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1 行業(yè)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(xiàn)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(fā)布會的進程中各自的位 置呈現(xiàn)不同的分配情況，還能對其位置進行操控的展覽舞臺 設(shè)備（如圖 1）。

2 系統(tǒng)設(shè)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(tǒng)方案為 PLC+HMI+ 伺服系統(tǒng)；這樣的設(shè)備一般都為三菱的 PLC 以 及HMI，而永宏P(guān)LC的性價比相對于較高，同時考慮到設(shè) 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(yīng)用前景很好。移動舞臺系統(tǒng)方案如 表 1。

 2.2 客戶需求

 根據(jù)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(lián)動控制和全自動控制四種 模式。設(shè)備調(diào)試或故障時使用手動模式，發(fā)布會彩排及發(fā)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(yīng)用于大型的產(chǎn)品發(fā)布會以及展會現(xiàn)場。 根據(jù)設(shè)備工藝要求，該方案主要包括系統(tǒng)硬件設(shè)計和系統(tǒng)軟 件設(shè)計，其中系統(tǒng)硬件設(shè)計包括產(chǎn)品配置、設(shè)施結(jié)構(gòu)和電氣 控制三部分，系統(tǒng)軟件包括流程控制、I/O 配置和程序設(shè)計三 部分；移動舞臺設(shè)計參數(shù)如表 3；實物圖如圖 2。 基于上述各項技術(shù)指標，移動舞臺系統(tǒng)方案架構(gòu)如圖 3；

 本方案控制系統(tǒng)采用永宏功能型 FBS 系列 PLC 控制器，控 制整體設(shè)備的動作流程；采用永宏伺服系統(tǒng)，控制設(shè)備的前 后移動；采用奧托尼克斯的傳感器來控制設(shè)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(shù)畫面、 手動畫面等，客戶要求根據(jù)現(xiàn)場的需求對各參數(shù)進行設(shè)置。

3 系統(tǒng)硬件設(shè)計

3.1 硬件配置 

移動舞臺設(shè)備的系統(tǒng)硬件由10臺永宏FBS-20MNT2AC PLC 高速聯(lián)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(shè)備系 統(tǒng)硬件清單如表 4；移動舞臺設(shè)備系統(tǒng)硬件配置如圖 4。

3.2 機械結(jié)構(gòu) 

移動舞臺設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)主要由兩部分組成：控制裝置 （控制系統(tǒng)）和驅(qū)動裝置（控制整個舞臺移動）。移動舞臺 設(shè)備整體結(jié)構(gòu)解析如圖 5。

 3.3 電氣控制 

移動舞臺設(shè)備的電氣控制采用永宏P(guān)LC作為設(shè)備核心 控制單元，實現(xiàn)對執(zhí)行單元-伺服系統(tǒng)的控制。移動舞臺設(shè) 備的 PLC 接線原理如圖 6，PLC 電氣控制柜接線如圖 7。

4 系統(tǒng)軟件設(shè)計

 4.1 工藝流程

 移動舞臺設(shè)備的工藝流程主要包括三部分：手動運行、 聯(lián)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(shè)備工藝流程如圖 8。

4.2 控制流程 

移動舞臺設(shè)備的控制流程如圖 9。

4.3 PLC I/O 點配置 

根據(jù)移動舞臺設(shè)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(yīng)用

4.4.1 運動控制指令 

永宏P(guān)LC運動控制有專門的指令（FUN140），永宏 FUN140 指令的參數(shù)設(shè)置方式采用單獨分開設(shè)置的方式進行 設(shè)置。永宏P(guān)LC設(shè)置參數(shù)如表7，永宏P(guān)LC設(shè)置參數(shù)程序 如圖 10。

4.4.2 高速聯(lián)機指令

 永宏P(guān)LC高速聯(lián)機有特定的通訊指令（FUN151）， 永宏FUN151指令的設(shè)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(xiàn)多臺PLC的高速聯(lián)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(shè)計

4.5.1 主畫面 

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

 4.5.2 點動頁面 

移動舞臺設(shè)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(shè)備點動頁面如圖 14。

4.5.3 運行頁面 

移動舞臺設(shè)備的運行畫面主要用于設(shè)定配方、查看配方、 調(diào)用配方等操作，考慮到該設(shè)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(shè)置的工作量。移動舞臺設(shè)備的運行頁面如圖 15。

4.5.4 歷史報警頁面

移動舞臺設(shè)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(xiàn)報警，以便在發(fā)布會當天設(shè)備出現(xiàn)故 障時可以快速的得到處理，為發(fā)布會的順利進行增加了一道 有力的保障工作。移動舞臺設(shè)備的歷史報警頁面如圖 16。 4.5.5 組態(tài)王操作畫面 由于舞臺設(shè)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(tài)王作為最終的上位機來控制整個設(shè)備，移動舞臺設(shè)備的組態(tài)王操作 畫面如圖 17、18。

5 結(jié)論（實施結(jié)果）

通過現(xiàn)場調(diào)試，移動舞臺設(shè)備滿足了客戶對彩排的大致 需求；彩排的過程中與現(xiàn)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(fā)布會得到了 客戶需要的效果，同時也讓產(chǎn)品在這個行業(yè)的應(yīng)用中占據(jù)了 一席之地。