【正文】 定可靠，完全滿足學(xué)校的照明要求，校園照明系統(tǒng)主要有道路控制輸出信號(hào)、景觀燈輸出信號(hào)、公共綠地輸出信號(hào)，根據(jù) PLC 控制原理對其進(jìn)行 I/0 分配和繪制照明系統(tǒng)流程圖及編寫校園照明智能控制系統(tǒng)梯形圖控制程序。 the output signal。要說學(xué)校節(jié)能，只要把這些公共照明控制得當(dāng)即可。在新校區(qū)的建設(shè)熱潮中，各大高校和他們的建設(shè)者也應(yīng)意識(shí)到智能照明的重要性。可編程控制器是一種以微處理器為核心，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、通信技術(shù)和繼電器控制技術(shù)而發(fā)展起來的新型工業(yè)控制裝置，具有編程容易、體積小、使用靈活方便、抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高等一系列優(yōu)點(diǎn)，其功能越來越強(qiáng)大，應(yīng)用范圍越來越廣闊，如冶金、機(jī)械、電力、石油、煤炭、化工、輕紡、交通、食品、環(huán)保、輕工、建材等工業(yè)部門都有廣泛應(yīng)用。本設(shè)計(jì)研究項(xiàng)目屬于采用西門子 S7200PLC 代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工控制照明系統(tǒng)，在校園智能照明系統(tǒng)中裝置 PLC，可以達(dá)到線路簡單、易于安裝、便于維護(hù)、編程簡單、工作可靠、抗干擾能力強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)對照明系統(tǒng)的綜合自動(dòng)化控制 [2]。但近年來，隨著科技的進(jìn)步，人們對照明燈具節(jié)能和科學(xué)化管理提出了更高的要求，使得照明控制在智能化領(lǐng)域的地位越來越重要。針對節(jié)約電能、保護(hù)全球環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展的要求，美國環(huán)保署于1991年1月提出“綠色照明”概念，引起了其他國家的重視?？梢灶A(yù)期，隨著我國現(xiàn)代化進(jìn)程的深入，PLC在我國將有更廣闊的應(yīng)用天地。 具體技術(shù)要求（1）學(xué)生是一個(gè)特殊群體，活動(dòng)的時(shí)間性、規(guī)律性非常突出，因此對道路和其他公共照明實(shí)行智能分時(shí)控制。（5）在設(shè)計(jì)時(shí)考慮夏、秋時(shí)制和冬、春時(shí)制的識(shí)別。既要滿足照明的主要功能，又要盡量節(jié)約能源，只能是采用科學(xué)的管理和控制，使兩者完美統(tǒng)一。校園照明回路數(shù)量較多，容量較大，如何在保證所需照度的前提下，綜合運(yùn)用多種控制手段，減少不必要的電能浪費(fèi)，是個(gè)極其重要的問題。（3）人性化 使用智能照明管理系統(tǒng)，不僅要實(shí)現(xiàn)基本的燈光控制，還應(yīng)通過場景、自動(dòng)控制等手段，努力提高照明環(huán)境的品質(zhì)，使人們在一個(gè)舒適溫馨、高品質(zhì)的光環(huán)境中愉快高效地工作和學(xué)習(xí)，真正做到“科技以人為本” 。 智能照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本步驟和方法第一步 編制照明回路負(fù)載清單，核對照明回路中的燈具和光源性質(zhì)，進(jìn)行整理 [6]。(4)根據(jù)燈光設(shè)計(jì)師對照明場景的要求，對照明回路劃分進(jìn)行審核，如不符合照明場景所要求的回路劃分。(3)采用電腦集中進(jìn)行控制。(2)編制系統(tǒng)配置清單，如系統(tǒng)中各產(chǎn)品型號(hào)、數(shù)量、使用區(qū)域、備注等相關(guān)信息。主系統(tǒng)和子系統(tǒng)之間通過信息等元件連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。輸出單元有各種型式的繼電器。? 延長光源的壽命 延長光源壽命不僅可以節(jié)省大量資金，而且大大減少更換燈管的工作量，降低了照明系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用，管理維護(hù)也變得簡單了。現(xiàn)代建筑物中，照明不單純地為滿足人們視覺上的明暗效果，更應(yīng)具備多種的控制方案，使建筑物更加生動(dòng)，藝術(shù)性更強(qiáng)，給人豐富的視覺效果和美感。為了便于分時(shí)控制，在燈具布置時(shí)采用雙側(cè)交錯(cuò)布置，桿距定為25m，較標(biāo)準(zhǔn)桿距略小，有利于分時(shí)控制時(shí)減少燈光死角。當(dāng)進(jìn)入第3時(shí)段時(shí)，4個(gè)回路中3個(gè)回路分?jǐn)?，也就是只?/4的燈具點(diǎn)亮，對于學(xué)校內(nèi)部道路而言，完全可以滿足要求。供電系統(tǒng)示意圖如圖1所示。目前PLC的輸出有2種型號(hào)：晶體管和繼電器。該斷路器外型美觀，體積小，重量輕，分?jǐn)嗄芰Ω?，脫扣迅速，?dǎo)軌安裝，殼體和部件采用高阻燃及耐沖擊塑料，性能優(yōu)良可靠。接觸器按 67～75%算，即 100A 的交流接觸器，只能控制最大額定電流是 67～75A 以下的設(shè)備。（3）反復(fù)短時(shí)工作的設(shè)備。JZ21H、22H 系列斷電延時(shí)中間繼電器(以下簡稱繼電器),用于交、直流操作的各種保護(hù)或自動(dòng)控制回路中 [13]。通過自動(dòng)和和人工兩種控制方式，使照明系統(tǒng)在發(fā)生故障時(shí)可以靈活控制照明系統(tǒng)。后向通道更加簡單，直接由 PLC 輸出。? 靈敏度高，過載能力強(qiáng)?？芍苯永?PLC 編程器對自動(dòng)復(fù)歸時(shí)間等定值進(jìn)行修改。針對上述說明，選擇符合功能需求與經(jīng)濟(jì)效益的 PLC 是十分必要的。(3)對 I/O 響應(yīng)時(shí)間的選擇PLC 的 I/O 響應(yīng)時(shí)間包括輸入電路延遲、輸出電路延遲和掃描工作方式引起的時(shí)間延遲（一般在 2～3 個(gè)掃描周期）等。大、中型機(jī)都有通信功能，目前大部分小型機(jī)也具有通信功能。經(jīng)過反復(fù)比較及對系統(tǒng)控制規(guī)模和控制要求的分析，選用了目前較流行的、有較高性價(jià)比的西門子 S7200系列小型 PLC。其許多功能能夠達(dá)到大、中型 PLC 的水平，而價(jià)格卻和小型 PLC 的一樣，因此，它一經(jīng)推出，即受到了廣泛關(guān)注。這些性能直接影響到 PLC 的控制規(guī)模和 PLC系統(tǒng)的配置。13K 字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。用于較高要求的控制系統(tǒng)，具有更多的輸入/輸出點(diǎn)，更強(qiáng)的模塊擴(kuò)展能力，更快的運(yùn)行速度和功能更強(qiáng)的內(nèi)部集成特殊功能。 I/O 地址分配本設(shè)計(jì)對象為校園智能照明系統(tǒng)，首先對校園照明系統(tǒng)所有設(shè)備進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，道路信號(hào)輸出 4 個(gè)，分別為左側(cè)單數(shù)燈、左側(cè)雙數(shù)燈、右側(cè)單數(shù)燈、右側(cè)雙數(shù)燈；公共綠地信號(hào)輸出 2 個(gè)，景觀燈信號(hào)輸出 2 個(gè)。表 1 I/O 地址輸入/輸出分配表分類 名稱 地 址 分類 名稱 地 址實(shí)時(shí)時(shí)鐘輸入 1花壇啟動(dòng)開關(guān) 2花壇 停止開關(guān) 輸出信號(hào)3花壇 冬春啟動(dòng)開關(guān) 4花壇夏秋啟動(dòng)開關(guān) 右側(cè)雙數(shù)燈 1草坪 右側(cè)單數(shù)燈 2草坪 左側(cè)單數(shù)燈 3草坪 左側(cè)雙數(shù)燈 4草坪 程序流程程序首先對時(shí)間進(jìn)行冬春、夏秋時(shí)制判別，然后判別各個(gè)時(shí)段從而進(jìn)行輸出。開始時(shí)制判別冬 、 春時(shí)段判別第一時(shí)段所有燈具全部開放第二時(shí)段關(guān)閉一半燈具第三時(shí)段公共綠地景觀燈全熄道路燈開啟 1 / 4夏 、 秋時(shí)段判別第一時(shí)段所有燈具全部開放第二時(shí)段關(guān)閉一半燈具第三時(shí)段公共綠地景觀燈全熄道路燈開啟 1 / 4執(zhí)行程序結(jié)束 否是圖 2 控制系統(tǒng)流程圖 STEP7Micro/WIN 編程軟件S7200 可編程控制器使用 STEP7Micro/WIN 編程軟件進(jìn)行編程。為了生成用戶所寫程序，STEP7 提供了標(biāo)準(zhǔn)的 PLC 編程語言：語句表（STL）、梯形圖（LAD）、順序功能流程圖（SFC）、功能塊圖（FBD）。? 系統(tǒng)塊:用來設(shè)置系統(tǒng)的參數(shù)，例如存儲(chǔ)器的斷電保持范圍、PLC 的輸出狀態(tài)、模擬量與數(shù)字量輸入濾波值等?？梢员４鏋閿U(kuò)展名為“.mwp”的新建項(xiàng)目?；蛴每旖萱I FFF9 鍵進(jìn)行操作。絕對引用是指使用內(nèi)存區(qū)的位或者字節(jié)位置標(biāo)識(shí)地址，符號(hào)引用則是指使用數(shù)字、字母的字符組成標(biāo)識(shí)地址。若選擇“PLC”菜單中的“全部編譯”命令，則按照順序編譯程序塊（主程序、全部子程序、全部中斷程序）、數(shù)據(jù)塊、系統(tǒng)塊等全部塊。 時(shí)鐘設(shè)置及讀寫（1）實(shí)時(shí)時(shí)鐘 S7200 的硬件實(shí)時(shí)時(shí)鐘可以提供年、月、時(shí)、分、秒的日期/時(shí)間數(shù)據(jù)。C） ，最大誤差 7 分鐘/月（0～55176。使用程序讀取的實(shí)時(shí)時(shí)鐘數(shù)據(jù)為 BCD 格式，可在狀態(tài)圖中使用十六進(jìn)制格式查看。在 Micro/WIN 菜單中選擇“PLC實(shí)時(shí)時(shí)鐘”命令，打開“PLC 時(shí)鐘操作”對話框：圖 4 PLC 實(shí)時(shí)時(shí)鐘設(shè)置界面圖中參數(shù)設(shè)置如下：要設(shè)置時(shí)鐘的 CPU 網(wǎng)絡(luò)地址，取決于在“通信”界面中的選擇。讀取 PLC 時(shí)鐘：按此按鈕讀取 PLC 內(nèi)部的實(shí)時(shí)時(shí)鐘數(shù)據(jù)。表 2 時(shí)鐘緩沖區(qū)地址偏移 T T+1 T+2 T+3 T+4 T+5 T+6 T+7數(shù)據(jù)內(nèi)容 年 月 日 小時(shí) 分鐘 秒 0 星期數(shù)值范圍BCD（16 進(jìn)制）0099 0112 0131 0023 0059 0059 0 07** 1 = 星期日，7 = 星期六，0 = 表示禁止計(jì)星期T 就是緩沖區(qū)的起始字節(jié)地址，可以由用戶自由設(shè)置（在 CPU 允許的 V 存儲(chǔ)區(qū)范圍內(nèi)）。大部分學(xué)生在21點(diǎn)鐘之前回到寢室，21點(diǎn)至23點(diǎn)之間只有少量學(xué)生在室外活動(dòng)，23點(diǎn)鐘之后基本上沒有學(xué)生活動(dòng)，學(xué)校進(jìn)入安靜狀態(tài)。節(jié)假日多也是學(xué)校的特點(diǎn)之一，寒暑假加在一起有3個(gè)月左右。 三時(shí)段控制程序在編制時(shí)段程序時(shí)，用了數(shù)據(jù)比較功能指令，相對普通指令而言程序較短，使程序大為簡化。在此需要說明的是，根據(jù)學(xué)校供電質(zhì)量好、少停電的特點(diǎn)，下面的程序中沒有編制時(shí)間自動(dòng)校正程序，因此，第1次投入運(yùn)行的時(shí)必須同步時(shí)鐘或修正時(shí)鐘，之后就會(huì)自動(dòng)控制照明，不需要人工干預(yù)。從程序中可以看出：,“1”，燈具全部點(diǎn)亮；,被復(fù)位為“0”，道路的兩側(cè)各有1/2燈具點(diǎn)亮；。需要說明的是，該程序是根據(jù)校園所在地區(qū)的情況設(shè)計(jì)的，夏、秋時(shí)制的時(shí)間定為每年的5月1日0點(diǎn)至10月30日的24點(diǎn)，不同地區(qū)應(yīng)適當(dāng)調(diào)整。 系統(tǒng)仿真(1)S7200 仿真步驟 [18]①把在 STEP7 中編譯正確的程序?qū)С鰹? 文件；②選擇 CPU 型號(hào)，要與項(xiàng)目中的型號(hào)相同；③點(diǎn)擊“程序”—“載入程序”；④將先前導(dǎo)出的 文件打開；⑤點(diǎn)擊“運(yùn)行”即可進(jìn)行仿真（或工具欄上的綠色三角按鈕）。觀察輸出指示燈能否在每個(gè)相應(yīng)的點(diǎn)動(dòng)狀態(tài)得電。①9 月 5 日 18:58 仿真示意圖圖 6 夏秋時(shí)制無燈亮?xí)r仿真圖②9 月 11 日 19:30 仿真示意圖圖 7 夏秋時(shí)制第一時(shí)段仿真圖③9 月 11 日 21:45 仿真示意圖圖 8 夏秋時(shí)制第二時(shí)段仿真圖④9 月 11 日 23:10 仿真示意圖圖 9 夏秋時(shí)制第三時(shí)段仿真圖⑤12 月 5 日 17:59 仿真示意圖圖 10 冬春時(shí)制無燈亮?xí)r仿真圖⑥12 月 5 日 19:10 仿真示意圖圖 11 冬春時(shí)制第一時(shí)段仿真圖⑦12 月 5 日 21:10 仿真示意圖圖 12 冬春時(shí)制第二時(shí)段仿真圖⑧12 月 5 日 2