昆仑通态专题（二十）：舞台灯光控制系统的设计

01
实训目的
•1. 了解MCGS嵌入版组态软件的组态过程、操作方法和实现功能等。

•2. 学习使用MCGS嵌入版组态软件设计实现对舞台灯光控制系统的模拟控制。

•3. 熟悉MCGS嵌入版组态软件的动画制作、控制流程的设计、脚本程序的编写、数据对象的设计等多项组态操作。

02
实训设备

•计算机1台、MCGS嵌入版组态软件1套、TP717B型MCGS触摸屏1台、数据通信线2根、西门子S7-200 PLC 1台、V4.0 STEP 7 MicroWIN SP6软件1套。

03
工艺过程及控制要求
•1．用MCGS组态环境构成舞台灯光控制模拟系统。指示灯按音乐的规律显示状态。

•2．正确的编写脚本程序和定义数据对象。

•3．设置用户权限管理信息。

•4．设计、制作、走马灯的控制系统。

•5．走马灯的程序应用触摸屏控制西门子S7-200 PLC的Q0.0

到Q0.7的指示灯。

04画面设计与制作

•舞台灯光的控制应用越来越广泛的应用在开学典礼、国庆元 旦、歌手开的演唱会等各方面组织的加大活动都会用到舞台 灯光。舞台灯光的控制主要涉及到如何控制灯光的亮灭、闪 烁时间及灯光图案等诸多的控制问题，如何快捷、可靠、简 单地控制成为现在开发者考虑的重点。应为组态与PLC具有 通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编辑简单等特点，实现触摸屏与PLC相互控制的优势实训舞 台灯光的控制。

01工程框架结构

•本章实训内容分为2个工程文件进行制作的，1个工程文件为MCGS嵌入版组态软件设计舞台灯光控制系统，舞台灯光控制系统由1个用户窗口组成分别是：舞台灯光控制系统。舞 台灯光控制系统，由22个定时器控制实现完成的。并且使用用户窗口脚本程序来控制每个舞台指示灯的先后显示，来完成舞台灯光控制系统。1个工程文件为MCGS嵌入版组态软件的脚本程序设计1个走马灯演示窗口和1个倒计时窗口的工程文件。

02主控窗口

•走马灯的工程文件中用到了主控窗口，双击主控窗口栏中的主控窗口图标进入组态菜单中的运行环境菜单，主控窗口属性设置如图实训8-1所示。点击工具栏中的“新增菜单项”按 钮，2个新的菜单项添加在运行环境菜单中将默认菜单名改倒计时器和走马灯的名字。然后双击进入在“打开用户窗口” 前的方框中打上勾，选择相对应的用户窗口进行连接点击确定完成，具体操作如图实训8-2所示。





图实训8-1        主控窗口属性设置



图实训8-2        菜单属性设置窗口

03设备窗口

•设备窗口是MCGS嵌入版组态系统的重要组成部分，在设备窗口中建立系统与外部硬件设备的链接关系，使系统能够从外部设备读取数据并控制外部设备的工作状态，实现对工业过程的实时监控。设备窗口是连接和驱动外部设备的工作环境。脚本程序控制演示窗口模拟运行，走马灯工程文件与外部设备西门子27-200PLC的进行数据链接。具体连接方式如

图实训8-3所示。走马灯工程文件的输出变量与外部设备西门子27-200PLC的输出端口的打开设备编辑窗口，先删除全部通道，在添加设备通道如图实训8-4所示。添加完成设备通道后进行快速链接变量的操作如图实训8-5所示。变量连接后如图实训8-6所示。变量连接完成后点击确认退出，同时提出添加数据对象提示框如图实训8-7进行添加操作，退出设备编辑窗口。



图实训8-3        设备窗口属性设置       



实训8-4        添加设备通道窗口



图实训8-5        快速链接变量       



图实训8-6        变量连接完成提示框



图实训8-7        添加数据对象提示框

04用户窗口

•用户窗口组态工程的人机交互界面实训8共编辑三个用户窗口：舞台灯光演示窗口、倒计时器演示窗口和走马灯演示窗口如图实训8-8所示。其中舞台灯光演示窗口是一个单独的工程文件，倒计时器演示窗口和走马灯演示窗口是一个工程文件进行组态的。





05实时数据库

•数据对象是构成实时数据库的基本单元，建立实时数据库的过程也就是创建数据对象。定义数据对象包括：指定数据对象的名称、类型、初始值和数值范围。还要确定与数据变量存盘相关的参数，如存盘周期、存盘时间范围等。

•本章实训实现三个演示窗口的模拟运行，建立相对应的数据对象来进行控制。舞台灯光的工程文件中共建立31个当前值的开关型变量、31个复位条件的开关型变量、31个计时条件的开关型变量、31个计时状态的开关型变量、31个设定值的数值型变量、35个指示灯的开关型变量、35个底灯的开关型变量、2个控制方式变量。

•走马灯的工程文件中共建立32个当前值的开关型变量、32个复位条件的开关型变量、32个计时条件的开关型变量、32个计时状态的开关型变量、32个设定值的数值型变量、23个指示灯的开关型变量、10个数字的开关型变量、5个控制方式开关型变量。

06运行策略
•舞台灯光的工程文件的设计，用到了运行策略中的循环策略和其中的定时器模块。在循环策略中添加定时器，利用定时器定时的效果来控制开关型数据对象的置一和清零，所以在运行策略建立了31个定时器进行控制31个指示灯的工作。

•用户窗口属性中的循环脚本窗口编写控制灯光的流程实现最终的显示效果如图实训8-9所示。







07演示窗口的组成
•（1）计数器演示窗口。

•该主要实现模拟计数器的计数，利用MCGS嵌入版组态软件的组态环境应用可见度特性进行制作的。首先创建0-9数字的位图、两张“新年快乐” 和一张“2020”字样的图片，每张图片都定义可见度特性，创建启动按钮计数器演示窗口中用到的图片和按钮，需要在实时数据库照片那个定义相对应的数据对象来跟其意义对用的链接。计数器演示窗口中需要用到循环策略中的定时器来控制各个数字之间的跳转，所以在定义好各个数字和图片后需要定义的就是定时器中的各个变量。定时器中包括以下五个变量：设定值、当前值、计时条件、复位条件和计时状态。在本窗口中需要用到10个定时器来实现计数器模拟的实现，如图实训8-10所示。

•（2）舞台灯光演示窗口。

•舞台灯光演示窗口以一张舞台背景图片为背景，分别在舞台的两侧与顶 端放置9盏灯，在舞台底部放置9个底灯投影。投影与灯是一一对应的关 系，一盏灯亮了对应的就有一个投影亮。灯与投影都设置可见度属性， 变量置1可见，也就是“亮”反之清0则不可见。舞台灯光演示窗口中用到了一个启动按钮，9盏挂灯和气对应的9个照射在舞台上的灯隐，故要创建“灯1”-“灯9”、“底灯1”-“底灯9”和启动这 19个变量与挂灯对应的链接起来。舞台灯光窗口也是用定时器来实现舞台灯光之间的跳转达到舞台灯光模拟闪烁的效果，舞台灯光界面如图实训8-11所示。



图实训8-10        舞台灯光演示窗口界面       



图实训8-11        走马灯演示窗口界面

•（3）走马灯演示窗口。

•在走马灯工程文件该创建窗口，添加一张背景图片和24个圆角矩形将底色改成红色，定义其可见度属性，定义数据变  量，与24盏“灯”对应连接。然后再将圆角矩形两两重叠，分成两排。每排6个整齐的排列成两排，然后添加一个情动按 钮放在窗口的右下角。在走马灯演示窗口中创建了24个圆角矩形来代替24个小灯，利用这24个圆角矩形的可见度来实现走马灯的效果。首先定义了24个小灯的开关型变量和一个启动键的开关变量，在创建了定时器的变量分别为：设定值、当前值、计时条件。复位条件和计时状态是在运行策略中添加了23个循环策略，分别在这23个循环策略中添加了定时器。利用定时器的功能来控制走马灯模拟演示窗口中每盏灯之间  的跳转，用脚本语句if……then语句来关联各个数据对象。

当启动按钮置1时，灯1点亮，当灯1亮时，计时条件置1，给 设定值赋值，当前值等于设定值的时候则灯2亮灯1灭，计时 条件清零，复位条件置使定时器复位，然后再复位条件清零。以此类推使走马灯按设定的方法跳转。演示窗口如图实训8-12所示。



图实训8-12        走马灯演示窗口

08脚本程序
•实训8建立了三个演示窗口，每个演示窗口均采用定时器来

控制变量与变量之间的跳转与变化。舞台灯光演示的窗口中定义了9盏灯和9个地面投影分别为：灯1、灯2、灯3、灯4、灯5、灯6、灯7灯8、灯9和底灯1、底灯2、底灯3、底灯4、底灯5、底灯6、底灯7、底灯8、底灯9。利用脚本语句中的if……then语句来编写脚本程序，利用If……Then语句制作定时器。使第一个灯亮以后定时器开始计时并且设定变量设定值的大小，当变量当前值等于变量设定值的时候计时状态置1，当计时状态置1的这时候第一盏灯熄灭，第二盏灯亮。以此类推使灯能在脚本程序的控制下，能有规律的依次亮暗实现模拟舞台的演示。

•（1）计数器演示窗口脚本程序。



（2）舞台灯光演示窗口脚本程序。



（3）走马灯演示窗口脚本程序。





09工程完工综合测试
•最后测试工程各部分的工作情况，完成整个工程的组态工作。打开下载配置窗口，选择“模拟运行”，点击“通信测试”，测试通信是否正常。如果通信成功，在返回信息框中将提示“通信测试正常”，同时弹出模拟运行环境窗口在任务栏中显示。如果通信失败将在返回信息框中提示“通信测试失败”。

点击“工程下载”，将工程下载到模拟运行环境中。如果工程正常下载，将提示：“工程下载成功！”。成功后与触摸屏进行连机运行点击“启动运行”，模拟运行环境启动。模拟环境即可看到工程正在运行，实现了舞台灯光控制系统的功能。

•点击下载配置中的“停止运行”按钮，或者模拟运行环境窗口中的停止按钮，工程停止运行；点击模拟运行环境窗口中的关闭按钮使窗口关闭。下载过程图如图实训8-13所示。



图实训8-13        下载配置窗口

010整体画面
•按照以上9个步骤利用MCGS组态软件完成的舞台灯光控制

系统设计总图。舞台灯光控制系统设计的主画面图如图实训8-14所示



图实训8-14        舞台灯光控制系统设计的主画面图
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