舞台灯光控制系统设计.doc

TAIYUANUNIVERSITYOFSCIENCE&TECHNOLOGY毕业设计题目：舞台灯光控制系统设计姓名：学号：专业班级：指导教师：____日期：2017.6.14电子信息工程学院太原科技大学毕业设计（论文）任务书学院（直属系）：电子信息工程学院时间：2017年3月1日学生姓名指导教师设计（论文）题目舞台灯光控制系统设计主要研究内容掌握PLC控制系统的设计方法，掌握PLC的编程方法，利用PLC实现舞台灯光控制系统的设计。研究方法原理设计主要技术指标(或研究目标)1、掌握PLC控制系统的设计方法。2、完成控制系统硬件设计，给出控制系统原理图。3、完成控制系统软件设计，编制控制程序。教研室意见教研室主任（专业负责人）签字：年月日说明：一式两份，一份装订入学生毕业设计（论文）内，一份交学院（直属系）。目录摘要IABSTRACTII第1章绪论11.1引言11.2国内外研究现状11.3研究该课题的目的和内容21.4文章结构2第2章系统功能需求分析和设计方案42.1系统的功能需求分析42.2控制方案的选择52.2.1继电器控制的特点52.2.2PLC控制的特点62.3系统建模62.4控制升降舞台的电机的调速方式82.4.1变频调速的控制方法82.4.2变频调速的方式92.5升降舞台的控制方法112.5.1两种同步控制方式的比较112.6系统的输入输出分析12第3章硬件设计143.1系统整体概述143.2控制器的选择153.3舞台灯的选型163.4变频器的选择173.5舞台灯光的I/O地址分配表173.6舞台灯光控制系统电气原理图19第4章软件设计244.1step7介绍244.2程序流程图244.3程序设计264.4PID控制的设计294.4.1PID参数整定31第5章系统测试325.1测试的目的325.2彩灯部分的仿真325.2.1仿真软件的选择325.2.2仿真过程325.2.3仿真结果355.3升降舞台的仿真365.3.1仿真软件的选择365.3.2仿真结果36第6章结论39致谢40参考文献41附录42摘要为了解决解决过去简单机械式的舞台灯光控制方式的效率低和效果差的问题和升降舞台无法同步升降而导致演出事故时有发生的问题。本文设计了一种基于西门子s7-200的舞台灯光控制系统。本次设计中，针对舞台灯数量较多，且闪烁效果多变的特点。结合PLC控制的优点，通过PLC的多种程序指令实现对舞台上28盏灯亮灭的控制。通过对时间继电器的控制来实现不同的闪烁效果。通过S7-200Sim2.0仿真证明采用PLC控制能够稳定控制舞台灯光有规律的亮灭，达到了预期的设计目的。其次，针对升降舞台同步控制系统大惯性、非线性、时变性等特点，结合常规PID控制的优点，提出了PID控制算法用于升降舞台系统的同步控制。通过MATLAB仿真证明采用PID控制算法能达到系统同步性、快速性、稳定性的要求。关键词：舞台灯光，PLC控制，同步升降ABSTRACTInordertosolvetheissuethatthewayofsimplemechanicalstagelightingcontrolmodeislowefficiencyandpooreffectandplatformliftcannotbesynchronizedliftingsothatcausestageaccidenthappenedfromtimetotome.ThisgraduationprojectisaboutastagelightingcontrolsystembasedonSiemenss7-200.Inthisdesign,thenumberofstagelampsislarge,andthecharacteristicsoftheflickerarevaried.CombinedwiththeadvantagesofPLCcontrol,thecontrolof28lightsonstageisrealizedthroughPLC.Differentflickereffectsareachievedbycontrollingthetimerelay.Throughthes7-200sim2.0simulation,itisprovedthatPLCcontrolcancontrolthelightingofstagestably,andachievethedesireddesigngoal.Secondly,inviewoftheliftingstagesynchronizationcontrolsystemofbiginertia,nonlinearandtime-varyingcharacteristics,combinedwiththeadvantagesofconvent