PLC在大型光照模擬系統(tǒng)中的應用

一、 概述

隨著現(xiàn)代計算機和自動化控制技術的高速發(fā)展,自動化控制技術在人們的生活當中越來越重要，逐漸代替了原先人工復雜的操作和控制。這個舞臺旋轉燈光控制設備是集機電一體化控制為一體的自動化控制的設備。實現(xiàn)燈光可任意角度旋轉控制，而且操作簡單，易學易懂的自動化控制設備。

二、 功能

燈陣中所有燈具的安裝初始角度為30?，每只單燈可以實現(xiàn)±150mm的左右調節(jié)，其為燈具出射主光軸與水平方向的夾角。燈陣支架具有整排的角度調節(jié)功能，所有的燈具要求同步調節(jié)，調節(jié)范圍為10?-50?，調節(jié)精度±0.4?，角度旋轉速度約為7?/min。要求角度旋轉過程中燈陣機械結構不擋光?？刂品绞綖檫h程控制。總的控制結構如下：

三、 系統(tǒng)組成

整個系統(tǒng)包括三個部分：驅動部分，機械部分，控制部分。

上位控制器控制11套驅動器，11套驅動器分別驅動11臺步進電機 11臺步進電機分別帶動11臺行星減速器，減速器后端各帶動1臺渦輪蝸桿減速器，每臺渦輪蝸桿減速器分別帶動一根24米長軸具轉動的整體運動形式。見下圖所示。

驅動部分：采用1臺步進電機 1臺行星減速器 1臺雙輸出軸渦輪蝸桿減速器驅動1根24米長軸具的驅動方式，鑒于24米軸具具備過大的加工及安裝難度，這里將24米長的軸具分成大致相等的兩段，每端分別用渦輪蝸桿減速器的一個輸出端驅動。見圖1所示。

圖1 驅動部分關系圖

機械部分：采用1臺雙輸出軸渦輪蝸桿減速器兩端各 1個膜片式聯(lián)軸器 1根6米長空心光軸 1個膜片式聯(lián)軸器 1根6米長空心光軸的連接方式。整體的一根組合軸具的具體形式如圖2所示。

圖2 單根驅動端整體結構圖

控制部分：采用一組集聯(lián)PLC控制十套驅動裝置的控制方式，同時采用人機界面形式，可以實時控制軸的動作及觀察軸的狀態(tài)。軸的末端裝有角度編碼器，實時測量軸具轉過的角度，在人機界面上顯示?？傮w的控制框架如下面框圖3。

圖3 控制過程框圖    

總結：月球上沒有大氣的削弱和保溫作用，太陽輻射強，晝夜溫差大，地球上難以模擬，這個燈陣就是為了模擬月球上太陽照射的平行光，讓登月設備提前感受月球上太陽光的溫度和亮度，大面積準直光照模擬是檢驗測量設備性能的關鍵之一。整個系統(tǒng)效果良好，操作簡便，得到用戶好評。