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1、南 阳 理 工 学 院 本科生毕业设计（论文）学院（系）： 电子与电气工程学院 专 业： 电气工程及其自动化 学 生： 胡 金 召 指导教师： 卢 峥 完成日期 2012 年 5 月南阳理工学院本科生毕业设计（论文）基于PLC的校园照明智能控制系统设计Intelligent Control of Campus Lighting Based on Programmable Logical Controller总 计： 27 页表 格： 2 个插 图： 15 幅南 阳 理 工 学 院 本 科 毕 业 设 计（论文）基于PLC的校园照明智能控制系统设计Intelligent Control of C
2、ampus Lighting Based on Programmable Logical Controller学 院（系）： 电子与电气工程学院 专 业： 电气工程及其自动化 学 生 姓 名： 胡 金 召 学 号： 104091120032 指 导 教 师（职称）： 卢峥（讲师） 评 阅 教 师： 完 成 日 期： 南阳理工学院Nan yang Institute of Technology基于PLC的校园照明智能控制系统设计基于PLC的校园照明智能控制系统设计电气工程及其自动化胡金召摘 要目前，大多数校园照明系统仍然使用人工控制，其缺点是控制复杂、修理困难、容易发生误动作。针对这种情况，本设
3、计使用西门子S7-200PLC代替传统的人工控制校园照明系统。采用了PLC智能控制，系统稳定可靠，完全满足学校的照明要求，校园照明系统主要有道路控制输出信号、景观灯输出信号、公共绿地输出信号，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校园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，能够实现当设备发生故障或出现某些不正常运行情况时，由自动控制变换人工控制，在排除故障后再次实现自动控制满足照明智能控制系统的要求。关键词照明系统；西门子S7-200；输出信号；智能控制Intelligent Control of Campus Lighting Based onProgr
4、ammable Logical ControllerElectrical Engineering And Automation SpecialtyHU Jin-zhaoAbstract: At present the illumination system of the majority of our campus is still using the traditional manual control system, whose disadvantages are complex control, difficult to repair, prone to malfunction. For
5、 this situation, this paper uses the Siemens S7-200 and designs the system to control the campus lighting system instead of traditional artificial control，Programmable Logical Controller intelligent control system was adopted on the new campus, the control system is reliable enough to meet the requi
6、rement of campus lighting, The system mainly includes incident the output signal of the road、the decorative lights and the green fields. Which composes the I/0 allocation tables and flowing diagram and the ladder diagram control programs of the illumination system of the campus. Through the simulati
7、on, it is able to turn to manual control from the automatic system when the facilities generate the phenomenon of the malfunction and abnormal,the automatic system turn on after people to find and orderly deal with the malfunction ,and fulfills the requirements of the system of the intelligent contr
8、ol.Key words: The illumination system; Siemens S7-200; the output signal; intelligent control目 录1 引 言31.1 选题背景和意义31.2 PLC在国内外的发展状况21.3 设计的主要内容及技术要求21.3.1 主要内容21.3.2 具体技术要求22 智能照明控制系统总体方案设计32.1 照明系统的功能需求分析32.2 系统设计的基本步骤及功能组成32.2.1 智能照明控制系统设计过程简述32.2.2 智能照明控制系统设计基本步骤和方法42.2.3 智能照明控制系统设计的功能组成43 硬件设计53.
9、1 线路结构设计53.1.1 控制线路设计53.1.2 控制器件的选型63.2 PLC的设计73.2.1 PLC在控制系统中的要求73.2.2 PLC选型83.2.3 S7-200系列PLC93.2.4 I/O地址分配94.软件设计104.1 程序流程104.2 STEP7-Micro/WIN V4.0编程软件114.2.1 STEP7-Micro/WIN V4.0编程软件主界面及基本组成124.2.2 梯形图的编写124.2.3 时钟设置及读写134.3 系统的控制程序154.3.1 分时控制方案154.3.2 分时智能控制程序编制154.3.3 三时段控制程序154.3.4 季节自动选择程
10、序165 控制程序的调试与仿真165.1 程序调试165.2 系统仿真17结束语21参考文献22附录23致谢28III基于PLC的校园照明智能控制系统设计1 引 言1.1 选题背景和意义随着工业化高速发展，能源问题成为人们关注的焦点，因为能源的消耗除了其直接的经济损失外，还会带来碳排放量的增加，恶化环境，所以节约能源一直是生活、生产中的一个主题。提到节能人们往往忽视了照明用电，因为它单体容量较小，安装比较分散，所以，看起来无关紧要，其实照明用具数量最多，分布最广，随着城市的扩张和道路的延伸，无论是单体容量还是总容量都在大幅增加，美化环境的长明灯更是越来越耀眼。现在很多大学都坐落在郊区，建筑容积
11、率较低，因此，诸如道路、广场、景观等公共照明占的比重相当高，且路灯和景观灯的单体容量大，工作时间长，绝对是学校能源消耗的主体。要说学校节能，只要把这些公共照明控制得当即可。校园的建设要适应网络时代的发展，应引入智能化的概念。在传统的楼字自控系统中，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。但近年来，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，使得照明控制在智能化领域的地位越来越重要1。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。相对商业楼字而言，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更多。使用照明控制系统，
12、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。而可编程控制器（Programmable Logical Controller，简称PLC）作为自动控制的重要组成部分，已成为大多数自动化系统的设备基础。可编程控制器是一种以微处理器为核心，综合了计算机技术、自动控制技术、通信技术和继电器控制技术而发展起来的新型工业控制装置，具有编程容易、体积小、使用灵活方便、抗干扰能力强、可靠性高等一系列优点，其功能越来越强大，应用范围越来越广阔，如冶金、机械、电力、石油、煤炭、化工、轻纺、交通、食品、环保、轻工、建材等工业部门都有广泛应用。它不但可以很容易地完成顺序逻辑、运动控制、定时控制、计数控制
13、、数字运算、数据处理等功能，而且可以通过输入/输出接口建立与各类生产机械数字量和模拟量的联系，从而实现对系统过程的自动控制。而校园具有现代化气息，道路宽且长，绿地和景观用地也有相当的比例。在进行道路和景观绿地照明设计时，在节能和延长光源寿命方面取得了明显的效果。本设计研究项目属于采用西门子S7-200PLC代替传统的人工控制照明系统，在校园智能照明系统中装置PLC，可以达到线路简单、易于安装、便于维护、编程简单、工作可靠、抗干扰能力强，实现对照明系统的综合自动化控制2。1.2 PLC在国内外的发展状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
14、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。而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。在传统的楼字自控系统中，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。但近年来，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。相对商业楼字而言，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更多3。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。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4。但是我国智能化照明技术的应用还不广泛,大多数
