舞台灯光控制系统

湖南文理学院

课程设计报告

课程名称：系统课程设计

专业班级：班学号（）学生姓名：

指导教师：

完成时间：2014年11 月20 日

报告成绩：

湖南文理学院制

一、设计题目

舞台灯光控制系统设计

二、设计要求

2.1 控制要求：

按下启动按钮SB1后，Y0,Y10,Y11,Y12,Y14,Y21,Y22,Y23同时亮2秒；然后

Y0,Y1,Y10,Y11,Y13,Y16,Y17,Y20同时亮2秒；2秒后Y0,Y1,Y2,Y12,Y15同时亮2秒；2秒后Y0,Y1,Y2,Y3,Y10,Y11,Y13,Y21,Y22,Y23同时亮2秒，2秒后Y4,Y5,Y6, Y7,Y12,Y14,Y17同时亮2秒；2秒后Y0,Y1,Y2,Y4,Y7,Y10,Y11,Y12,Y14,Y15,Y16, Y17同时亮2秒；2秒后Y5,Y6,Y12,Y14,Y15,Y16,Y20同时亮2秒；2秒后Y0, Y4, Y7,Y10,Y11,Y12, Y13,Y15,Y16,Y20同时亮2秒；2秒Y2,Y5,Y6,Y10,Y11,Y12,Y14, Y16,Y17,Y21,Y22,Y23同时亮2秒；2秒后Y0,Y1,Y3,Y4,Y7,Y10,Y11,Y12,Y14,Y15, Y17,Y20同时亮2秒；2秒后Y2,Y5,Y6,Y13,Y14,Y15 Y16,Y20,Y21,Y22,Y23同时亮2秒；2秒后Y0,Y4,Y5,Y6,Y7,Y12,Y14,Y15,Y16,Y17,Y21,Y22,Y23同时亮2秒；2秒后Y0,Y1,Y3,Y10,Y11,Y12,Y13,Y15,Y16,Y17,Y20同时亮2秒；2秒后Y2,Y4,Y5,Y6,Y7, Y10,Y11,Y12,Y14,Y15,Y17,Y21,Y22,Y23同时亮2秒；2秒后Y0,Y1,Y2,Y3Y10,Y11, Y12,Y14,Y17同时亮2秒；然后从头开始循环点亮。如此不断重复。按停止按钮SB2指示灯全部熄灭。

2.2 设计要求：

（1）、根据控制要求，所需输入信号、输出信号的点数，选择适当型号的PLC；（2）、I/O地址分配，设计PLC外部接线图；

（3）、根据系统的工作过程，画出工作流程图或时序图；

（4）、根据工作流程图或时序图，设计满足控制要求的梯形图；

（5）、根据梯形图编写程序，并在实验室模拟调试。

三、设计作用与目的

随着科学技术的发展以及人民生活水平的提高，在现代生活中，彩灯作为一种装饰，既可以增强人们的感观，起到广告宣传的作用，又可以增添节日气氛，为人们的生活增添亮丽，用在舞台上增强晚会灯光效果。随着电子技术的发展，应用系统向着小型化、快速化、大容量、重量轻的方向发展PLC技术的应用引起电子产品及系统开发的革命性变革。语言作为可编程逻辑器件的标准语言描述能力强，覆盖面广，抽象能力强，在实际应用中越来越广泛。在这个阶段，人们开始追求贯彻整个系统设计的自动化，可以从繁重的设计工作中彻底解脱出来，把精力集中在创造性的方案与概念构思上，从而可以提高设计效率，缩短产品的研制周期。整个过程通过EDA工具自动完成，大大减轻了设计人员的工作强度，提高了设计质量，减少了出错的机会。本课程设计了一个舞台灯光控制系统，它多用于舞台的闪烁灯。系统采用可编程控制器（PLC）做控制，来控制舞台灯的闪烁。舞台灯光控制系统设计是遵循舞台艺术表演的规律和特殊使用要求进行配置的，其目的在于将各种表演艺术再现过程所需的灯光工艺设备按系统工程进行设计配置使舞台灯光系统准确、圆满地为艺术展示服务。

3.1 功能性原则

这一条也就是说大家在对演艺厅舞台灯光控制设计的时候必须符合功能的要求。无论是哪一个角落的灯光设计都需要根据不同的空间、不同的场合、不同的对象选择不同的照明方式和灯具，并保证恰当的照度和亮度。

3.2 美观性原则

美观性原则设计是为了能够让自己的舞台灯光控制设计更加吸引人，灯光照明是装饰美化环境和创造艺术气氛的重要手段。一般演艺厅的舞台灯光控制设计都是为了烘托出好的娱乐气氛。所以在设计的时候一般非常注意这方面的设计原则。

3.3 经济性原则

在舞台灯光控制设计的时候在满足需求的同时要保证这一点原则，那才是整个舞

台灯光设计的重点，所以你若是一名灯光设计师那么在给演艺厅舞台灯光控制设计的时候要注意这一点。在观众区灯光照明设计是为了满足人们视觉生理和审美心理的需要，使演艺厅空间最大限度地体现实用价值和欣赏价值，并达到使用功能和审美功能的统一。这就是我们所说的经济性原则。

3.4 安全性原则

安全性原则应当是整个演艺厅舞台灯光控制设计的重点，无论大家想设计一个什么样的灯光，在设计的时候一定要遵循这一设计的原则，在灯光照明设计要求绝对的安全可靠。大家在设计的时候不要只追求美观而不注意它的安全设计。其实整个舞台灯光控制设计中它应当算是设计的重点。

四、系统设计方案

运用PLC系统，就是采用目前市场上各大工业控制厂家生产的可编程控制器，根据要求选用不同的模块，在此基础上设计程序以达到所设计的功能。

本设计是采用一种以三菱FX2N系列plc控制方案。利用PLC灵活的编程设计和丰富的I/O端口，及其控制的准确性，实现可编程控制功能。系统的总体框图如图4.1所示。

五、系统硬件设计

5.1 PLC硬件配置

本控制系统采用日本三菱公司生产的FX2N—48MR：48点I/O接口，电源为220V，

存储器为8K 。 PLC 。FX2N 系列是一种超小型叠装式PLC ，它由基本单元、扩展单元、扩展模块和特殊功能模块组成。

基本单元：内置电源（输入模块不需外接电源，它由内置电源供电）、I/O 模块及CPU 与存贮器，是PLC 的核心部分。既可单独使用，又可与扩展单元、扩展模块组合使用。 可以增加基本单元的I/O 点数，内置电源。

扩展模块：扩展I/O 点数，但电源由基本单元或扩展单元供电。每台基本单元或扩展单元最多可联接2台扩展模块。

特殊功能模块：FX2N-48NT ，用于通信；FX2N-3A ，可提供2路模拟量输入，1路模拟量输出，来选用。

5.2 舞台灯光控制系统设计外部接线图

为了识别和接线方便，在设计过程中自定义SB1为启动按钮，对应输入点为X000，输出点为Y000-Y023；SB2为停止按钮，对于的输入点为X001，输出点为Y000-YO23。如图5.1 PLC 外部接线图所示。

Y000

Y001Y002Y003Y004

Y005

Y006Y007COM1Y010Y011Y012Y013Y014

Y015

Y016Y017COM2Y020Y021Y022Y023COM3

PLC FX2N-48MR L1L2L3L4L5L6L7L8L9L10L11L12L13L14L15L16L17 L18L19L20

SB1

SB2220V ~