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1、2015届届 分 类 号： TM923单位代码：10452毕业论文（设计）教授花园教授花园 PLC 照明控制系统的设计照明控制系统的设计姓 名 刘俊良刘俊良 学 号 201105820439 年 级 2011 专 业 电气工程及其自动化电气工程及其自动化 系 （院） 汽车学院汽车学院 指导教师 王君普王君普 2015 年 4 月 24 日摘摘 要要在日益发展的当下，数字技术和网络技术都得到相当大的提升，公共区域照明数字化和网络化这种趋势已不能阻挡。降低能源浪费、美化环境、延长灯具的使用寿命、照明管理水平更为有效化和人性化等，如今已经变成对公共照明最基本的要求。本文主要介绍了 PLC 在教授花园
2、小区照明中的应用。通过可编程逻辑控制器（PLC）对教授花园小区道路、景观灯、活动区照明进行控制，采用分时分段控制，在结合当今技术已经成熟的自然光感应开光技术来完成对照明系统的智能控制，克服了灯具开启时间不合理、灯具寿命缩短和电能的浪费等问题。关键词：关键词：PLC；光感应开光；智能控制AbstractGrowing at the moment, digital technology and network technology had pretty much improvement, public area lighting digitization and networking has be
3、en unable to stop this trend. Reduce energy waste, landscaping, extend lamp life, lighting management more effective and humane, etc., has now become a basic requirement for public lighting.This paper describes the application of PLC in the Garden District professor of lighting. By a programmable lo
4、gic controller (PLC) Professor garden district roads, landscape, activity area lighting control, the use of time-sharing segment control, combined with todays technology has matured in natural light sensing technology to complete the opening of intelligent control systems for lighting to overcome th
5、e uneven illumination across the lights,can not point lighting and energy waste and other issues.Key words: PLC;Light sensor opening; Intelligent control目 录1 绪论绪论.11.1 智能照明控制技术的研究现状.11.2 PLC 在现代照明控制中的应用41.3 设计背景.41.4 设计的主要内容.52 PLC 的工作原理的工作原理52.1 PLC 的简介52.2 PLC 的编程语言52.3 PLC 的结构62.4 PLC 的工作原理73 小区照
6、明控制系统设计方案小区照明控制系统设计方案.83.1 方案论证.83.2 设计方案及结构框图.94 小区照明控制系统的硬件设计小区照明控制系统的硬件设计.104.1 PLC 的选择104.2 照明灯具与接触器的选择.114.3 光控感应开关.124.4 基于 PLC 的硬件接线图的设计.135 小区照明控制系统程序设计小区照明控制系统程序设计.155.1 GXDeveloper 编程软件介绍.155.2 控制系统的梯形图程序.16结论结论19参考文献参考文献20谢谢 辞辞211 绪论1.1 智能照明控制技术的研究现状1.1.1 照明的控制方式照明的控制方式人类需要照明的重要性一目了然，但是目前
7、人类面临更大困难是日益渐少的能源， 以及发电和生产过程中产生对环境的破坏，使用合适照明控制方式显得极为重要。利用恰当的照明控制，是节约能源，保护环境的强有力措施。跷板开关控制。门上的翘板开关的设置，适用于占地面大、照明灯多的居室。通过使用双联、三联、多联开关控制。空气开关控制。空气开关控制，在其本质上，与摇杆开关控制相同，主要用于室外环境，例如停车场、大教室、街道照明、公共活动区照明等更大数目的照明。定时开关、声光控开关等节能型开关控制。在公共区域加适量使用红外运动检测光控开关，通过红外线探测控制。声控开关是通过传感器将声音信号转化为电信号，然后来控制灯光的开启手动遥控控制。通过使用红外线遥控
8、器，使得多个区域内的灯具，能在正常情况下，实行手动控制。动静探测控制。在场所和楼宇之中，可以通过是否有人走动来达到灯具的控制。还可以加上调光和动静探测模块达到灯具的开关控制。恒照度控制。照明场所的开关是通过调光模块以及亮度检测元件来实现，使得场景的照明强度不会由自然光以及其他外在因素影响，始终维持恒定值。1.1.2 现代照明控制技术现代照明控制技术现代照明的控制方式最为常见的是开关控制和调光控制两种方式，实际上开关控制是调光控制的极端，它实现的灯具全灭和全亮，这样看来开关控制与调光的控制有相同之处。而调光控制具有很多优点，灯具的亮度可以由调光控制决定，可节约电能。其限制电压的技术可以使灯具避免
9、电压冲击，可以使灯具的寿命达到延长。根据常见发光的原理，照明灯具光源最常见的为气体放电光源。另外热辐射光源也是在日常生活中较为常见的光源。对于气体放电光源，仅需要修改加在光源上的电压，以改变输出的光照量；而热辐射光源的调光控制不是这么简单，不是简单地通过控制电源电压的调光。因为这样的光源具有电子镇流器，控制电子镇流器的电压的频率和电压的振幅来调整光源的亮度。在各种类型的微处理器控制的发展，越来越多的微处理器已投身于现代照明控制。目前，很多场合都是利用微处理器调节正弦波电压来调节光的强度。最初的剧场的舞台灯光调光是利用可变电阻来实现的，这种传统的照明控制技术，使操作控制显得极为繁琐。早在 196
10、4 年英国开始 SCR 调节光照，这是在对调光的一大突破，本身 SCR 体积小，也易于控制，目前为止也被很多厂商使用。后来为了处理关于含有容抗的照明灯的调节照度的问题，便使用的 MOS 晶体管沿着相位控制调光的调光器，该种调光器的电压下降时间可以通过修改相应电路增加，从而减少了电磁干扰和噪音。但是，以往的两相的方式调光总是不能解决正弦波被破坏，并产生了高次谐波的干扰的问题，并且由于跨越正弦电流的分阶段工作以及装置的循环控制，从而降低能量使用效率。邦奇电子公司已掌握新的调光方法，该种方法通过正弦电压调节，并且在功能上等同的输出电压可被调节为 RMS 变压器输出电压的波形，对电网不造成影响，转换效
11、率高。这样可使各种类型的照明灯具可以调整。正弦波调光装置在采用脉冲宽度调制（PWM）中，通过调节频率来改变其输出。这样能使输出功率得到相应变化，使得调光的效率得到提升，电流控制的误差也大大减小。可调光电子镇流器减少了 LED 的光输出，同时保持控制器能够有效地工作，并提供了相对稳定的颜色输出。1.1.3 现代照明系统控制技术现代照明系统控制技术当今照明控制系统往往把节能效果放在首要位置。通过照明控制，延迟照明灯具寿命，减少工人维护，提高照明效率，还可实现各种照明效果。（1）传统照明控制系统常见的传统照明系统可主要为普通点灯照明。比如在照明输送电路回路中，设置开关器件关闭，以此来达到开关控制的目
12、的；同时可利用限制部件手动控制照明输送电路，来调节所述分配电路电气参数，用以实现调节光照强度的控制。传统的照明控制方式的特点有，功能简单、简洁和成本低。但在使用中，开关控制器的数量多，灯具电路布线的复杂性增加，电源线的需求少；除此之外，使用机械开关来实现电源的接通，系统一旦固定将不能修改，系统的扩展和维护都较为困难。（2）自动照明控制系统照明技术的迅速发展，一些建筑物结构的布局也时刻发生变化。照明控制为了适应和满足当前发展，假若继续采用以前的传统照明控制方式，它只能被放置各种机械开关，不漂亮，也较为繁琐。随着电子技术的飞速发展，照明控制的方式已实现自动控制，采用数字电子技术来实现各种灯具的控制
13、。通常是由控制中心发出指令，通过然后数字电子技术来控制电路中接触器闭合，便可实现照明灯的开关控制。采用自动照明控制技术，解决了控制不集中的问题。另外在控制的方式和灯具点亮的时间选择上，自动化的程度也大为提高。然而，由于对 DDC 系统所具有的技术特性，让 该系统也具有缺陷：照明灯具的调光控制不能实现，也难以实现；预设的照明场景和场景管理功能也存在许多不足。（3）智能照明控制系统现代的智能照明控制系统是通过使用微型的现代计算机技术，并通过该技术主动收集各种信息，收集后的信息将被进行对应的逻辑处理，判断、运行、显示、输送和反馈调节控制等其他的特定形式处理，以便其结果能达到最满意的状态。目前 DSC
14、 的分线技术使用，在照明控制系统中最为常见，具有结构化递进式控制的特点。智能照明技术已经可以随处可见，它的应用也越来越普遍，与智能照明技术相关的产品的需求量也会增多，另外一些厂商开始着手设计新的照明网络的新型系统架构，用来满足某些特定场景的标准。现有的智能照明控制标准，可以根据其本身的发展背景进行分类。在智能家居协议中，其灯光的控制更多的依赖于建筑设备管理系统。以下是一些最为常见的协议。(1) X-10X-10 是国际协议的电力线载波，其信号频率 120 赫兹到 60 赫兹（我国为 50Hz），发射机将是一系列的 X-10 信号（操作码和地址码）播出并发送到网络，则该网络中的每个接收器可以接收
15、的 X-10 信号，第一步是识别地址代码，如果地址码后面的操作码匹配，则该信号将被执行。电线将电能输送到各种电器设备，与此同时将照明灯具，控制设备连接成了网络。X-10 是世界上最早，最简单的家庭自动化网络系统。这种协议能合理的将电线上的电能资源分配，另外排除了其他电流电线在电能上的分配效果。这样能使开槽线的成本会显著下降，这是 X-10 系统较为明显的特点。智能家居的发展也有近二十年左右，X-10 系统无疑成为最受欢迎的系统，对其照明灯具的控制为其最明显的一面。(2) CEBusCEBus 是消费电子总线的简称，其发展可以追溯到 1984 年，到 1992 年，所有的CEBus 的规格标准得
16、以解释。特别是电源线，通过利用现有的家庭布线的优点，不需要额外的布线，这使得对现有的房屋改造它很极为方便，另外不同的传输设备可以满足电器接收不同的通信信息。CEBus 在对了以往 X-10 的缺陷都进行了完善，CEBus 的物质层能确定全部输送介质，且寻址能力得到不小提升。(3) EIBEIB 是欧洲的安装总线简称，早在 1992 年，欧洲最大的电气制造商制定了 EIB 协议标准。EIB 虽出现在公众的视野比较晚，但它的发展却毫不逊色，全球已经有 110 多家厂商。和 CEBus 同样，EIB 网络是一个完全分布式的对等网络。网络上的每个设备都具有同等的地位。EIB 每个域名最多可以有 15 个域（区），每个域最多可以有 15 条线路，并在每行线路可容纳多达 255 个设备。EIB 组件由元件模块构成，传感器和致动器被分为两种类
