一種基於PLC控制的舞臺設備切換系統的製作方法
2023-12-02 22:35:51
本實用新型涉及舞臺機械吊機技術領域，更具體地，涉及一種基於PLC控制的舞臺設備切換系統。
背景技術：
目前，舞臺吊機設備在進行技術切換時，多採用機械式繼電器切換方式。機械式繼電器切換方式存在可靠性差、成本高和體積過大的缺點，並且繼電器的觸點在長期使用後容易出現氧化，導致信號不穩定。傳統地，為便於集中管理，機械式繼電器的切換方式採用集中控制切換，當線路過長產生的線路壓降或其他強電迴路產生幹擾，都會使繼電器產生不可預期的誤動作。其次，從成本上衡量，機械式繼電器的成本遠超集成電路和光耦。機械式繼電器體積較大也造成了安裝的諸多問題，如設備需要較大的櫃體才能安裝，較大的櫃體又進一步需要較為寬闊的電氣房空間，給用戶在空間利用上的帶來巨大困擾。
技術實現要素：
本實用新型提供一種基於PLC控制的舞臺設備切換系統，通過PLC控制單臺變頻驅動器能驅動多臺舞臺吊機，提高了舞臺設備切換系統的集成度，兼顧了設備可靠性、低成本的優點，單位體積較小的特點大幅減少了使用空間，使得設備的安裝方式更加靈活，同時也便於技術人員對切換設備的後期維護。
本實用新型提供了一種基於PLC控制的舞臺設備切換系統，用於舞臺機械吊機切換，所述舞臺設備切換系統包括PLC控制器和與所述PLC控制器電連接的切換耦合板，所述切換耦合板包括具有M個信號輸入接口和N個信號輸出接口的模擬開關晶片，所述信號輸入接口電連接第一電平轉換裝置，所述第一電平轉換裝置通過輸入接觸器組電連接變頻器，所述信號輸出接口電連接第二電平轉換裝置，所述第二電平轉換裝置通過輸出接觸器組電連接驅動電機，所述切換耦合板通過第三電平轉換裝置連接PLC控制器。
可選地，所述模擬開關晶片包括CD22M3494晶片或MT8816晶片。
可選地，所述切換耦合板至少設有兩塊。
可選地，所述第一電平轉換裝置、第二電平轉換裝置和第三電平轉換裝置均包括光電耦合器。
可選地，所述切換耦合板包括切換板和耦合板，所述切換板設有模擬開關晶片，所述耦合板設有所述第一電平轉換裝置、第二電平轉換裝置和第三電平轉換裝置。
可選地，所述切換耦合板包括切換板和耦合板，所述切換板設有模擬開關晶片，所述耦合板設有所述第一電平轉換裝置和第二電平轉換裝置。
可選地，所述PLC控制器和所述切換耦合板之間的信號通訊接口採用RJ45或RJ48乙太網接頭。
本實用新型的有益效果：
本實用新型基於PLC控制的舞臺設備切換系統，通過PLC控制單臺變頻驅動器能驅動多臺舞臺吊機，提高了舞臺設備切換系統的集成度，兼顧了設備可靠性、低成本的優點，單位體積較小的特點大幅減少了使用空間，使得設備的安裝方式更加靈活，同時也便於技術人員對切換設備的後期維護。
附圖說明
構成本申請的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用於解釋本實用新型，並不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中：
圖1是本實用新型實施例基於PLC控制的舞臺設備切換系統的系統架構圖。
附圖標記：
10、切換耦合板；20、PLC控制器；30、輸入接觸器；40、變頻器；50、驅動電機；60、輸出接觸器。
具體實施方式
下面將參考附圖並結合實施例來詳細說明本實用新型。需要說明的是，在不衝突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。
參照圖1，本實用新型實施例提供了一種基於PLC控制的舞臺設備切換系統，用於舞臺機械吊機切換，所述舞臺設備切換系統包括PLC控制器20和與所述PLC控制器20電連接的切換耦合板10，所述切換耦合板10包括具有M個信號輸入接口和N個信號輸出接口的模擬開關晶片，所述信號輸入接口電連接第一電平轉換裝置，所述第一電平轉換裝置通過輸入接觸器30組電連接變頻器40，所述信號輸出接口電連接第二電平轉換裝置，所述第二電平轉換裝置通過輸出接觸器60組電連接驅動電機50，所述切換耦合板10通過第三電平轉換裝置連接PLC控制器20。
本實用新型基於PLC控制的舞臺設備切換系統，通過PLC控制單臺變頻驅動器能驅動多臺舞臺吊機，提高了舞臺設備切換系統的集成度，兼顧了設備可靠性、低成本的優點，單位體積較小的特點大幅減少了使用空間，使得設備的安裝方式更加靈活，同時也便於技術人員對切換設備的後期維護。
更具體地講，模擬開關晶片設有AxB地址線，採用二進位計算，A個地址線對應選通M個信號輸出接口，B個地址線對應選通N個信號輸出接口。第三電平轉換裝置將PLC控制器20輸出的地址線信號電平由24V轉換為5V或3.3V後，該地址線信號傳導至模擬開關晶片，相應地，模擬開關晶片則選擇一個信號輸入接口和一個信號輸出接口連通，進而將相應變頻器40與相應的驅動電機50之間信號通道接通，該變頻器40即能通過PWM脈衝信號控制驅動電機50工作。其中，切換耦合板10上的5V或3.3V電平信號需要通過電平轉換裝置變為24V電平信號。因為變頻器40輸出的PWM脈衝信號，電流比較大，所以採用輸入接觸器30組和輸出接觸器60組來實現信號通道切換。
可選地，所述模擬開關晶片包括CD22M3494晶片或MT8816晶片。該晶片內置8x16＝124個開關門電路，已經廣泛用於城市交通視頻矩陣切換電路中，矩陣的規模可達到128x1024。本系統採用8片該晶片組成切換迴路，用於替代機械式繼電器切換迴路。
可選地，所述切換耦合板10至少設有兩塊。若信號輸入接口數量需求超過M個或信號輸出接口的數量需求超過N個，則可以通過設置多塊切換耦合板10。例如，單片CD22M3494隻能切換16路，所以若要實現對32臺吊機的切換則必須採用兩塊切換耦合板10。
可選地，所述第一電平轉換裝置、第二電平轉換裝置和第三電平轉換裝置均包括光電耦合器。光電耦合器不僅具有電平轉換，還具有電氣隔離的效果。
可選地，所述切換耦合板10包括切換板和耦合板，所述切換板設有模擬開關晶片，所述耦合板設有所述第一電平轉換裝置、第二電平轉換裝置和第三電平轉換裝置。總的來說，耦合板的作用就是把PLC控制器20的24V控制信號通過光電耦合到模擬開關晶片能接受的5V信號上，並把該模擬開關晶片的5V輸出信號耦合到PLC控制器20和接觸器能接受的24V控制信號上。本實施例將切換板和耦合板分開，使得本實施例在系統的布置更為靈活。
可選地，所述切換耦合板10包括切換板和耦合板，所述切換板設有模擬開關晶片，所述耦合板設有所述第一電平轉換裝置和第二電平轉換裝置。
可選地，所述PLC控制器20和所述切換耦合板10之間的信號通訊接口採用RJ45或RJ48乙太網接頭。本實施例的信號電纜採用10芯屏蔽乙太網線以減少信號電纜的使用量，同時可以做到快速接插線。
運用本實用新型優選實施例，以一個8變頻器40驅動50臺吊機的工程為例，切換系統可減少成本4萬元，電纜可減少成本約1萬元。節省安裝接線工時10個工作日。本系統的研發費用投資一般在2個工程即可收回。
實際控制方式如下：
將模擬晶片暫定為CD22M3494晶片，AX0-AX3為輸出接口選擇指令，AY0-AY2為輸出接口選擇指令，通過PLC控制器20選定切換系統中的第3個變頻器40來控制第14個舞臺吊機的驅動電機50時，只需要通過PLC控制器20輸出指令AX0＝0，AX1＝1，AX2＝1，AX3＝1；AY0＝1，AY1＝1，AY2＝0，CS＝1，DATA＝1，然後給一個Store上升沿信號即可，1為高電平，0為低電平。
以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，並不用於限制本實用新型，對於本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。