一种适用于舞台吊杆分布式控制的从站装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种适用于舞台吊杆分布式控制的从站装置，涉及舞台设备控制技术领域；包括中央微处理器、网络通信模块、电机控制模块、称重模块、开关量输入与输出模块、脉冲信号输入模块、模拟量信号输入模块；中央微处理器采用单片机；网络通信模块与远程设备进行全双工通信并实现组网；电机控制模块通过总线与变频器或驱动器模块相连；称重模块对吊杆上的载重进行实时数据采集；所述的开关量输入与输出模块用于对设备的控制输出以及设备状态信息的输入；脉冲信号输入模块用于接收外部脉冲信号；模拟量信号输入模块用于对外部模拟量的信号输入；本实用新型专利技术操作方便、实时性强，安全性能高，联网方便、保证操作的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于舞台吊杆分布式控制的从站装置
本技术属于舞台设备控制
，具体涉及一种适用于舞台吊杆分布式控制的从站装置。
技术介绍
随着经济的快速发展，人民生活水平的不断提高，观众对文化艺术的要求也不断增长，这也促使了舞台机械控制技术的迅猛发展。作为舞台机械的重要组成部分，舞台吊杆在表演中大量使用，不仅丰富了舞台表演的多样性，而且增强了舞台表演的艺术性。由于我国舞台吊杆控制技术起步晚，技术相对落后，诸如平稳性能差、同步效果不好等问题影响着舞台吊杆在表演中的演出效果。国外的舞台吊杆控制系统性能优越，但价格昂贵。正是针对当前国内舞台吊杆控制技术行业存在的问题，旨在开发出能适应现代舞台发展需要的、满足舞台表演要求的、性能稳定可靠的舞台吊杆控制系统同时要满足多元控制方便，并且有较好的经济适用性。
技术实现思路
为解决现有的舞台吊杆实时性不高，可靠性不高、电机运行平稳性能差、吊杆同步效果不好以及控制方式单一的问题；本技术的目的在于提供一种适用于舞台吊杆分布式控制的从站装置。本技术的一种适用于舞台吊杆分布式控制的从站装置，包括中央微处理器、网络通信模块、电机控制模块、称重模块、开关量输入与输出模块、脉冲信号输入模块、模拟信号输入模块；所述的中央微处理器采用单片机；所述的网络通信模块，与远程设备进行全双工通信并实现组网；所述的电机控制模块，通过总线与变频器或驱动器模块相连，控制交流异步电机、直流无刷电机或伺服电机；所述的称重模块，对吊杆上的载重进行实时数据采集；所述的开关量输入与输出模块，用于对设备的控制输出以及设备状态信息的输入；所述的脉冲信号输入模块，用于接收外部脉冲信号；所述的模拟信号输入模块，用于对外部模拟量的信号输入。作为优选，所述的中央微处理器采用8/16/32/64位微处理器。作为优选，所述的网络通信模块的接口具有RS485总线、CAN总线和ETHERNET总线三种；与网络设备、网关设备、监控中心主控设备进行通信，进一步数据通道可采用加密的通讯协议确保通信的安全性，进一步监控中心可将数据发送给云端服务器，以便智能手机、平板电脑、电脑通过相应权限访问云端服务器对相应吊杆进行操作，总线协议采用TCP/IP、CAN、MODBUS、MQTT、OPCUA。作为优选，所述的电机控制模块内的微处理器通过RS485、CAN总线与变频器或驱动器相连，可以控制交流异步电机、无刷直流电机和伺服电机；总线协议采用MODBUSTCP、MUDBUSRTU、CAN。作为优选，所述的称重模块，微处理器通过RS485、CAN、RS232总线和称重传感器连接，实时测量吊杆的总重量；总线协议采用MODBUSTCP、MUDBUSRTU。作为优选，所述的脉冲信号输入模块可接入包括增量式和绝对式两种类型的传感器，用于测量吊杆运动速度、方向和吊杆高度。作为优选，所述的开关量输入与输出信号模块，主要包括吊杆的上限位开关信号、下限位开关信号、上限位减速开关信号、下限位减速开关信号、松绳故障、冲顶故障信号，DIP开关信号。开关量信号输出包括控制电磁阀的抱闸或松闸、控制多路220V/380V交流或直流接触器。输入和输出信号符合TTL或CMOS电平标准。作为优选，所述的模拟信号输入模块，用于测量环境温度、湿度，模拟信号输出的称重传感器的数据采集、系统运行电压。模拟信号输入满足0-5V、0-10V或0mA-20mA信号标准。与现有技术相比，本技术的有益效果为：一、操作方便、实时性强，安全性能高，联网方便、保证操作的安全性；二、同时电机运行稳定，可靠性高，同时吊杆同步效果高，控制方式多样化。附图说明为了易于说明，本技术由下述的具体实施及附图作以详细描述。图1为本技术的总功能模块框架图；图2为本技术的详细功能架构图；图3为本技术的组网拓扑图。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本技术。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本技术的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本技术的概念。在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本技术，在附图中仅仅示出了与根据本技术的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本技术关系不大的其他细节。如图1所示，本实施例由中央微处理器41、网络通信模块42、称重模块43、电机控制模块44、开关量输出控制信号模块45、开关量输入信号模块46、光电编码器信号输入模块47、模拟信号输入模块48组成。如图3所示，本技术实施例的网络拓扑架构由监控中心控制主机21、现场总线网络25和控制从站22、23、24构成。现场总线网络25采用实时性强的现场总线，可优先选用RS485、CAN、MODBUS、ETHERCAT、PROFINET、PROFIBUS、TSN。如图2所示，是本实施例对图3更进一步地详细说明，本实施例从站功能包括以下子功能模块：中央微处理器模块31、网络通信模块32、开关量输入模块33、开关量控制输出模块34、电机控制模块35、称重模块36、光电编码器输入模块37、AD采样输入模块38、手动控制柄插入信号39和DIP开关地址拨码器40，这10个子功能模块是舞台吊杆分布式控制的从站装置不可或缺的组成部分。如图2所示，本实施例的中央微处理器模块31，采用STM32F系列32位互联型的为处理器，是从站的核心部件，处理器片上FLASH不低于256K，工作温度范围-40°至+85°，其它9个子功能模块即网络通信模块32、称重模块36、电机控制模块35、开关量控制输出模块34、手动控制柄插入信号39、开关量输入模块33、光电编码器输入模块37、AD采样输入模块38和DIP开关地址拨码器40与本模块31相连接，主要用于计算、信号输入与处理、输出控制、通信与数据存储。如图2所示，本实施例的网络通信模块32，提供RS485、CAN和ETHERNET三种网络通信总线，为分布式控制提供组网接口，满足不同应用场景需求，网络连接介质采用双绞线、光纤、同轴电缆，可大大提高系统的抗干扰性能，与网络设备、网关设备、监控中心主控设备进行通信，进一步数据通道可采用加密的通讯协议确保通信的安全性，进一步监控中心可将数据发送给云端服务器，以便智能手机、平板电脑、电脑通过相应权限访问云端服务器对相应吊杆进行操作。通信协议可采用MODBUSTCP、MODBUSRTU、CAN、OPCUA、ETHERCAT、TSN。如图2所示，本实施例的称重模块36，采用RS485通信总线与中央微处理器模块31连接，实时采集吊杆上的载重数据；若吊杆上的灯具设备安装太多而超重带来安全隐患，需对载重进行实时测量并将数据上传主控中心，确保设备载重在安全限制范围以内。如图2所示，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于舞台吊杆分布式控制的从站装置，其特征在于：包括中央微处理器、网络通信模块、电机控制模块、称重模块、开关量输入与输出模块、脉冲信号输入模块、模拟信号输入模块；/n所述的中央微处理器采用单片机；/n所述的网络通信模块，与远程设备进行全双工通信并实现组网；/n所述的电机控制模块，通过总线与变频器或驱动器模块相连，控制交流异步电机、直流无刷电机或伺服电机；/n所述的称重模块，对吊杆上的载重进行实时数据采集；/n所述的开关量输入与输出模块，用于对设备的控制输出以及设备状态信息的输入；/n所述的脉冲信号输入模块，用于接收外部脉冲信号；/n所述的模拟信号输入模块，用于对外部模拟量的信号输入。/n

【技术特征摘要】
1.一种适用于舞台吊杆分布式控制的从站装置，其特征在于：包括中央微处理器、网络通信模块、电机控制模块、称重模块、开关量输入与输出模块、脉冲信号输入模块、模拟信号输入模块；
所述的中央微处理器采用单片机；
所述的网络通信模块，与远程设备进行全双工通信并实现组网；
所述的电机控制模块，通过总线与变频器或驱动器模块相连，控制交流异步电机、直流无刷电机或伺服电机；
所述的称重模块，对吊杆上的载重进行实时数据采集；
所述的开关量输入与输出模块，用于对设备的控制输出以及设备状态信息的输入；
所述的脉冲信号输入模块，用于接收外部脉冲信号；
所述的模拟信号输入模块，用于对外部模拟量的信号输入。


2.根据权利要求1所述的一种适用于舞台吊杆分布式控制的从站装置，其特征在于：所述的中央微处理器采用8/16/32/64位微处理器。


3.根据权利要求1所述的一种适用于舞台吊杆分布式控制的从站装置，其特征在于：所述的网络通信模块的接口具有RS485总线、CAN总线和ETHERNET总线三种。


4.根据权利要求1所述的一种适用于舞台吊杆分布式控制的从站装置，其特征在于：所述的电机控制模块、微处理器通过RS485、CAN总线与...

【专利技术属性】
技术研发人员：江中鸿，汪海兵，胡云云，杨劲松，李名双，李洋，王欢，李建新，丰浪，
申请(专利权)人：湖北光影空间系统工程有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42