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1、毕 业 设 计 (论 文)专 业 班 级 学生姓名 学 号 课 题 基于PLC的建筑设备自动控制系统设计 照明控制系统设计 指导教师 摘 要大学的电能消耗中，照明用电占有绝大部分，其中教室的照明容量大、工作时间长，且常常采用手动的控制方法，造成了浪费。因此针对学生的生活学习规律对教室的照明进行了PLC智能控制。本论文阐述了某教室的照明控制系统的设计思路、系统方案的选定、设备的选型、控制程序的编制与调试等等。采用了PLC智能控制，系统稳定可靠完全满足教室的照明要求；根据PLC控制原理对其进行I/0分配和绘制照明系统流程图及编写教室照明智能控制系统梯形图控制程序。最后经过模拟仿真运行能够实现教室内
2、的智能化照明。最终使灯具的使用寿命也有所提高,系统稳定可靠，完全满足了教室的照明要求，达到了预想的结果。关键词：PLC，节能，西门子STEP7-300，智能控制Abstract At the university of power consumption, lighting electricity possession for the most part, The classroom lighting of large capacity, long working hours, and often use manual control method, caused the waste. The
3、 students for life of learning rule PLC intelligent control of the classroom lighting. This paper expounds some classroom lighting control system design, selection of system scheme, equipment type selection, control program compiling and debugging and so on. adopted PLC intelligent control system is
4、 stable and reliable completely satisfy the requirement of the classroom lighting; According to the principle of PLC control on the I/0 distribution and mapping lighting system flow chart and ladder diagram writing classroom light intelligent control system control program. Finally through the simul
5、ation operation can be achieved within the classroom intelligent lighting. Eventually make it also improved the service life of lamps and lanterns, the system is stable and reliable, completely satisfying the requirements of the classroom lighting, to achieve the desired results.Keywords: PLC, energ
6、y saving, SiemensSTEP7-300, intelligent control目 录摘 要IABSTRACTII1绪论12 PLC简介22.1 PLC定义和分类22.2 PLC的特点32.3 PLC的结构42.3.1主机42.3.2输入/输出（I/O）接口42.3.3电源52.3.4编程器52.3.5输入/输出扩展单元52.3.6外部设备接口52.4 可编程控制器的性能指标53.设计的主要内容和要求63.1主要内容63.2技术要求63.3 PLC工作原理74 智能照明的总体方案设计74.1照明系统的功能需求分析85 硬件设计95.1选择PLC类型95.2 PLC外部连线图105
7、.3 光照传感器115.4红外探测器116 PLC软件设计126.1 PLC的编程原件126.2 PLC的编程语言136.3 程序流程图146.4 STEP7 300简介146.5 输入输出编址156.6梯形图程序设计167. 程序调试与仿真17结束语21致谢22参考文献23II基于PLC的建筑设备自动控制系统设计某教室的PLC照明控制设计1绪论1.1课题的背景及意义 新校园的建设要适应网络时代的发展，应引入智能化的概念在传统的楼宇自控中，一般只包括了综合布线，计算机网络、安防、消防、闭路监控等子系统。但是几年来，随着科技的进步，人们对照明灯具节能和科学化管理提出了更高的要求，使得照明控制在智
8、能化领域的地位越来越重要。而在新校区的建设热潮中，各大高校和他们的建设者也应意识到智能照明的重要性。相对商业楼而言，校园里的大功率动力和制冷设备比重较少，照明灯具则相对比重较多。使用照明控制系统，更能体现其在节能与管理方面的优势，提高学校的科学管理水平。 我国智能化照明技术的应用还不广泛,大多数校园仍然使用传统的照明控制方式。因此完善校园路灯智能化监控建设，进一步扩大监控系统点位，自动实时监控和远程控制校园照明设施的开关灯，合理控制道路照明和景观灯的运行和停止具有重要的现实意义。但是我国智能化照明技术的应用还不广泛,大多数校园仍然使用传统的照明控制方式。 本次设计课题结构特点明确，涵概面广。在
9、整个设计过程中，我得到了毕业设计指导老师孜孜不倦的指导，也深切体会到科学严谨的设计思想。由于本人设计经验有限，不妥和错误之处，恳请各位老师指正。1.2 PLC在国内外的研究情况可编程控制器是六十年代发展起来的一种自动控制装置是一种嵌入式的工控机，它以顺序控制为主回路调节为辅能完成逻辑判断、定时、计数、记忆和算术运算功能既能进行开关量控制又能进行模拟量控制还具有通信功能。针对节约电能、保护全球环境的可持续发展的要求，美国环保署于1991年1月提出“绿色照明”概念，引起了其他国家的重视。我国也于1993年11月启动“中国绿色照明工程”，并于1996年正式列入国家计划。但是我国智能化照明技术的应用还
10、不广泛,大多数校园仍然使用传统的照明控制方式。因此完善智能化监控建设，进一步扩大监控系统点位，自动实时监控和远程控制照明设施的开关灯，合理控制道路照明和景观灯的运行和停止具有重要的现实意义。可以预期到，PLC将来在我国会有更广阔的发展空间。2 PLC简介2.1 PLC定义和分类 可编程控制器简称PLC（Programmable Logic Controller）是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。 PLC
11、按产地分，可分为日系、欧美、韩台、大陆等。其中日系具有代表性的为三菱、欧姆龙、松下、光洋等；欧美系列具有代表性的为西门子、A-B、通用电气、德州仪表等；韩台系列具有代表性的为LG、台达等；大陆系列具有代表性的为合利时、浙江中控等； 按点数分，可分为大型机、中型机及小型机等。大型机一般I/O点数2048点；具有多CPU，16位/32位处理器，用户存储器容量816K，具有代表性的为西门子S7400系列、通用公司的GE系列等；中型机一般I/O点数为2562048点；单/双CPU，用户存储器容量28K，具有代表性的为西门子S7300系列、三菱Q系列等；小型机一般I/O点数256点，单CPU，8位或16
12、位处理器，用户存储器容量4K字以下，具有代表性的为西门子S7-200系列、三菱FX系列等； 按结构分，可分为整体式和模块式。整体式PLC是将电源、CPU、I/O接口等部件都集中装在一个机箱内，具有结构紧凑、体积小、价格低的特点；小型PLC一般采用这种整体式结构。 模块式PLC由不同I/O点数的基本单元（又称主机）和扩展单元组成。基本单元内有CPU、I/O接口、与I/O扩展单元相连的扩展口，以及与编程器或EPROM写入器相连的接口等；扩展单元内只有I/O和电源等，没有CPU；基本单元和扩展单元之间一般用扁平电缆连接； 整体式PLC一般还可配备特殊功能单元，如模拟量单元、位置控制单元等，使其功能得
13、以扩展。这种模块式PLC的特点是配置灵活，可根据需要选配不同规模的系统，而且装配方便，便于扩展和维修。大、中型PLC一般采用模块式结构。还有一些PLC将整体式和模块式的特点结合起来，构成所谓叠装式PLC。按功能分，可分为低档、中档、高档三类。低档PLC 具有逻辑运算、定时、计数、移位以及自诊断、监控等基本功能；还可有少量模拟量输入/输出、算术运算、数据传送和比较、通信等功能；主要用于逻辑控制、顺序控制或少量模拟量控制的单机控制系统。中档PLC除具有低档PLC的功能外，还具有较强的模拟量输入/输出、算术运算、数据传送和比较、数制转换、远程I/O、子程序、通信联网等功能；有些还可增设中断控制、PI
14、D控制等功能，适用于复杂控制系统。高档PLC除具有中档机的功能外，还增加了带符号算术运算、矩阵运算、位逻辑运算、平方根运算及其它特殊功能函数的运算、制表及表格传送功能等；高档PLC机具有更强的通信联网功能，可用于大规模过程控制或构成分布式网络控制系统，实现工厂自动化。2.2 PLC的特点（1）可靠性高，抗干扰能力强高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气
15、接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。（2）配套齐全，功能完善，适用性强PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组
