【摘 要】随着科学技术的发展和应用范围的扩大，PLC在各个领域当中的应用也是越来越多，尤其是在机械应用领域当中的应用增多，使得PLC技术在近年得到了快速发展。本文主要对舞台机械控制当中采用PLC的具体应用进行了研究，对其具体的控制器实现方法进行了分析探讨，以期能够不断推动舞台机械水平的发展，下面做具体的阐述和探讨。
【关键词】舞台机械；机械控制；PLC
舞台机械设备是非常重要的，它是剧场当中不可缺少的部分，且随着我国精神文明建设的不断推进，剧院的建设脚步也在加快，很多大中型的舞台在进行改造和建设当中，而随着科学技术的不断进步，舞台建设所用的机械设备水平也在不断提升，舞台中所用的机械设备数量也在不断增多，对这些设备进行运动控制就成为舞台机械控制当中的重点研究问题，而PLC的应用使得机械设备运动控制的复杂程度和灵活度得到了进一步提升，因此研究在舞台机械控制中应用PLC是很有必要的，具有较大的现实意义。
一、舞台机械设备控制概述
舞台机械设备是现代剧场、演播厅、体育馆当中不可缺少的设备，在舞台演出当中需要用到很多设备来实现表演效果，因而需要通过机械控制来实现各类舞台效果，而在舞台设备当中主要是对升降舞台和吊杆系统进行控制操作，配合舞台上的不同情节表演，能够起到对舞台效果进行强化的作用。而在早期对舞台机械设备进行控制的方法主要是应用继电器和接触器这类设备进行控制，这种控制系统发生故障的可能性较高，且维修比较困难，很难对舞台上的各类设备进行管理和自动定位，而PLC控制器在舞台机械设备控制当中的应用，则使得舞台机械设备控制的自动化水平得到明显提升，且可靠性较高，功能比较完善，在舞台机械设备控制系统当中得到了广泛应用，围绕PLC建立起来的控制系统，主要可以由编码器、触摸屏和PLC控制器三部分组成，控制方式主要是舞台上直接对触摸屏进行操作来实现近距离的设备控制，并且结合舞台其他设备已经设定好的自动程序进行综合控制，整个舞台的设备控制系统包括主控制台、控制柜、现场流动台、传感器和电机等组成，控制系统通过对舞台机械动力系统的控制能够实现对舞台其他机械设备的稳定运行。而且基于PLC的控制系统还能够对舞台机械设备运行过程中的数据进行实时采集，将数据及时传输到终端，由终端在触摸屏进行操作来实现对整个控制系统情况的实时掌握，通过触摸屏对设备控制参数进行设置，从而实现整个舞台机械的自动化控制功能。
二、基于PLC的舞台控制系统构成
（一）控制系统结构
采用实时百兆以太网 Powerlink 作为 PLC 多轴控制系统的主干网。该系统应用分布式网络结构，每个运动轴的位置环位于对应的 PLC 运动控制器内。在每个控制周期，运动控制器通过编码器接收各个轴的位置反馈，计算每个轴的速度给定值并发送给各个变频控制器。在多轴运动控制中，某一运动设备作为主动轴，而其他设备作为从动轴。在每个控制周期，所有从动轴通过控制网络接收主动轴的实际位置值作为自己的位置给定值；也不能对实际机械设备进行制定，只能由运动控制器当做虚拟主轴来对相应的产生位置进行定值，来实现系统当中的电子齿轮功能。在控制网络结构上，主要是包括以下几个部分：中央控制器、运动控制器若干、变频器若干和电机若干、可移动单位调试设备，中间用实时以太网进行连接。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其中中央控制器主要是接受终端系统的指令，将各个设备的轴状态直接通过网络传输反馈给终端系统，然后通过实时以太网来进行运动轴之间的信息同步。而实时以太网则主要是负责传递设备之间的状态信息，将轴命令和状态信息数据进行同步传递，以微秒为单位来保证信息传递的实时性和有效性。而运动控制器则主要是负责通过以太网接收来自上方中央控制器的指令，根据控制器指令来执行控制命令，同时将各个控制设备的轴状态数据收集起来反馈到中央控制器当中。网络中的变频器则是通过模拟量速度给定和收集电机编码器信息将电机和终端设备信息传输到上级当中。可移动调控设备则主要是利用设备对设备的轴位置环参数进行设置，包括最大速度、到位窗口、加速度等参数信息，对每一台设备轴的位置属性进行确定，从而能够有效提升整个控制系统的控制精确性。
基于PLC控制器的控制系统在舞台机械设备当中的应用优点是非常突出的，一是采用开放的软件和硬件平台，PLC 本身具有可靠的电器性能认证证书；二是模块化结构，通过对设备进行合适的组合，可进行标准化软件封装；三是能够在现有基础上搭建运动系统平台，控制软件的通用性和可移植性显著增强；四是立足现有舞台技术优势，可对舞台控制系统位置控制软件进行针对性编程。因而在现代舞台机械设备控制当中，PLC的应用具备突出优势，也得到了广泛的应用。
（二）系统功能
以舞台的升降控制为例，操作元在进行操作时在终端发布指令和监控信息，由PLC系统完成对设备当中数据的采集功能和设备制定功能，该系统在控制过程中主要完成的功能包括以下几点：一是数据采集和处理功能。基于PLC控制器的控制系统能够对各个液压缸的运行速度、位移量等进行实时采集，并将数据显示在人机界面上，执行相应的算法进行处理，方便操作员操作；二是连续控制功能。利用1746-QS模板在CPU的引导下能够对舞台设备中的液压缸进行连续控制；三是顺序控制功能。根据终端操作界面上的功能显示，能够对升降舞台实现编组造型功能，让升降舞台能够根据不同的舞台需要来进行组合升降，并且按照设置好的升降顺序来进行动作，以便有效美化舞台效果；四是动态画面显示功能。基于PLC控制器的控制系统兼容性较好，能够实现完全的汉化，方便操作人员对舞台运行状态、各个舞台的位置、舞台机械位置等进行直观展示，让操作人员能够根据终端的显示画面来对机械进行实时控制，这极大提高了机械的操作的效率和准确性。
结语：
综上所述我们可知，当前我国很多舞台机械控制都开始采用PLC进行控制，以有效实现设备精确控制和多机联动的效果。PLC控制器本身有较多优点，虽然其价格相对较高，但同时它的可靠性也具有较大的保障，这使得PLC在舞台机械控制当中得到了广泛欢迎，也成为现代舞台建设当中的主要应用控制器。
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论文作者:马捷
论文发表刊物:《低碳地产》2016年13期
论文发表时间:2016/11/9
标签：舞台论文; 控制器论文; 设备论文; 控制系统论文; 机械论文; 机械设备论文; 功能论文; 《低碳地产》2016年13期论文;