日期：2015/10/19 來源：中國演藝科技網

當前的舞臺演出中，導演為了提升演出質量和藝術效果，對演出場景變化的要求越來越復雜。傳統舞臺臺面較為固定，并且造型、風格較單一，整體舞臺技術水平較低，已不能滿足當今流行的演出需要。而將PLC可編程控制器運動控制技術應用到舞臺機械運動控制中，實現舞臺的升降、平移、旋轉、伸縮等運動動作，可使演出更加多姿多彩。 PLC（Programmable Logic Controller，可編程序邏輯控制器簡稱），是在傳統的順序控制器的基礎上引入微電子技術、計算機技術、自動控制技術和通訊技術而形成的新型工業控制裝置，目的是用來取代繼電器，執行邏輯、計時、計數等順序控制功能。PLC是一種數字運算操作的電子系統，專為工業環境應用而設計。它采用可編程序的存儲器，用來在其內部存儲執行邏輯運算、順序控制、計時、計數和算術運算等操作的指令，并通過數字量、模擬量的輸入和輸出，控制各種類型的機械和生產過程。PLC及其有關設備，都應按易于使工業控制系統形成整體和擴充功能的原則設計。一般來說，PLC分為整體式和模塊式兩種，但它們的組成是相同的。結構如圖1所示圖1 PLC基本結構示意圖 旋轉舞臺運動控制系統主要由機械、電氣、控制三大部分構成。 1 機械部分基本構成 旋轉舞臺是控制系統的主要控制對象。它主要由轉盤臺面、托盤及支架、傳動軸、減速箱、導輪等構成。 旋轉舞臺臺面要完成360°旋轉，并能停在任意角度位置或絕對位置上。圖2是旋轉舞臺機械結構示意圖。圖2 旋轉舞臺機械結構示意圖 2 電氣控制部分構成 電氣控制部分主要是旋轉舞臺運動控制系統中電路控制部分。它主要由變頻器、異步電動機、斷路器、電磁接觸器、繼電器、磁柵尺、磁頭、信號放大器等組成。此部分主要完成硬件邏輯控制關系。雖然PLC的軟繼電器完成了控制回路中的大部分邏輯控制功能，但是還有一部分控制功能要由硬件電氣元件完成。主要功能有以下幾點： （1）控制動力電源和制動電源的通斷。如圖3所示。圖3 動力電源和制動電源控制回路連接圖圖 （2）構成就地控制回路。 （3）構成安全保護回路，如互聯鎖、緊急停機等。 （4）給PLC輸入模塊傳送系統狀態信號，如圖4所示。圖4 PLC數字量輸入線路圖 2.1 位移測量系統構成及原理 在本例中，位移測量系統采用了日本Macome公司生產的MC位移測量系統。它由磁柵尺、磁頭和信號放大器三部分構成。如圖5所示。如圖6所示，磁柵尺的結構為厚0.3 mm、寬35 mm的不銹鋼，其上粘有厚1.6 mm、寬20 mm的橡膠磁鐵。橡膠磁鐵的厚度方向20 mm的相等距離分布N極和S極相互吸引。圖5 MC位移測量系統構成圖6 磁柵尺結構 磁頭和信號放大器共同構成信號感知器。磁柵尺上每10 mm間隔就有N極和S極磁場相互吸引磁化。信號感知器將磁場的量轉變為A、B兩相相應的信號，并通過連接信號放大器變為最高分解度為0.1 mm的脈沖信號。如圖7所示。磁柵尺安裝于轉臺的邊緣上，當磁柵尺與磁頭之間有相對運動時（最大反應速度為10 m/s），磁頭感知磁柵尺上N極和S極磁場的變化，通過信號放大器將磁場的變化轉化為兩相的脈沖信號，輸出給分布式I/O的計數器模塊FM-350。最終PLC的CPU根據計數器模塊FM-350記錄下來的脈沖數，并通過位移算法計算出位移量。圖7 信號放大器輸出脈沖信號A相、B相 3 PLC控制部分基本構成 PLC控制部分作為控制的核心部分，主要由上位機（人機界面）、下位機（PLC控制模塊）、分布式I/O從站（包括各模塊）、通信網絡等構成。PLC控制部分是旋轉舞臺運動控制系統的核心部分，要完成對現場數據的采集、傳輸、處理、運動控制算法計算、報警信息處理、網絡通信等功能。節選自《演藝科技》2012年第十期

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