以及书籍，从中学习研究完成基于 PLC 舞台彩灯控制.(三）经验总结法 通过学习过的知识以及老师的指导，从中吸取经验，解决出现的问题,从经验中总结,摸索出快而正确的设计方法。6.研究工作安排及进度 毕业设计时间 2015 年 3 月2015 年 6 月 第一阶段(2015 年 3 月 1 日20 日）查找各种相关资料 第二阶段(2015 年 3 月 21-4 月 5 日)完成开题报告 第三阶段（2012 年 4 月 6 日-5 月 6 日）撰写毕业论文(初稿)第四阶段(2012 年 5 月 7 日-17 日)修改毕业论文（含绘图）第五阶段（2012 年 5 月 18 日28 日）上机试加工，完成毕业论文及答辩 七、主要参考文献 1 王淑英编，电气控制与 PLC 应用M.北京：机械工业出版社,2007.48 2 王兆义，可编程控制器教程M。上海：机械工业出版社，2004.28 3 张群生，PLC 控制系统J.北京：机械工业出版社，2007。06 4 何献忠，可编程控制器应用技术M。北京:清华大学出版社，2007.14 5 杨莹,可编程控制案例教程J.上海：机械工业出版社,2008.16 6 王军，郑新志,PLC 自动控制系统J。山东：山东轻工业学院学报,2004.03 7 陈光明，赵连玉,可编程控制器应用J.天津：天津理工大学学报，2005.06 8 蔡瑞娟编，西门子 PLC 高级培训教程J.北京：人民邮电出版社，2009.88 9 林春方,可编程控制器原理及其应用M。上海：上海交通大学出版社，2004.55 10 王永华，现代电气及可编程控制技术M.北京：北京航空航天大学出版社，2003。48 11 殷洪义，可编程序控制器选择设计与维护M。北京:机械工业出版社,2004.38 12 钟肇新，彭侃编译。可编程控制器原理及应用M。第二版.广州：华南理工大学出版社，2003。82
