1 行業(yè)介紹

 移動(dòng)舞臺(tái) (Can Move the Stage) 是將整個(gè)舞臺(tái)分成 8 列 5 行并且每一個(gè)板子可以實(shí)現(xiàn)單獨(dú)控制，讓一個(gè)較大型的 舞臺(tái)可以靈活的控制，能夠滿(mǎn)足在發(fā)布會(huì)的進(jìn)程中各自的位 置呈現(xiàn)不同的分配情況，還能對(duì)其位置進(jìn)行操控的展覽舞臺(tái) 設(shè)備（如圖 1）。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

 2.1 方案背景 

市場(chǎng)上移動(dòng)舞臺(tái)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?xún)r(jià)比相對(duì)于較高，同時(shí)考慮到設(shè) 備需要較多的定位指令，永宏的定位指令相對(duì)簡(jiǎn)便，所以永 宏 PLC 在移動(dòng)舞臺(tái)中的應(yīng)用前景很好。移動(dòng)舞臺(tái)系統(tǒng)方案如 表 1。

 2.2 客戶(hù)需求

 根據(jù)客戶(hù)要求，移動(dòng)舞臺(tái)動(dòng)作需要達(dá)到四種運(yùn)行模式分 別為：手動(dòng)控制、原點(diǎn)回歸、半聯(lián)動(dòng)控制和全自動(dòng)控制四種 模式。設(shè)備調(diào)試或故障時(shí)使用手動(dòng)模式，發(fā)布會(huì)彩排及發(fā)布 會(huì)當(dāng)天采用自動(dòng)控制模式。移動(dòng)舞臺(tái)的具體功能要求如表2。

 2.3 解決方案 

移動(dòng)舞臺(tái)主要應(yīng)用于大型的產(chǎn)品發(fā)布會(huì)以及展會(huì)現(xiàn)場(chǎng)。 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(jì)和系統(tǒng)軟 件設(shè)計(jì)，其中系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)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(jì)三 部分；移動(dòng)舞臺(tái)設(shè)計(jì)參數(shù)如表 3；實(shí)物圖如圖 2。 基于上述各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，移動(dòng)舞臺(tái)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(dòng)作流程；采用永宏伺服系統(tǒng)，控制設(shè)備的前 后移動(dòng)；采用奧托尼克斯的傳感器來(lái)控制設(shè)備的限位以及原 點(diǎn)；上位機(jī)采用永宏HU系列HMI提供操作畫(huà)面、參數(shù)畫(huà)面、 手動(dòng)畫(huà)面等，客戶(hù)要求根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的需求對(duì)各參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。

3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

3.1 硬件配置 

移動(dòng)舞臺(tái)設(shè)備的系統(tǒng)硬件由10臺(tái)永宏FBS-20MNT2AC PLC 高速聯(lián)機(jī)控制、永宏觸摸屏、永宏伺服以及外圍輸 入輸出線(xiàn)路（包括按鈕和傳感器等）組成。移動(dòng)舞臺(tái)設(shè)備系 統(tǒng)硬件清單如表 4；移動(dòng)舞臺(tái)設(shè)備系統(tǒng)硬件配置如圖 4。

3.2 機(jī)械結(jié)構(gòu) 

移動(dòng)舞臺(tái)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(dòng)裝置（控制整個(gè)舞臺(tái)移動(dòng)）。移動(dòng)舞臺(tái) 設(shè)備整體結(jié)構(gòu)解析如圖 5。

 3.3 電氣控制 

移動(dòng)舞臺(tái)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(shí)現(xiàn)對(duì)執(zhí)行單元-伺服系統(tǒng)的控制。移動(dòng)舞臺(tái)設(shè) 備的 PLC 接線(xiàn)原理如圖 6，PLC 電氣控制柜接線(xiàn)如圖 7。

4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

 4.1 工藝流程

 移動(dòng)舞臺(tái)設(shè)備的工藝流程主要包括三部分：手動(dòng)運(yùn)行、 聯(lián)動(dòng)運(yùn)行和自動(dòng)運(yùn)行，這三個(gè)部分各自單獨(dú)為一種工作模式。 移動(dòng)舞臺(tái)設(shè)備工藝流程如圖 8。

4.2 控制流程 

移動(dòng)舞臺(tái)設(shè)備的控制流程如圖 9。

4.3 PLC I/O 點(diǎn)配置 

根據(jù)移動(dòng)舞臺(tái)設(shè)備的工藝流程和控制要求，將永宏 PLC 程序進(jìn)行I/O點(diǎn)配置；PLC輸入點(diǎn)配置如表5，輸出點(diǎn)配置 表如表 6。

4.4 PLC 功能指令應(yīng)用

4.4.1 運(yùn)動(dòng)控制指令 

永宏P(guān)LC運(yùn)動(dòng)控制有專(zhuān)門(mén)的指令（FUN140），永宏 FUN140 指令的參數(shù)設(shè)置方式采用單獨(dú)分開(kāi)設(shè)置的方式進(jìn)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(jī)指令

 永宏P(guān)LC高速聯(lián)機(jī)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(shí)現(xiàn)多臺(tái)PLC的高速聯(lián)機(jī)。永宏 PLC 通訊表格如圖 11，永宏 PLC 通訊程序如圖 12。

4.5 HMI 畫(huà)面設(shè)計(jì)

4.5.1 主畫(huà)面 

移動(dòng)舞臺(tái)設(shè)備的主畫(huà)面主要用于點(diǎn)動(dòng)頁(yè)面、參數(shù)頁(yè)面、 運(yùn)行頁(yè)面、歷史報(bào)警信息的自由切換。整體頁(yè)面設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn) 潔，但是卻滿(mǎn)足了所有功能的切換，移動(dòng)舞臺(tái)設(shè)備主畫(huà)面如 圖 13。

 4.5.2 點(diǎn)動(dòng)頁(yè)面 

移動(dòng)舞臺(tái)設(shè)備的點(diǎn)動(dòng)頁(yè)面主要用于手動(dòng)控制各個(gè)板塊， 同時(shí)可以任意切換到其他軸的點(diǎn)動(dòng)畫(huà)面跟主畫(huà)面。移動(dòng)舞臺(tái) 設(shè)備點(diǎn)動(dòng)頁(yè)面如圖 14。

4.5.3 運(yùn)行頁(yè)面 

移動(dòng)舞臺(tái)設(shè)備的運(yùn)行畫(huà)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(duì)稱(chēng)的排放，即左 右兩邊各有一軸的位置在同一時(shí)間需要處于同一坐標(biāo)位置， 故加入了“一鍵寫(xiě)入”的功能，該功能有效的提高了彩排過(guò) 程中配方設(shè)置的工作量。移動(dòng)舞臺(tái)設(shè)備的運(yùn)行頁(yè)面如圖 15。

4.5.4 歷史報(bào)警頁(yè)面

移動(dòng)舞臺(tái)設(shè)備的歷史報(bào)警頁(yè)面主要用于查看各軸上具體 的某一個(gè)伺服是否出現(xiàn)報(bào)警，以便在發(fā)布會(huì)當(dāng)天設(shè)備出現(xiàn)故 障時(shí)可以快速的得到處理，為發(fā)布會(huì)的順利進(jìn)行增加了一道 有力的保障工作。移動(dòng)舞臺(tái)設(shè)備的歷史報(bào)警頁(yè)面如圖 16。 4.5.5 組態(tài)王操作畫(huà)面 由于舞臺(tái)設(shè)備的特殊性，觸摸屏只能在后臺(tái)操作，而最 終的操作畫(huà)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(dòng)舞臺(tái)差不多300M，所以采用了組態(tài)王作為最終的上位機(jī)來(lái)控制整個(gè)設(shè)備，移動(dòng)舞臺(tái)設(shè)備的組態(tài)王操作 畫(huà)面如圖 17、18。

5 結(jié)論（實(shí)施結(jié)果）

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，移動(dòng)舞臺(tái)設(shè)備滿(mǎn)足了客戶(hù)對(duì)彩排的大致 需求；彩排的過(guò)程中與現(xiàn)場(chǎng)導(dǎo)演進(jìn)行了多次溝通，修改程序、 編輯配方，來(lái)達(dá)到最理想的效果；最終讓整場(chǎng)發(fā)布會(huì)得到了 客戶(hù)需要的效果，同時(shí)也讓產(chǎn)品在這個(gè)行業(yè)的應(yīng)用中占據(jù)了 一席之地。