摘要：生活中的灯光除了照明部分只需提供开关即可,用在其它各个领域的灯光因功能而异,都需要采用控制系统进行精细控制。或者是亮度的明暗,或者是色彩的绚烂,或者是造型的丰富变化,而所有这些变化都离不开一个强大的控制系统,该系统能够通过精确控制舞台灯光,用来塑造舞台场景,营造舞台气氛。舞台灯光控制系统在很大程度上会对舞台视觉效果产生影响,所以对灯光控制系统的要求较高。但是控制系统里面广泛应用的继电器也有明显缺点,已经很难有效应对日益提高的灯光需求,而PLC技术则刚好能够发挥其强大的控制能力,在灯光控制系统中大展身手。基于此，文章就基于PLC的舞台灯光控制系统设计展开论述。
关键词：舞台灯光；PLC；控制系统设计
引言
舞台演出如果要获得较好的声乐效果,则不能缺少舞台灯光与舞台音乐的控制。通过运用控制系统的方式来调控舞台音乐与舞台灯光,应当可以达到渲染舞台整体效果的目的,并且结合当前的舞台场景来灵活调整音乐与灯光。在此前提下,目前应当重视优化设计舞台灯光音乐的控制系统,确保舞台灯光音乐能够相互协调。因此，研究基于PLC的舞台灯光控制系统设计非常重要。
1 舞台灯光音乐控制系统的基本设计要点
1.1 关于舞台灯光的控制系统
用于控制舞台灯光的系统主要应当包含电源电路、前置放大设备以及调控灯光亮度的设备。灯光系统对于等离子灯柱在进行控制时,应当能保证灯柱两端电压跟随舞台音律而随时进行改变,从而达到融合舞台音乐以及舞台亮度的效果。
对于彩灯的明暗度而言,应当运用专门电路来进行调节,确保舞台彩灯能烘托出绚烂的舞台效果。此外对于电源电路而言,该电路对于系统直流能量可以分配给各个相应的系统部分。在配备高亮度显示器件的基础上,系统对于显示器件可以结合信号电平的改变来进行调节。
1.2 关于舞台音乐的控制系统
舞台音乐的控制系统可以用于放大或者处理各种音乐信号,并且还能完成音乐监听的具体操作。通过运用音频设备(主要为CD唱机)的方式,应当可以实现有效放大舞台音频信号的目的,从而保证了音乐信号的适中性。舞台控制系统在配备监听电路的基础上,对于当前的舞台声乐效果即可做到随时进行监控。扬声器与音乐监听电路应当有效进行连接,确保音频信号可以达到最佳,并且改善了舞台音质效果。
此外,前置的系统放大电路设计为电压负反馈的两级电路类型,该电路体现为较小的波形失真性、较好的增益恒定性与较强的抗共模干扰性。例如对于5mV的输入信号而言,运用该系统电路即可达到400倍左右的音频放大倍数。在音频放大器的作用下,对于标准频带可以控制于3dB的衰减幅度,因而符合了当前的音频设备性能指标。
2 PLC自动化控制系统
2.1 PLC自动化控制系统的概念
PLC自动化控制系统是一种可以实现生产设备自动化控制的系统，它能有效的促进工业生产的发展，从而也为企业的生产中节省了大量的人力资源。它的编辑系统采用的是一种内部存储器，它可以在存储器的内部进行编辑与计算，对工业发展的产品进行计量等等，它也可以进行自动化控制，这是一种高水平的计算编制系统。
2.2 PLC自动化的基本工作原理
PLC自动化技术主要以计算机程序中的编程控制设备为工作基础，是数字化操控设备的一类，和传统电气自动化控制系统比较，PLC自动化控制系统的接线数量要少得多，同时各条线路利用不同的软件进行有效连接，具备较强的抗干扰性能，日常维护工作较为便捷，与此同时，各项命令的开展全部根据固定流程进行，实际工作工作中不需要调节。PLC自动化控制系统主要由处理设备、储存设备、性能分区、通讯分区、电源以及输入输出接口构成，其中，储存设备主要负责编辑运行程序，能够对相应数据进行保存并执行简单的操作命令;电源则掌控整体系统的正常运行;处理设备是系统的核心，主要对设备采集的相关信息进行分析，从而为系统安全稳定地工作提供有力保障;而就输入和输出口而言，主要根据各个部分的运行需求为其提供便捷传送服务。PLC自动化控制系统的安全稳定运行，不仅能有提升产品整体品质，还能够有效提升整体工作效率。
3 舞台灯光控制系统设计
3.1 设计原则
舞台灯光主要是为了营造优美的视觉盛宴,烘托现场气氛,对实时性要求较高,而舞台灯光控制系统在设计时要遵循舞台艺术的需要和各种特殊要求,对灯光进行精准控制,从而达到为舞台艺术服务的初衷。在设计该系统时,主要考虑以下原则:
(1)美观。舞台灯光首先要美观。该设计原则主要是为了更好的吸引观众。在设计控制系统时,在完成灯光基本功能的前提下,要充分考虑美观度,对烘托现场气氛、美化舞台空间都有巨大帮助。(2)功能性。本原则是必须严格遵守的。舞台灯光控制系统设计的目的就是为了通过适时的改变灯光的色彩和亮度,以及舞台灯具的点亮顺序和频率,从而达到设计目标。(3)经济性。由于舞台灯光的使用频率非常高,因此在设计时要充分考虑到成本。在设计时不仅要考虑到灯光系统的建造成本,更要考虑到运营成本。舞台灯光实际上还包括演艺厅的观众区的灯光,这些灯光主要是为了满足人们的生理需要,配合舞台上的诸多功能性灯光,从而极大地提高舞台效果。这数量众多的灯具势必会造成巨大的电能损耗,因此在设计时要尽可能地用最少的投入和功率,获得最佳的灯光效果。(4)安全性。这是整个系统设计中的重中之重。演艺厅往往聚集了大量的人员,而灯光系统本身也会发热,并且往往悬挂于房顶,因此要充分考虑整个灯光系统的安全性。灯光控制系统要首先满足安全性原则,其次才是功能的保证。
3.2 设计工艺
本设计的舞台灯光控制系统要求满足综合剧场的功能,能够使灯光系统适时地变换不同的照度和色彩,而且控制系统要足够友好,方便工作人员及时操控。要充分考虑到灯光系统的维修和容量,保证灯光系统在进行系统诊断检查时可以不中断主要电力供应。
3.3 本系统的PLC和扩展模块的选择
本次舞台灯光控制系统设计用的是来自西门子(SIEMENS)S7-200系列PLC设备。它是一款小型PLC设备,但是具有PLC设备的主要功能,而且安装空间小,完全能够实现对继电器的替代。根据设计需求,对照S7-200系列PLC设备的特点,本设计选用CPU226处理器,它有24个输入口、16个输出口和扩展模板为EM223(8I/8Q),可以满足控制要求。
3.4 舞台灯光控制系统流程图
舞台灯光的点亮顺序和花色根据实际需求可以灵活调整。图1是一种简单的点亮顺序。
图1 舞台灯光控制系统流程图
结语
本文设计的控制系统结构简单、控制性能稳定可靠、适应性强，有完善的故障判断功能,可为操作人员迅速排除故障提供方便。系统输出的数据及时准确、完整,极大地方便了操作与管理,可广泛应用于各种环境灯光系统的智能化控制,进一步推动了PLC控制技术在舞台灯光控制系统中的应用。
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论文作者:张宗成
论文发表刊物:《电力设备》2019年第15期
论文发表时间:2019/12/2
标签：舞台灯光论文; 控制系统论文; 舞台论文; 灯光论文; 系统论文; 音乐论文; 设备论文; 《电力设备》2019年第15期论文;