基于PLC的舞台灯光控制管理系统及组态监控设计目录I摘要IIAbstract11绪论11.1课题来源、目的、意义11.2课题主要技术方面的要求21.3国内外研究现状21.4课题主要的工作安排31.5课题主要章节安排42控制管理系统的硬件配置42.1控制管理系统设计的基本原则及步骤42.1.1控制系统模块设计的根本原则42.1.2控制管理系统设计的步骤52.2控制系统原理图52.3可编程控制器I/O点分配地址62.4PLC的选型及硬件配置62.4.1PLC型号的选择72.4.2FX2N型号的特点72.5舞台灯光设计使用元器件说明序表82.6舞台灯光布局设计说明82.7控制系统电气原理...

  目录I摘要IIAbstract11绪论11.1课题来源、目的、意义11.2课题主要技术要求21.3国内外研究现状21.4课题主要的工作安排31.5课题主要章节安排42控制系统的硬件配置42.1控制系统模块设计的根本原则及步骤42.1.1控制管理系统设计的基本原则42.1.2控制系统模块设计的步骤52.2控制管理系统原理图52.3可编程控制器I/O点分配地址62.4PLC的选型及硬件配置62.4.1PLC型号的选择72.4.2FX2N型号的特点72.5舞台灯光设计使用元器件说明序表82.6舞台灯光布局设计说明82.7控制管理系统电气原理图103舞台灯光控制系统的程序设计103.1舞台灯光设计的控制要求103.2舞台灯光的PLC设计103.2.1舞台灯光PLC梯形图113.2.2舞台灯光控制系统程序仿线舞台灯光组态监控系统界面设计134.1组态王6.53软件概述144.2舞台灯光的设计144.2.1创建新工程174.2.2绘制舞台界面204.2.3动画连接234.2.4绘制欢迎、结束界面244.2.5调试窗口264.2.6PLC与组态设备连接315舞台灯光组态监控的模拟运行图336

  与展望35致谢36参考文献基于PLC的舞台灯光控制系统及组态监控设计摘要伴随着现代工业设备信息控制领域技术手段的不断更新换代，可编程控制器（PLC）因为具有非常可靠的稳定性而在现代工业设备控制领域中得到了非常广泛的应用，同时也对传统产业技术改造产生了重要的影响。而可编程控制系统是专门为现代工业设备控制领域而研究开发的数字化电子运算操作系统，该系统集电力电子技术、自动控制技术和PLC控制技术为一体，采用一种具有特殊记忆功能的存储器，然后进行内部逻辑运算与控制、定时、算术运算等操作并通过数据输入输出通道直接控制各式类型的工业控制设备和它们的生产过程。通过组态监控软件对PLC控制系统进行实时模拟运行，是PLC控制系统设计与检验的主要手段。本文利用三菱PLC仿真软件，对舞台灯光的PLC控制软件系统进行实时数据仿真，并在此基础上利用组态软件监控平台对该控制系统进行现场组态界面模拟运行，来实现对舞台灯光控制系统的性能优化及其稳定性的检验。本文在简单介绍舞台灯光PLC控制系统的系统组成图和电气线路图的基础上，利用三菱PLC的编程和仿真运行软件，对舞台灯光控制系统进行实时数据仿真和分析，然后将获得的现场数据通过OPC服务软件协议的数据通道传输到组态监控平台上的数据库中，最后组态软件再把获得的数据传送给自己监控下的静态界面设备，来实现舞台灯光的实时模拟运行及对该控制系统设计的性能检验。经模拟运行的实时验证，本文所设计的舞台灯光PLC控制系统能完全实现设计所要的任务。关键词：可编程控制器控制系统舞台灯光照明系统组态王6.53软件监控系统平台DesignofStageLightingControlSystemBasedOnPLCandConfigurationControlABSTRACTAlongwiththemodernindustrialcontrolfieldequipmentinformationtechnologyunceasingrenewal,theprogrammablelogiccontroller(PLC)becauseofitsstabilityisveryreliableinmodernindustrialequipmentinthefieldofcontrolhasbeenwidelyused,butalsoproduceimportantinfluenceontechnologicaltransformationoftraditionalindustries.Andprogrammablelogiccontrolsystemisdesignedforequipmentinmodernindustrycontrolfieldandtheresearchanddevelopmentofdigitalelectroniccomputingoperatingsystem,thesystemofelectricpowerandelectronictechnology,automaticcontroltechnologyandPLCcontroltechnology,usingamemoryhasspecialmemoryfunction,thentheinternallogicoperationandcontrol,timing,arithmeticandthroughthedatainputandoutputchannelsofdirectcontrolforvarioustypesofindustrialcontroldevicesandtheirproductionprocess.Throughtheconfigurationmonitoringsoftwareforreal-timesimulationontheoperationofthePLCcontrolsystem,isamajormeansofdesignandtestofthePLCcontrolsystem.ThispaperusesMitsubishiPLCsimulationsoftware,real-timedatasimulationofPLCcontrolsoftwaresystemforstagelighting,andonthebasisofthemonitoringplatformsoftwaretosimulatetheoperationsiteconfigurationinterfaceofthecontrolsystem,theinspectiontorealizeperformanceoptimizationandstabilityofstagelightingcontrolsystem.ThispapercompositiondiagramandwiringdiagraminthesystemintroducesstagelightingPLCcontrolsystem,usingtheprogrammingandsimulationsoftwarePLCofMitsubishi,real-timedataanalysisandSimulationofstagelightingcontrolsystem,fielddatawillthenbeobtainedthroughtheOPCserviceprotocolsoftwaredatachanneltransmissiontothesupervisoryconfigurationplatform.ThedatabaseofconfigurationSoftware,thentransmitstheacquireddatatothestaticinterfaceequipmentmonitoring,real-timesimulationofoperationtoachievethestagelightinganddesignofthecontrolsystemperformancetest.Thereal-timesimulationoperation,stagelightingcontrolsystemofPLCisdesignedinthispapercanfullyrealizethedesigntask.Keywords:PLCcontrolsystem，StagelightingsystemKingview6.53，softwaremonitoringandcontrolsystem绪论进入21世纪以来，由于科学技术的飞速发展、各种技术手段也紧随其后，进行着不断的更新换代，而作为现代人类重要精神依托的舞台灯光也随着人们不断提高的视觉要求进行着现代化的升级。课题来源、目的、意义第二次工业革命以来，舞台灯光控制系统经历了从先前的单纯的继电器控制舞台灯光系统到现在广泛应用的单片机控制舞台灯光系统的演变阶段。虽然单片机控制系统解决了继电器控制系统容易磨损、体积过于庞大、产生大量的热量和消耗大量的人力资源等结构性问题，但是，由于现代观众对舞台灯光控制系统要求的不断提高，单片机控制的舞台灯光系统现在已不能满足人们对控制系统可靠性的要求，同时由于单片机编程语言的复杂性，让一般的客户无法容易学习，因此，人们更渴望能够研究出一个更容易接受的且系统可靠性高的的舞台灯光控制系统。经过参考大量的文献著作及翻阅了大量的书籍资料，结合现代化的科技手段，我认为用可编程控制器（PLC）控制的舞台灯光系统能更好的满足人们对现代舞台灯光控制系统要求高可靠性的问题，同时由于可编程控制器的编程语言更容易编写和接受。因此，选择了基于PLC的舞台灯光控制系统及组态监控设计为毕业设计课题。本设计课题主要是针对舞台总体工艺设计

  ，通过应用PLC技术、组态王监控软件系统及电力电子技术，实现舞台的灯光控制。完成本次课题设计后要熟练运用组态软件监控系统，且在此基础上实现人机界面的组态运行；实现学习理论知识向具体工程项目开发设计的过度；同时PLC编程和理论联系实际、分析和解决PLC控制与监控的实际问题的能力，达到培养实践应用能力之目的。课题主要技术方面的要求为了研究这个毕业课题我翻阅了大量的参考文献（科技周刊）和参阅了大量的前几任学长们的关于本课题的设计思路和经验，在充分调研的基础上，给出通用舞台灯光系统在设计及安装时的主要要求：本课题以PLC控制技术，组态软件技术，电力电子技术等为主要技术参考。首先以PLC作为控制中心，完成控制管理系统主要元器件的选型及硬件设计，然后设计出控制程序（要求有故障判断功能），在组态软件环境下与PLC程序进行模拟连接并在上位机上监控显示舞台灯光的实时运行画面。国内外研究现状长期以来，随着全球工业化进程的不断加深，舞台灯光控制管理系统的核心部件经历了从控制继电器到单片机再到可编程控制器的技术的三个发展阶段，其核心技术逐渐向着高度的可靠性、结构简单、软件易于学习、深受电气工程技术人员欢迎等方向的发展。第一阶段：以继电器为核心设备的控制系统。该系统结构庞大，维修困难，线路众多，功耗大等缺点，且程序编程不易用户接受。第二阶段：单片机控制系统。随着时代的进步及工业的发展，人们对产品普遍要求结构简单、易于维修和携带、可靠性高，为了解决这些方面的问题，科研人员成功开发了以单片机为核心的控制系统应运而生。其控制系统主要是由单片机组成的，其能够完成数据的接收和发送，且具有高度的稳定性，减少了企业对该控制系统的运营成本；但单片机控制系统运行程序比较复杂，不容易修改，耗费人力较大。第三阶段：可编程控制系统。其控制系统主要以PLC模块加外围设备组成的控制系统，其解决了以继电器为控制系统的体积大，功耗大，系统连线多，触点数量有限且可靠性低等的缺点问题，同时也解决了单片机控制系统下的运行程序复杂，不容易修改且普通用户人员不易明白等问题。然而，改革开放以来，由于我国的技术水平不高及技术人员储备过少，因此，很长一段时间国内相关企业一直都在使用继电器控制的舞台灯光控制系统，占用了大量的人力资源和物力资源，并且舞台灯光控制系统效果单一及运行不稳定，进入21世纪以来，由于我国提出企业走出去和请进来的经济战略，国内相关企业才从欧美发达国家引进单片机控制的舞台灯光系统，进入了舞台灯光控制系统的第二阶段。经过改革进程的加快，在国内对知识人才的越加重视及对技术人才储备体系的不断完善，现阶段在国内已成功开发出以可编程控制器作为控制系统的舞台灯光系统，实现了舞台灯光丰富的照明效果，同时大大的满足了国内人们对现代舞台灯光控制系统可靠性高的要求。未来随着组态监控软件系统的进一步发展，我认为可编程控制系统将会转化为以组态王为控制中心的舞台灯光系统。课题主要的工作安排本论文主要工作安排如下：第1-2周，熟悉课题，搜集资料，总体分析调研，完成文献综述及外文文献翻译。第3周，向指导老师提交“开题报告表”、“文献综述”和“文献翻译”各一份，并进行开题答辩。第4-8周，PLC程序设计，组态调试、文档、资料整理。第9-11周，根据以上准备，完成论文的编辑并定稿。第12-15周，制作论文

  及答辩资料，准备毕业答辩。课题主要章节安排在充分阅读大量文献的基础上，本设计课题以PLC作为舞台灯光控制系统的核心设备，以组态软件作为上位机对舞台灯光控制进行实时监控为主要技术手段进行设计。在组态监控环境下通过OPC服务软件的数据通道与PLC程序进行模拟连接来实现舞台灯光的人机界面动画运行效果图。论文主要分以下五章来进行全文布局：第一章：课题绪论，从四个方面介绍了本设计课题，第一方面说明了本课题的背景来源、研究本课题的目的是解决什么问题及本课题在现实生活中的实际意义。第二方面主要介绍了本课程设计主要应用的技术手段。第三方面主要讲述舞台灯光在国内外的发展趋势及现阶段的研究现状。第四方面说明了本课题在设计过程中主要安排的工作阶段及主要内容章节的设计。第二章：控制系统的硬件配置：本章主要从四个方面来安排控制系统的硬件配置。第一方面详细叙述了舞台灯光控制系统模块设计的要求，以使更好的为控制系统的硬件设计的顺利设计打基础。第二方面主要详细介绍了PLC控制系统的系统框图及控制系统的输入输出端口地址。第三方面主要讲述了PLC的选型及硬件配置，通过控制系统设计的具体要求及舞台灯光的性能选择出合适的PLC型号。第四方面主要说明了舞台设计所需要的输入输出元器件及灯光布局，并在此基础上绘制出电气接线图。第三章：舞台灯光PLC控制系统的程序设计：首先根据该课题设计的任务要求来研究舞台灯光控制系统进而说明舞台灯光控制系统的控制要求。其次根据舞台灯光所设计的各种演出情景，编写控制系统梯形图程序并进行仿真。第四章：舞台灯光的组态设计：首先对所用组态王6.53软件系统的概述。其次进行舞台灯的设计，分别从创建新工程绘制舞台组态界面动画连接绘制开始、结束界面调试切换窗口PLC、组态设备的OPC服务软件连接等几方面来完成舞台灯光的设计。第五章：舞台灯光控制的组态运行界面图来验证本课题研究方案的正确性。第六章总结与展望：对设计中产生的问题加以总结。在充分理解PLC工作原理的基础上和查阅相关文献资料，完成外文翻译、文献综述和开题报告。按照课题技术要求，完成舞台灯光控制系统设计及相关软件程序设计。同时利用组态软件实现组态效果运行和实现监控及与上位机通信，并撰写毕业设计（论文）说明书。控制系统的硬件配置目前，因为技术的发展，PLC（可编程控制器）所具有的各个方面优点在每个工业控制设备领域得以体现，因此，学习掌握以PLC为核心的控制系统设计对电气技术员来说显得尤为重要。控制系统设计的根本原则及步骤控制管理系统设计的基本原则控制系统对现代工业实现自动化生产起到关键性作用，因此，具有高度稳定性的控制系统是现代企业设备能够实现可靠智能运行的先决条件。所以为了能设计出高可靠性的控制系统，在设计时，一定要注意以下几方面：尽可能的满足被控制对象所要求的控制要求。尽可能做到控制系统简洁、经济、实用及维护方便。确保控制系统具有稳定的工作性能。必须具有操作简便，且兼有防止误操作的安全有效的措施。实现控制系统的各种控制任务。控制系统模块设计的步骤在控制管理系统设计时，通常按照以下几方面进行设计：（1）分析工艺

  和控制要求。在进行控制系统模块设计之前，首先要详细了解其该项目工程的具体的任务要求，明确各个的控制环节；然后弄清整个工艺过程各个环节的相互关系，确定控制管理系统的基本控制方式、功能目标、保护措施及故障处理等阶段。（2）根据项目工程的各项要求及对其的技术分析，选择适合本系统的PLC型号。（3）根据选定的PLC的型号，分配合适的I/O端口及制作I/O端口分配表。（4）依据控制管理系统的输入/输出端口，绘制控制管理系统的电气线）根据控制要求和输入/输出接线图绘制控制管理系统流程图及设计梯形图程序。（6）模拟安装调试。将绘制好的梯形图程序写入PLC编程软件中进行调试，观察控制程序是否达到了控制要求。常用的设计控制管理系统流程如图2-1所示。图2-1控制系统流程图控制系统原理图舞台灯光控制系统示意图，如下图2-2所示。图2-2舞台灯光控制系统框图可编程控制器I/O点分配地址分析舞台灯光控制系统，可以看出本控制系统共需要3个I/O离散量输入端口，需要20个I/O离散量输出端口，结合本控制系统的的PLC接线图可以绘制出PLC的I/O端口分配地址。如表2-1所示。表2-1I/O口输入(X)/输出(Y)地址分配表 排序 元件名称 输入/输出端口 0 START X000 1 STOP X001 0 L1 Y000 1 L2 Y001 2 L3 Y002 3 L4 Y003 4 L5 Y004 5 L6 Y005 6 L7 Y006 7 L8 Y007 8 L9 Y010 9 L10 Y011 10 L11 Y012 11 L12 Y013 12 L13 Y014 13 L14 Y015 14 L15 Y016 15 L16 Y017 16 L17 Y020 17 L18 Y021 18 L19 Y022 19 L20 Y023PLC的选型及硬件配置PLC型号的选择根据系统I/O点物理地址信号的分配点和特点，本设计选择FX2N-48MR型号的PLC。该型号的PLC主要由AC220V供电，其中该型号的PLC自带有24点数字量输入，24点数字量输出，这样该型号完全满足PLC控制系统I/O点物理地址信号的数量的要求，完成对舞台灯光的控制任务，其中FX2N型可编程控制器上有4个状态灯，分别为电源状态显示灯、正常运行状态灯、电池带电量指示灯及错误状态灯，以显示PLC的正常工作时的电源电量、设备运行/停止状态、内部锂电池正常容量电压和梯形程序的工作状态。FX2N-48MR型号的PLC实物图如图2-3所示。图2-3三菱PLC实物图FX2N型号的特点FX2N型PLC是可编程序控制器家族中体积最小的一个系列型号；该型号一般采用通用的整体式结构同时又兼具输出端口扩展功能，因此，在现代工业设施控制领域得到了广泛的应用。该型号的PLC具有高度集成化、高稳定性、可扩展口多、适用设备性强、易于PLC培训人员学习并且该型PLC结构简单、易于携带、耗能低更重要的是它在系统设计方面具有工作效率高，易于查找故障和维修等在继电器控制或单片机控制方面不具有的优点。因此，在本次舞台灯光控制系统设计中选择了该型号的PLC，以期达到完美的控制效果。舞台灯光设计使用元器件说明序表本舞台灯光控制系统设计所需要的元器件如表2-2所示。表2-2舞台灯光照明所需用元器件列表 器件名称 三菱FX2N-48MR 舞台灯 开关按钮 熔断器 组态王软件 导线套 若干舞台灯光布局设计说明（1）顶光灯舞台灯光顶光灯的设计配置，其中L0、L1组灯光各控制三盏自绘灯作为舞台灯顶部侧位置，用于对舞台两侧的灯光照明效果；L2-L4灯布置在舞台的顶部中央，用于对舞台中央的的空间进行效果照明。（2）射光灯在舞台射光灯设置中L5、L6各包含三个自绘的射光灯，L5L6分别放置在舞台的两个侧面，用于旋转照射整个舞台的所有空间，以促使在舞台的任何位置都能观赏到照明效果。（3）闪光灯舞台灯光闪光灯布局中L7、L8、L9三组灯分别有三个闪光灯组成一组，其主要分布在舞台中央大屏幕的周围，主要是用其闪烁的效果来吸引观众的注意，达到衬托其舞台屏幕的模仿效果。（4）台阶灯在台阶灯设置中L10-L16组灯光主要分布在舞台台侧四周及舞台梯的侧正面，每组灯光有四个灯组成，主要作用在于可以使舞台产生更丰富的照明效果。（5）舞台大灯在舞台大灯设置中L17-L19三组舞台大分别是被布置在舞台的前中央和舞台顶部的前部，主要用于舞台大屏前面的空间照明。控制系统电气原理图舞台灯光控制系统电气线PLC电气接线图舞台灯光控制系统的程序设计舞台灯光控制系统在现代舞台表演中主要有以下特点:⑴具有高度可靠的稳定性。由于现代舞台演出的频繁性，因此需要舞台灯光控制系统具有稳定的性能；⑵具有结构简单的特点，使技术工作人员能够容易携带；⑶具有易懂易学的软件编程；伴随着现代工业技术的不断翻新，在现代舞台演出中，舞台灯光的色彩亮度、照射的广度及舞台灯光旋转的角度等都要具有广泛的操作性。因此，在兼顾以上的同时再加上剧情氛围不断的浓厚，就会让观众不断的感受到丰富的舞台灯光的艺术效果。舞台灯光设计的控制要求舞台灯光控制系统是在遵循现代舞台灯光照明演出的要求设置的，其主要具有将各种表演艺术按所需要的灯光艺术效果进行配置的，以期达到舞台灯光照明能实现各种效果设置的要求，完美的起到为表演艺术服务的作用。（1）尽可能的适应各种类型的灯光照明要求同时使布置的舞台灯能照射到每个需要的舞台位置；（2）舞台灯光控制系统在设计过程中要有一定的空间扩展能力，以促使该系统能够持续运行；（3）舞台灯光设计要具有高可靠性和强抗干扰能力，同时还要兼具有持久耐用的电源电量储备，以使控制系统正常运行时突发断电故障后能够持续地对控制设备进行诊断检查；（4）舞台灯光照明应充分考虑人们的观赏习性；（5）舞台灯光应尽可能的以定点光源为主，再配置不同的灯光色彩，以期达到更好的欣赏效果；（6）舞台灯光控制系统的工艺设备配置在舞台灯光设计中应具备高效率转换成各种不同风格的舞台灯光照明工作；舞台灯光的PLC设计舞台灯光PLC梯形图舞台灯光控制系统程序设计主要根据以下几种情节进行编写：第一演员未出场舞台中央灯及台阶灯有14秒的灯光表演；第二演员进场舞台射光灯﹑侧灯及大灯轮流闪烁11秒；第三演员舞台演出舞台中央灯﹑侧灯﹑大灯﹑射光灯及闪烁灯轮流闪烁30秒，随着演出的进一步的深入；第四演员退场舞台侧灯﹑射光灯﹑中央灯及大灯同时做灯光表演13秒，随着演员的演出结束，演员退场进行灯光表演来烘托出此时更高潮的演出氛围，同时为下一个节目演出做铺垫；依据以上四种情景的设想编写出本控制系统的梯形图程序，如附录表所示：舞台灯光控制系统程序仿真时序图舞台灯光控制系统梯形图程序仿线仿线仿线仿线仿线舞台灯光组态监控系统界面设计改革开放以来，在国内主要引进的组态监控软件系统包括美国广泛应用的FIX32和iFIX组态监控系统及德国研发最早的WinCC组态监控平台。经过国内技术人员几十年的消化和吸收，开发出了国产的组态软件监控系统，其应用最广泛的有北京亚控研发的组态王软件监控系统和北京力控打造的嵌入式MCGS组态监控开发平台等。组态王6.53软件概述组态王6.53是一种专门为工业设施控制领域应用而开发的组态软件监控系统。它给用户提供了许多辅助绘图工具和丰富的图形图素等，让技术人员可以集中更多精力来快速实现监控系统的功能，提高技术人员的工作效率。同时，它整合了过程控制设计、现场数据采集及工厂企业资源管理，将一个企业内部的各种丰富的生产应用资源以及企业先进的信息信号系统优化整合在一起，实现工厂企业科学人性化管理。因此，组态王6.53软件监控系统运行稳定，系统性能安全可靠。组态王6.53组态软件监控系统主要是由工程项目管理服务器、结构浏览器和组态界面模拟运行系统等三部分构成。其中组态王软件监控系统的工程项目管理服务器主要用于建立及保存新的工程项目和对现有工程项目提供后期的管理服务；而关于工程浏览器则是一个工程项目开发和设计的最主要工具平台，它主要作用是绘制组态监控静态界面、监控所需要的各种设备系统及在数据词典中自行定义现场数据量、组态界面模拟运行、组态界面动画效果的应用指令语言的编写等系统组态应用。关于组态软件系统的运行系统主要用于工程项目设计的运行界面，其主要从所使用相关设备中采集并获得现场实时通讯数据，通过获得的数据传输给工程浏览器下的组态监控静态界面上的设备端口，达到组态界面的实时模拟运行的效果。如图4-1所示。 使用菜单或快捷工具工程管理器 使用菜单或快捷工具工程浏览器使用菜单 画面开发画面运行系统退出画面运行图4-1组态王结构图通常情况下，创建一个项目工程大致可分为以下六个步骤：1.新建工程项目主要是在工程项目管理服务器下建立一个新工程项目并保存在所需路径下。2.双击新建的工程项目，打开工程项目树形结构浏览器，单击设备选项，设置所需要的设备的组态连接，同时在数据词典选项中新建所需要的数据变量。3.完成以上设置后，打开组态监控下的画面，绘制组态静态界面并对每个设备进行动画连接设置。4.编写所需应用控制语言点击树形浏览器下的命令语言选项，利用函数命令编辑设备动态运行的控制语言。5.模拟运行完成以上设置，保存绘制的界面并进行界面的动态模拟运行。舞台灯光的设计创建新工程设置新项目工程双击桌面上的组态王监控软件启动快捷键，打开工程项目管理服务器，如图4-2所示。图4-2组态系统工程管理器新建工程项目：在打开的工程管理服务器中双击新建文件，启动“创建新工程”窗口，完成工程名称及保存路径设置后，连续单击“确定”按钮，最后把新建工程设置为当前工程。到这里新建的工程项目就设置完毕。如图4-3所示。图4-3新建工程图工程浏览器在工程管理服务器上双击新建的当前工程，将会打开树形结构的工程浏览器窗口，在该窗口中可以完成新建工程的各项设置。如图4-4所示。图4-4组态系统工程浏览图定义外部软件服务设备和数据变量组态王监控系统内所列出的设备通常包括现代工业设备控制领域的所有常用的设备；该监控系统还融合了各种传输数据通道用的软件服务器协议。本设计采用虚拟的三菱PLC编程软件及仿真软件，因此，通过用OPC服务软件进行传输数据，以实现组态界面与虚拟的三菱编程和仿线.在树形结构工程浏览器中，选择并单击设备中的OPC服务协议，将会打开该服务器的新建连接窗口，然后按照下图中的数据设置OPC服务器软件的参数。如图4-5所示。图4-5OPC服务器连接对线.在上述对话框中选择Mitsubishi.MXOPC.4选项，在OPC服务器信息的选项框中将会出现MXOPC，读写方式选择同步读写选项框，其它的选择默认，下一步点击确定按钮如图4-6所示。图4-6OPC服务器参数设置3.接下来点击“确定”，完成OPC服务器的设置。完成OPC服务器协议的设置连接后，接下来在该树形结构浏览器中开始新建设备数据。双击工程浏览器中的数据词典选项，点击新建将会出现定义变量对线,变量类型是I/O离散，连接设备为本机\Mitsubishi.MXOPC.4,寄存器为dev01.X.X000，数据类型为Bit，读写属性为读写选框，其他为默认。另一个输入X001同上所设置相同。图4-7定义变量对线中的参数设置，连接设备为本机\Mitsubishi.MXOPC.4,寄存器为dev01.Y.Y000，数据类型为Bit，读写属性为读写选框，其他为默认，如图4-8所示。另其它的输出Y001至Y023同上所设置。图4-8变量参数设置绘制舞台界面创建一个新项目的组态监控画面需要完成以下具体操作：1.在树形结构浏览器中，双击“画面”选项，将会打开组态画面属性对话框，按照下图参数的设置。图4-9所示。图4-9组态界面属性对线.新建组态界面属性设置如图4-10所示。图4-10组态界面图对线.在完成以上项目输入后然后连续单击“下一步”按钮，将会生成你所设想拥有的关于“舞台灯光”的组态监控界面。然后在此画面中添加各种图形图素。绘制图形图素所用到的主要工具均放置在图形编辑工具箱内。在组态界面打开的时候，工具箱就会跟着自动显示出来。工具箱中的每个工具按钮均设有“浮动提示”，以使用户可以更快地了解各个工具的用途，如图4-11所示。图4-11工具箱单击“工具箱”菜单中“打开图库”快捷键，即打开图库管理器，如图4-12所示。图4-12组态图库在图库管理器左侧图库名称列表中选择图库名称“开关”，如图4-13所示。图4-13开关图库选项框在打开的图库管理窗口中，选择工程项目所需要的图库设备，一一放置在组态画面窗口中，在工具箱里连续重复上面的操作选择需要的图形图素，最后组合成自己设想的组态界面图。组态界面图如图4-14所示。图4-14舞台灯光控制管理系统组态界面图动画连接“动画连接”就是创建组态界面的所用图形图素与数据库所建变量的一一对应关系。（1）绘制舞台灯图素的动画设置窗口：1.打开“舞台灯光控制系统组态界面图”，在界面图上单击绘制的图形图素，将会打开该图素的动画设置对线.在该动画连接对话框上选择“填充属性”，填充其表达式：\\本站点\Y000==1;其刷属性设置为0或1，颜色如图设置，如图4-16所示。图4-16填充设置对话框按照上图的参数设置，连续点击“下一步”按钮，就完成了该项的设置。3.在该动画连接对话框上选择“闪烁”，填充其“闪烁条件”表达式：\\本站点\Y000==1，其它条件默认，如图4-17所示。图4-17闪烁设置对话框按照图中的设置后，就完成了灯光闪烁条件的设置。4.以上设置好后，单击图4-18确定按钮，即完成自制舞台灯的动画连接。其它绘制的舞台灯（Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y10Y11Y15Y16）的动画设置同上。（2）图库图素舞台灯的动画参数设置：1.打开“舞台灯光控制系统组态界面图”，在界面图上双击“图库舞台灯”图形，即会弹出该图形图素的动画连接指示灯向导，如图4-18所示。图4-18指示灯设置向导2.在该指示灯向导对话框中变量名为：\\本站点\Y012，闪烁条件是：\\本站点\Y012=1，其它设置为默认。3.在指示灯向导对话框中按确定按钮，即完成图库舞台灯的动画连接。其它图库舞台灯（Y013Y014Y017Y020Y021Y022Y023）的设置如上图设置一样开关的动画连接1.打开“舞台灯光控制系统组态界面图”，在界面图上双击“开关”图形，即会弹出该图形图素的动画连接开关向导，如图4-19所示。图4-19开关设置向导2.该开关向导对话框变量名为：\\本站点\X000，其它设置为默认。3.设置完成后，按下确定按钮，即完成开关的动画连接。其它的舞台开关（X001）的设置如上图设置一样。绘制欢迎、结束界面欢迎组态监控界面：1.在工程管理器中双击项目工程--舞台灯光控制系统，打开工程浏览器窗口，在该窗口左边的树形结构选项中单击画面选项，然后在右边的工作区框中双击新建按钮，最后会弹出画面属性对话框，在画面名称：欢迎画面，其它默认设置。按下确定按钮，即设置好画面的属性。2.在工具箱中选择点位图选项，然后双击该选项并在画面上画出点位图虚拟方框，最后从已下载好的电脑图库中选择所需要的欢迎画面背景并把该图加载到画面中，即欢迎背景图加载完成。3.在加载好的欢迎背景画面上写入如下图所示的文本框。至此，欢迎界面的组态监控界面图绘制完成，如图4-20所示。图4-20组态欢迎界面结束组态监控界面：1.在工程管理器中双击项目工程--舞台灯光控制系统，打开工程浏览器窗口，在该窗口左边的树形结构选项中单击画面选项，然后在右边的工作区框中双击新建按钮，最后会弹出画面属性对话框，在画面名称：结束画面，其它默认设置。按下确定按钮，即设置好画面的属性。2.在工具箱中选择点位图选项，然后双击该选项并在画面上画出点位图虚拟方框，最后从已下载好的电脑图库中选择所需要的结束画面背景并把该图加载到画面中，即结束背景图加载完成。3.在加载好的结束背景画面上写入文本框即谢谢指导。至此，结束界面的组态监控界面图绘制完成，如图4-21所示。图4-21组态结束界面调试窗口在设置好的三个控制系统组态监控画面中，怎么实现画面相互之间的切换呢，经查阅大量相关的有关资料，在加上前人总结的丰富的经验，我认为用函数索引画面切换是最准确的切换方式，现具体详述如下：在欢迎界面上分别绘制两个按钮，按钮名称分别设置为舞台和结束；在舞台灯光控制系统界面上分别绘制两个按钮，按钮名称分别设置为开始和结束；在结束界面上分别绘制两个按钮，按钮名称分别设置为开始和舞台。双击开始界面上的舞台按钮时，即弹出菜单定义对线菜单定义对线菜单命令语言设置在该对话框中菜单文本输入“舞台”，菜单项中的索引函数为imenuindex，并在该索引函数目录下添加组态界面图名：舞台灯光控制系统；在对话框中单击命令语言选项，输入控制语言命令如上图上的表达式，设置好以上的参数后，就完成了设置。双击开始界面上的结束按钮时，即弹出菜单定义对线结束菜单定义对画框在该对话框中菜单文本输入“结束”，菜单项中的索引函数为menuindex，并在该索引函数目录下添加组态界面图名：结束界面；在对话框中单击命令语言选项，输入控制语言表达式，如上图设置类似;以上参数设定好后，就完成了本页面的设置。双击舞台灯光控制系统界面上的开始按钮时，即弹出菜单定义对线开始菜单对话框在该对话框中菜单文本输入“开始”，菜单项中的索引函数为menuindex，并在该索引函数目录下添加组态界面图名：欢迎界面；在对话框中单击命令语言选项，输入控制语言指令表达式，至此舞台灯光控制系统界面开始按钮设置完成。其它在舞台灯光控制系统组态界面上的结束按钮和在结束画面上的开始按钮及舞台按钮的菜单定义对话框的设置和上面的一样。所有的按钮设置好后及可实现所有画面之间的相互切换。PLC与组态设备连接软件环境（1）可编程控制器与组态王设备连接所适用的操作系统（winxp、win7等）；（2）所用三菱PLC编程和仿线）OPC软件服务器协议；（4）组态王软件监控系统平台；软件安装（1）先安装三菱安装环境，再安装编程软件，最后安装仿线）PLC安装好以后，再安装OPC软件服务器；（3）在以上所需软件全部安装完成后，接下来安装组态王kingview6.53破解版软件；三菱OPC服务软件MXOPCServer4.20配置（1）点击开始菜单，启动PLC编程软件输入控制系统梯形图并进行仿线）在桌面上点击“开始”菜单，启动MXConfigurator服务器软件窗口，下图4-26、4-27所示。 图4-26opc设备窗口 图4-27新建文件窗口（3）在MXConfigurator窗口中单击“file”按钮选择新建文件，弹出新建Access文件窗口，输入合适的文件名并保存，如图4-28所示。图4-28文件保存夹 图4-29新建设备窗口（4）点击“Address”在下拉菜单窗口选择新建设备，弹出新建设备窗口，图4-29所示。图4-30选择设备参数（5）在新建设备窗口中点击图中所示的选项，然后选择GXSimulator(仿线显示器参数（6）在新建设备窗口中，选择如图所示的系统设备。上图4-32所示。（7）以上设置完成后，点击“下一步”按钮，接着点击“完成”按钮完成OPC服务软件新建设备，如图4-33所示。 图4-33系统设备设置 图4-34opc设备窗口（8）最后在此窗口修改并保存新的设备名，即完成新建设备，如图4-34所示。图4-35参数组设置（9）在新建设备目录下，点击右键选择新建“新建组”添加OPC服务器数据，图4-35所示。图4-36新建组数据窗口（10）点击选项“新建数据”开始一步一步新建数据，在打开窗口的“名字”改成“X000”等，其他设置默认。如图4-36所示。（11）接下来按照以上相同的方法，分别新建其它变量，如“x001”、“y000”、“y001”、“y002”等。（12）完成以上步骤后，启动“PLC数据”仿线）在该窗口中选择打开“Wizard”,然后选择“GX_Simulator”连续点击下一步按钮，进行软件仿线Wizard参数设置窗口（14）以上设置完成后，启动“MXOPCServer”：在桌面上点击“SampleOPCClient.exe”选项并进行启动操作。（15）完成以上的工作任务后，运行三菱虚拟编程软件及梯形图仿真，即可实现组态王软件监控系统与三菱PLC之间的现场数据的交换。舞台灯光组态监控的模拟运行图通过三菱编程及仿真软件对舞台灯光控制系统的梯形图程序进行编译和仿真所产生的动态数据的收集，经过OPC服务器软件的数据通道把获得的动态数据传输给组态王监控系统，组态王将获得的该动态数据传送给自己监控下的舞台灯光控制系统自动演示组态界面，以此实现舞台灯光的组态监控模拟运行。舞台灯光模拟画面运行图如图5-1，图5-2，图5-3，图5-4（依次顺序排列）所示。图图5-1组态监控模拟运行图1图5-2组态监控模拟运行图2图5-3组态监控模拟运行图3图5-4组态监控模拟运行图4总结与展望经过这一个学期不断的努力和在指导老师邓丽霞老师的细心指导下，今天终于实现了从舞台灯光的理论设计过渡到了关于舞台灯光组态监控系统的论文编著工作，本次课题设计是三菱PLC编程软件及组态王6.53组态软件监控系统的相关知识的再次论证。在本次课题设计的过程中，曾遇到过许许多多的困难，也曾一度处于不知所措、失落的情绪之中，但是我又很庆幸我没有被困难所打倒，我一步一步的坚持了下来，直到今天我完成了这次毕业课题的设计工作，真的有一种风雨过后变彩虹的那种欣喜及狂放的感觉。走过头来，想想这一路走来所经历的酸甜苦辣，真的会有种别样的感觉：还清醒的记得刚刚选择出来课题的时候，自己迷茫、无助的表情；还清楚的记得在图书馆的那个固定的角落里，总会有我孤独的背影在翻阅着海量的参考资料；还清楚的记得半夜时分许许多多次伴着舍友们的轻轻的鼾声，自己一个人在孤灯下一遍一遍的搜着毕业课题设计的相关资料；还清楚的记得在PLC实验室的那台电脑旁自己孤独又忙碌的身影和为运行程序的成功时的欣喜无比及失败时的懊恼沮丧而又不失冷静；还清楚的记得在面对组态监控系统软件时的一窍不通时自己无奈的心情和每个日日夜夜为了研究透组态软件自己专注的表情；还清楚的记得在三菱PLC编程软件和仿真软件与组态软件连接方式的问题迟迟无法解决时自己懊恼的心情。本次课题设计过程中，在同学们的不断帮助下，尤其在同宿舍室友们的无私关怀和指导老师邓丽霞老师的不厌其烦的正确指导下，同时在自己不断的学习努力下我渐渐的对舞台灯光设计从盲懂的状态到开始拥有了自己不断的思想，同时，对组态王软件监控系统有了更加深入的了解，让我为更好的完成课程设计打下了坚实的基础。在这次的课程设计中我制作了一个圆舞台灯光控制系统，用红色作为舞台背景来更加突显视觉的冲击效果，并运用不同的方式添加舞台灯光光线，使灯光在发光时产生更加逼真的场景。在这次的三菱PLC梯形图程序编程过程中我充分利用步进指令的快速响应及容易控制的特点，同时在邓老师的一步步的正确引导下我完成了PLC控制系统的梯形图程序的编程工作。在邓老师的建议下我利用OPC服务软件成功实现了三菱PLC和组态王组态监控软件之间的数据通信和相互监控。通过本次设计我认为：以后不论做什么事情都要认认真真的用心去做，同时自己要不断去探索，这样才能让自己更好的成长起来，这次的经历会让我在以后的工作生活学习中不断成长、不断进步下去。未来我认为舞台灯光控制系统可以直接用组态监控软件来作为控制系统，因为这样可以大大提高控制系统的可靠性，简化控制系统程序，直接用组态监控软件中的控制语言表达式可更直观，效率更高，同时也是现在工业设施领域未来设备控制领域的发展趋势。同时我认为在舞台灯光设计中应加入梯形舞台的升降机械臂，这样在舞台灯光模拟运行时可以更加丰富舞台运行的炫丽色彩，能更加突出舞台灯光的运行效果。致谢本次毕业课题设计得到了邓丽霞老师的悉心又细致的引导和在邓老师的严格要求下得以顺利完成了课题论文的设计及编写工作，并且都顺利的完成了论文设计所要求的各项任务工作。在课题设计过程中从课题的选择、总体方案的前期论证到具体详细的设计方式及最后的方案验证，每一步都是在邓老师的严格监督下完成的，邓老师以一位长辈的宽容一遍一遍的容忍了我在课题设计过程中的茫然和不知所措，一直很耐心的给予我细心的指导。在这两年的大学学习期间，不断的得到邓老师耐心的引导和无微不至的关怀，在邓老师和学校其他老师的不断关心下我在大学生活学习过程中得到了快速成长，为即将进入社会打下了坚实的基础。本次毕业设计之所以能那么完美的完成，同样也是学校各位任课老师的认真负责及无私关怀的结果，在四年的大学学习期间各位任课老师用辛勤的汗水成功的给我灌输了大学生所必备的综合素质和专业的知识并在这次的课题设计中耐心的指导让我把所学的专业知识得以转化在课题设计中。正是有了老师们细心地指导和帮助，我才能顺利而又高质量的完成毕业论文设计的一切工作，再次向河南工程学院电气工程学院的全体老师表示深深的感谢和崇高的敬意，感谢他们在这四年来的辛勤的栽培。在此，还要向我的

  陈海堂老师致以衷心的感谢。在我面对困难无法解决时，他没有让我放弃，他用循循善诱的教诲抹去了我心间一个个要我放弃的念头；在我心情低落的时候，他的精神力量始终让我在心底拥有无尽的力量源泉。生有吾母，教有吾师，一生幸哉。同样在此还要感谢我的同学及舍友们，正是因为他们用最无私的帮助，帮我克服了一道道的门槛和解决了一个又一个的难题。最后还要感谢我的父母，谢谢他们始终不渝的对我无微不至的关怀和精神上的支持。即将离开校园踏上社会的征程，相信这次的经历能够成为我更好的融入社会的催化剂；相信我的同学们未来都拥有一片充满机遇和快乐的天空；更加相信，我的老师们未来的工作生活更加顺心。参考文献[1]罗志勇等.三菱PLC工程实例详解.北京:人民邮电出版社,2012.[2]王阿根.电气可编程控制原理及应用.北京:清华大学出版社,2011.[3]毕业生.基于PLC的舞台灯光设计[M].西安：西安航空职业技术学院.2011.51[4]高玉成.MCGS与PLC设备的连接控制[J].科技周刊,2011(2):27.[5]刘红.基于PLC的舞台机械控制管理系统的研究与设计[J].科技周刊.2012(2)10.[6]毕业生.基于MCGS的舞台灯光控制及组态设计[M].毕业设计论文,2009.12.30.[7]梁莹丽.基于PLC的舞台灯光系统设计[M].机械电气工程学院制,2011.6:20.[8]颜伟.基于MCGS的舞台灯光控制与组态设计[M].湖南:长沙航空职业技术学院毕业设计,2011.6:46.[9]毕业生.单片机控制的舞台视景的设计[M].专科毕业论文（设计）2012.6.[10]高成月.基于MCGS的舞台灯光控制管理系统设计与实现[J].甘肃科技报,2009.12.3.[11]王浩.舞台灯光的PLC控制[J].科技文献,2011.1.[12]高悦城.舞台灯光控制管理系统现状的研究[J].中国科技周刊,2010.12.[13]毕业生.基于PLC的舞台灯光控制管理系统及组态监控设计[M].南通：南通职业学院毕业设计,2012.6.[14]彭泽宇.模拟舞台灯光控制管理系统[M].德州：德州仪器C2000及MCU创新设计大赛.2011-2012.[15]徐天生.舞台灯光的模拟设计[M].云南:机械电子工程学院3849508,1974.11:19.[18]王阿根.电气可编程控制原理与应用（第2版）[M].北京:清华大学出版社,2010.[19]吴剑波.武汉琴台大剧院灯光系统综述[J].艺术科技,2009.4：16-27.[20]柳得安等.舞台灯光系统工艺设计导则[J].2010.1:37-4.7.附录_1234567890.vsd开始分析控制要求选择I/O设备确定PLC的型号绘制控制管理系统流程图设计梯形图程序模拟调试是交付使用结束修改设计否_1234567891.vsd启动三菱FX2N-48MR型PLCOPC服务软件舞台灯光组态监控界面结束

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