基于PLC的舞台灯控制系统设计

基于PLC的舞台灯控制系统设计
摘要：在国际潮流和科技的推动下，舞台灯光正朝着多元化的方向快速发展。

在原有的的高效、节能、安全、便携等优点的基础上，舞台灯光正在朝着功能多
样性和种类多样性的方向发展。

同时随着自动化技术的飞速发展，舞台灯光系统
的自动化程度也日益提高，越来越多的场合需要灯光的各种的变化，所以舞台灯
的控制必须越来越高效、精准。

为了让舞台灯更多样的呈现出我们想要的灯光效果，给人们带来视觉享受，基于PLC设计了舞台灯光控制系统。

舞台灯控制系统
以控制为核心，通过组态王设计人机交互界面，用户可以通过组态界面实时控制
舞台灯的工作状态，并且可以对灯光进行进行控制。

关键词：舞台灯光;PLC;组态
随着科技的快速发展和人民生活水平的不断提高，各种照明灯具在现代社会
中的应用越来越广泛。

还能增强人的感官，能增加喜庆的氛围，增加人们的生活
色彩，用在舞台上增加晚会的灯光效果。

舞台灯控制系统设计主要就是为了将
各种表演艺术通过灯光更好的呈现出来，按照我们所需的方式进行设计，使舞台
灯系统高效的为艺术而工作。

一盏好的舞台灯，能让人记忆深刻，增加美感和立
体感，增加舞台效果，增加情绪。

因此，如何设计一款优秀的舞台灯控制系统，
是一项非常重要的工作。

1主要研究内容
主要设计了一个舞台灯光的控制系统，系统采用可编程控制器（PLC）做控制，完成最直观方便的控制。

首先选择了PLC的型号（本次舞台灯设计采用的是
西门子S7-200系列PLC），完成了输入和输出分析。

在此基础上对舞台的灯光进
行空间布置。

本文详细讨论舞台灯光的基本知识及发展和基于西门子S7-200PLC
的控制技术，并使用组态王进行了监控，完成了舞台灯光的PLC控制系统的设计
方案及其控制原理，实现了用多种指令对24只舞台灯的控制，通过改变时间继
电器的时间来实现不同的灯光效果。

设计出硬件I/0分配表，以及舞台灯光流程图的方案，并一一比较选择最佳方案，编写梯形图控制程序设计。

2 设计
2.1舞台灯控制系统的硬件设计
舞台灯控制器的基本结构大致分为:由可编程控制器(PLC)以及拓展模块、人机界面、继电器、开关按钮、时间继电器等组成。

一、PLC：PLC是整个设计的中心，它得到按钮的指示之后会将其编程到控制储存器中，最后传送到输出模块，最终达到各种灯光的变化。

二、人机界面：一种在系统和用户之间进行通信和交换信息的方法，用于在服务形式和可接受形式之间转换内部信息。

可以让我们更清楚的知道整个界面，更容易我们理解。

三、开关按钮：用户可以通过按钮来调节、控制灯的开断。

四、时间继电器：接受信号，通过时间继电器来实现延时控制，通过工作触头的打开和关断来控制后面程序的进行。

2.2舞台灯控制系统PLC的接线原理图
文中采用了西门子通信S7-200(CPU224)作为控制器,扩展单元为EM223,用于接受指令和控制执行器的操作。

在图中可以了解到当前的PLC的输入继电器I0.0接入了启动按钮开关、在图中可以了解到当前的PLC的输入继电器I0.1接入停止按钮开关功能、在图中可以了解到当前的PLC的输入继电器I0.2启动通道1按钮功能、在图中可以了解到当前的PLC的输入继电器I0.3启动通道2按钮功
能、在图中可以了解到当前的PLC的输入继电器I0.4启动通道3按钮功能、其
具体的接线图
图1舞台灯控制系统接线图
2.3舞台灯控制系统的软件设计
为了促使PLC能够对变频器进行有效控制，需要提前完成PLC编程，以此保
证PLC可以对舞台灯多种控制进行指令。

启停模块：接通电源以后自动检测是否满足设定条件进行工作；模式选择程
序块：当PLC接到网络2处后，判断是否满足条件是直接启动还是传送到下面的
工作区域；启动灯1程序块：当接到网络7处以后，自动判定是否满足当前条件，如果满足，通过时间继电器传送到下一个信号；启动灯2程序块：当接到网络8
处以后，自动判定是否满足当前条件，如果满足，通过时间继电器传送到下一个
信号。

按照这个方式灯会启动并进行控制。

2.4组态的选择
组态王软件是北京亚控科技在1995年推出的一款基于WINDOWS系统平台的
上位机软件，它可经安装在任何一台WINDOWS系统上面；工程师可以利用它进行
二次开发，并且它功能强大、简单易学、实时数据存储，数据处理和算法，检索
管理，图形显示，人机对话，扩展性好，能完成数据采集输出，实时通信等多项任务。

在本次设计中我选用了此款软件来用于上位机组态，这样可以从上位机组态中了解到当前设备工作情况，可以远程监控设备，从而达到远程控制的功能。

3结论
舞台灯控制系统设计的目标是开发一套基于组态软件技术和可编程控制器（PLC）控制技术的舞台灯光控制系统，结合组态使界面更加整洁方便，采用该
系统模拟 PLC控制对象的工作流程，更容易对灯光进行控制与掌握，发挥出与时俱进的优势特点。

通过对灯光的设计，使灯光对舞台及艺术表演更加的丰富，满足新时代人们的需求，对营造优质的空间环境做出了贡献。

参考文献：
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[2] 向晓汉.西门子WinCC V7从入门到提高[M].北京.机械工业出版社.2017.
[3]王会芹,樊欣严.基于体感技术的交互式舞台灯光控制系统设计[J].中国
传媒大学学报(自然科学版).2020.27(3):18－21.。