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1 行業介紹

 移動舞臺 (Can Move the Stage) 是將整個舞臺分成 8 列 5 行并且每一個板子可以實現單獨控制，讓一個較大型的 舞臺可以靈活的控制，能夠滿足在發布會的進程中各自的位 置呈現不同的分配情況，還能對其位置進行操控的展覽舞臺 設備（如圖 1）。

2 系統設計方案

 2.1 方案背景 

市場上移動舞臺目前使用的控制系統方案為 PLC+HMI+ 伺服系統；這樣的設備一般都為三菱的 PLC 以 及HMI，而永宏PLC的性價比相對于較高，同時考慮到設 備需要較多的定位指令，永宏的定位指令相對簡便，所以永 宏 PLC 在移動舞臺中的應用前景很好。移動舞臺系統方案如 表 1。

 2.2 客戶需求

 根據客戶要求，移動舞臺動作需要達到四種運行模式分 別為：手動控制、原點回歸、半聯動控制和全自動控制四種 模式。設備調試或故障時使用手動模式，發布會彩排及發布 會當天采用自動控制模式。移動舞臺的具體功能要求如表2。

 2.3 解決方案 

移動舞臺主要應用于大型的產品發布會以及展會現場。 根據設備工藝要求，該方案主要包括系統硬件設計和系統軟 件設計，其中系統硬件設計包括產品配置、設施結構和電氣 控制三部分，系統軟件包括流程控制、I/O 配置和程序設計三 部分；移動舞臺設計參數如表 3；實物圖如圖 2。 基于上述各項技術指標，移動舞臺系統方案架構如圖 3；

 本方案控制系統采用永宏功能型 FBS 系列 PLC 控制器，控 制整體設備的動作流程；采用永宏伺服系統，控制設備的前 后移動；采用奧托尼克斯的傳感器來控制設備的限位以及原 點；上位機采用永宏HU系列HMI提供操作畫面、參數畫面、 手動畫面等，客戶要求根據現場的需求對各參數進行設置。

3 系統硬件設計

3.1 硬件配置 

移動舞臺設備的系統硬件由10臺永宏FBS-20MNT2AC PLC 高速聯機控制、永宏觸摸屏、永宏伺服以及外圍輸 入輸出線路（包括按鈕和傳感器等）組成。移動舞臺設備系 統硬件清單如表 4；移動舞臺設備系統硬件配置如圖 4。

3.2 機械結構 

移動舞臺設備的整體結構主要由兩部分組成：控制裝置 （控制系統）和驅動裝置（控制整個舞臺移動）。移動舞臺 設備整體結構解析如圖 5。

 3.3 電氣控制 

移動舞臺設備的電氣控制采用永宏PLC作為設備核心 控制單元，實現對執行單元-伺服系統的控制。移動舞臺設 備的 PLC 接線原理如圖 6，PLC 電氣控制柜接線如圖 7。

4 系統軟件設計

 4.1 工藝流程

 移動舞臺設備的工藝流程主要包括三部分：手動運行、 聯動運行和自動運行，這三個部分各自單獨為一種工作模式。 移動舞臺設備工藝流程如圖 8。

4.2 控制流程 

移動舞臺設備的控制流程如圖 9。

4.3 PLC I/O 點配置 

根據移動舞臺設備的工藝流程和控制要求，將永宏 PLC 程序進行I/O點配置；PLC輸入點配置如表5，輸出點配置 表如表 6。

4.4 PLC 功能指令應用

4.4.1 運動控制指令 

永宏PLC運動控制有專門的指令（FUN140），永宏 FUN140 指令的參數設置方式采用單獨分開設置的方式進行 設置。永宏PLC設置參數如表7，永宏PLC設置參數程序 如圖 10。

4.4.2 高速聯機指令

 永宏PLC高速聯機有特定的通訊指令（FUN151）， 永宏FUN151指令的設置方式為表格編輯的形式；使用永宏通訊指令可以很容易的實現多臺PLC的高速聯機。永宏 PLC 通訊表格如圖 11，永宏 PLC 通訊程序如圖 12。

4.5 HMI 畫面設計

4.5.1 主畫面 

移動舞臺設備的主畫面主要用于點動頁面、參數頁面、 運行頁面、歷史報警信息的自由切換。整體頁面設計比較簡 潔，但是卻滿足了所有功能的切換，移動舞臺設備主畫面如 圖 13。

 4.5.2 點動頁面 

移動舞臺設備的點動頁面主要用于手動控制各個板塊， 同時可以任意切換到其他軸的點動畫面跟主畫面。移動舞臺 設備點動頁面如圖 14。

4.5.3 運行頁面 

移動舞臺設備的運行畫面主要用于設定配方、查看配方、 調用配方等操作，考慮到該設備采用左右對稱的排放，即左 右兩邊各有一軸的位置在同一時間需要處于同一坐標位置， 故加入了“一鍵寫入”的功能，該功能有效的提高了彩排過 程中配方設置的工作量。移動舞臺設備的運行頁面如圖 15。

4.5.4 歷史報警頁面

移動舞臺設備的歷史報警頁面主要用于查看各軸上具體 的某一個伺服是否出現報警，以便在發布會當天設備出現故 障時可以快速的得到處理，為發布會的順利進行增加了一道 有力的保障工作。移動舞臺設備的歷史報警頁面如圖 16。 4.5.5 組態王操作畫面 由于舞臺設備的特殊性，觸摸屏只能在后臺操作，而最 終的操作畫面則需要在觀眾席的最后一排操作，觀眾席的最 后一排距離移動舞臺差不多300M，所以采用了組態王作為最終的上位機來控制整個設備，移動舞臺設備的組態王操作 畫面如圖 17、18。

5 結論（實施結果）

通過現場調試，移動舞臺設備滿足了客戶對彩排的大致 需求；彩排的過程中與現場導演進行了多次溝通，修改程序、 編輯配方，來達到最理想的效果；最終讓整場發布會得到了 客戶需要的效果，同時也讓產品在這個行業的應用中占據了 一席之地。