PLC在舞台机械控制系统中的应用_开题报告

（一）舞台机械简介

舞台机械是用于满足演出需要的专用机械设备。主要分为台上设备和台下设备。其中台上设备有景杆、单点吊、大幕、灯光吊杆、边幕吊杆等组成，台下设备有升降台、乐池、旋转台、车台、补偿台等组成。随着舞台机械技术水平的发展，舞台机械的功能和作用也得到了极大的丰富和发展。从最初简单的景片移动和布景的迁换，到实现复杂的变换和运动，舞台机械成为舞台艺术不可或缺的表演手段，与舞台灯光、音响等共同创造了令人惊叹不已的舞台艺术效果。现代舞美对艺术的不断追求与创新，对舞台机械系统提出了更高的要求，舞台机械系统作为现代舞美艺术的载体也在不断创新，而舞台机械的发展与创新始终得益于科学技术的发展。随着科学技术的进步，一些高新技术和设备在舞台机械和控制系统中得到了广泛的应用。

（二）PLC在舞台机械控制系统中应用的发展状况

早期的剧院一般为模拟控制，采用按钮来控制继电器、接触器实现设备操作，在电机轴上安装滑动电阻来实现设备的定位。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。近几年新建剧院的舞台机械控制系统基本都已采用数字化控制技术，主要由工控机、PLC（可编程控制器）、轴控制器、变频器等主要控制单元组成，由多个具有CPU 控制设备递阶构成集中、分散相结合的集散控制系统的网络结构。基于 PLC开发的舞台机械控制系统，可从根本上克服模拟控制带来的缺陷。在舞台机械控制系统中，涉及大量输入输出变量的逻辑管理和控制时，利用PLC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，也使舞台机械控制系统工作的安全性和可靠性大大提高。基于PLC的舞台机械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。操作人员只需学习上位机软件操作就可以胜任对舞台机械的操作任务。利用PLC控制变频器可以完成舞台机械关键设备的调速，其调速范围由原来的1∶10逐渐达到1∶100以上。闭环控制下的机械设备定位精度也从原来的1cm逐渐达到1mm以内。高精度控制舞台机械运行的实现，满足了更多的舞美要求，呈现出了更加绚烂的舞台艺术效果。

（三）PLC在舞台机械控制系统的应用的发展趋势

随着科学技术的发展，PLC的扩展能力越来越强、运算速度越来越快、集成控制工艺越来越强大，PLC在舞台机械控制系统中也完成了越来越叹而观止得控制效果。如2018年春晚的3D立体舞台，基于PLC舞台机械控制系统控制的设备中就主升降台这一种设备就达到了110块之多，运行速度达到了4m/s。这都得益于PLC控制技术的快速发展。

（四）PLC在舞台机械控制系统应用需解决的问题

随着改革开放的深入、物质生活水平的提高，人民的精神文化生活日益丰富。国内也迎来了剧院建设、改造的高峰，也涌现出一批舞台机械的供应商。不同供应商间往往不愿去做通讯接口对接工作，这就造成单独购买的舞台机械设备往往无法融入到剧场整体的舞台机械设备中。随着OPC UA技术在PLC上的出现，相信这个问题将逐步得到解决，甚至可以将舞台灯光、音响整合到一个控制系统中，做到真正的不同场景间的舞台效果一键切换。

二、^范文提纲

引言：谈及舞台机械控制系统的发展沿革和现状，以及西门子SIMATIC ET 200SP 分布式控制器用于舞台机械控制系统带来的优势。

1舞台机械控制系统功能介绍

1.1设备的控制功能

1.2设备的保护功能

1.3设备间的联锁、同步功能

1.4场景功能

2控制系统硬件构成

2.1系统图

2.2控制系统主要设备及软件

2.3控制系统软硬件的特点

3控制系统软件结构分析

3.1下位机软件结构

3.2 OPC UA简介

3.3上位机软件结构

4 个人对舞台机械控制系统未来的展望

4.1科技进步给舞台特效带来更多的可能性

4.2工业4.0时代的舞台控制系统

三、参考文献

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