【正文】 3:10 仿真示意圖圖 13 冬春時(shí)制第三時(shí)段仿真圖通過(guò)設(shè)定時(shí)鐘時(shí)間并將其輸入 CPU 224 內(nèi)部時(shí)鐘，以此來(lái)觀察仿真輸出。基于 PLC 的校園照明智能控制系統(tǒng)已經(jīng)設(shè)計(jì)完畢，通過(guò)對(duì)該系統(tǒng)的調(diào)試與仿真，其功能基本達(dá)到要求。通過(guò)校園照明智能控制，節(jié)電效果明顯。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工方便，可為學(xué)?；蚱渌聵I(yè)單位技術(shù)改造和新建項(xiàng)目提供借鑒。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在我的努力和盧老師的精心指導(dǎo)下完成的，基本達(dá)到了預(yù)期效果。感謝盧老師在百忙之中仍抽出時(shí)間和我們研究、討論設(shè)計(jì)中所遇到的難點(diǎn)，直到我們找到解決問(wèn)題的途徑。與其說(shuō)是學(xué)習(xí)，我更感覺到我們是在一起工作。并且由原先的被動(dòng)的接受知識(shí)轉(zhuǎn)換為主動(dòng)的尋求知識(shí)，這可以說(shuō)是學(xué)習(xí)方法上的一個(gè)很大的突破。在整個(gè)設(shè)計(jì)期間我還向其他一些同學(xué)請(qǐng)教了很多問(wèn)題，衷心感謝他們給予我的無(wú)償幫助。大學(xué)的老師都很無(wú)私，他們對(duì)學(xué)生有問(wèn)必答。在解決問(wèn)題的過(guò)程中，我都經(jīng)歷了彷徨、無(wú)助甚至煎熬，最終我憑借堅(jiān)強(qiáng)的毅力堅(jiān)持了下來(lái)，才取得了今天的成果。LOGO!智能照明控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用在學(xué)校照明中，大大提高了學(xué)校照明電力的管理水平，為學(xué)校節(jié)省了大量的電費(fèi)支出，同時(shí)，也為學(xué)校師生提供了更舒適、明亮和高效的學(xué)習(xí)和工作環(huán)境。其中主要包括斷路器、中間繼電器、接觸器型號(hào)的選取，I/O 地址分配，程序流程圖的繪制，PLC 程序編寫及電氣原理圖的繪制。改變時(shí)間使其進(jìn)入第二時(shí)段，此時(shí)景觀燈、公共綠地仍然全部打開即輸出端～ 輸出高電平，道路燈打開一半，、 輸出高電平，、 輸出低電平。(2)系統(tǒng)仿真圖本系統(tǒng)仿真的主要示意圖。實(shí)際輸入信號(hào)用按鈕或開關(guān)模擬，輸出由 PLC 輸出端的發(fā)光二極管顯示負(fù)載狀態(tài)。季節(jié)控制程序如圖5所示。PLC有日期設(shè)定與識(shí)別功能，利用它可以完成季節(jié)的轉(zhuǎn)換控制，實(shí)現(xiàn)不同季節(jié)的不同時(shí)段控制方案。出信號(hào)，、秋時(shí)制工作狀態(tài)，冬、春季節(jié)的工作狀態(tài)。把11月1日至來(lái)年4月30日定義為冬、春時(shí)制，它的3個(gè)時(shí)段劃分為：18點(diǎn)至21點(diǎn)、21點(diǎn)到23點(diǎn)、23點(diǎn)至凌晨6點(diǎn)。 分時(shí)智能控制程序編制正如前面所述，每天的照明控制分3個(gè)時(shí)段，為了最大限度地節(jié)約能源，在具體編制程序時(shí)還考慮了不同季節(jié)的因素，一般在冬、春季，天黑得較早，18點(diǎn)左右自然光線就很弱了，而在夏天陽(yáng)光可以維持到19點(diǎn)左右。為了最大限度地節(jié)能，設(shè)計(jì)時(shí)還考慮了季節(jié)的因素：夏季夜短晝長(zhǎng)，開燈晚，熄燈早；冬季則相對(duì)開燈較早，熄燈則相對(duì)較晚。 系統(tǒng)的控制程序校園照明系統(tǒng)電氣控制原理圖比較復(fù)雜，但經(jīng)由 PLC 控制后，程序簡(jiǎn)單可行，這樣即滿足了任務(wù)要求，又能保證其穩(wěn)定運(yùn)行。按“設(shè)置”按鈕，將上面的時(shí)鐘日期數(shù)據(jù)寫入 PLC。 設(shè)置時(shí)間：選擇需要修改的數(shù)據(jù)字段，直接輸入數(shù)字，或者使用輸入框右側(cè)的上下按鈕調(diào)整。要設(shè)置日期、時(shí)間值，使之開始走動(dòng)，可以：用編程軟件（Micro/WIN）的菜單命令 PLC Time of Day Clock...，通過(guò)與 CPU的在線連接設(shè)置，完成后時(shí)鐘開始走動(dòng) 編用戶程序使用 Set_RTC（設(shè)置時(shí)鐘）指令設(shè)置 Micro/WIN 可以通過(guò)任何編程連接實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)時(shí)鐘的設(shè)置。為了提高運(yùn)算效率，應(yīng)當(dāng)避免每個(gè)程序周期都讀取實(shí)時(shí)時(shí)鐘。CPU22CPU226 和 CPU226 XM 都有內(nèi)置的實(shí)時(shí)時(shí)鐘 [15]。編譯結(jié)束后，輸出窗口顯示編譯信息。（5）編譯與保存編譯可以通過(guò)工具欄按鈕或者 PLC 菜單進(jìn)行。可以通過(guò)工具欄或者右鍵快捷菜單進(jìn)行程序編輯，形成程序網(wǎng)絡(luò)。（2）輸入指令輸入梯形圖指令可以通過(guò)指令樹、工具條按鈕等方式進(jìn)行。? 狀態(tài)表:用來(lái)觀察程序執(zhí)行時(shí)指定的內(nèi)部變量的狀態(tài)，狀態(tài)表并不下載到PLC，僅僅是監(jiān)控用戶程序運(yùn)行情況的一種工具 [14]。圖 3 STEP7Micro/WIN 編程軟件主界面窗口（2）STEP7 項(xiàng)目包括下列基本組件：? 程序塊:由可執(zhí)行的代碼和注釋組成，可執(zhí)行的代碼由主程序、可選子程序和中斷程序組成。STEP7Micro/WIN 是西門子公司專門為 S7200 系列可編程控制器設(shè)計(jì)開發(fā)的。通過(guò)程序判斷輸出高低電平，控制照明燈具。本設(shè)計(jì)以道路、公共綠地、景觀燈的控制為例，在工程實(shí)際或產(chǎn)品設(shè)計(jì)生產(chǎn)中，可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行擴(kuò)展，其梯形圖程序的修改非常方便。S7200 的 STEP7Micro/WIN 編程軟件可以方便地在 Windows 環(huán)境下對(duì) PLC 編程、調(diào)試、監(jiān)控，使得 PLC 的編程更加方便、快捷。2 個(gè) RS485 通訊/編程口，具有 PPI 通訊協(xié)議、MPI 通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。本課題設(shè)計(jì)使用 CPU224，本機(jī)集成 14 輸入/10 輸出共 24 個(gè)數(shù)字量I/O 點(diǎn)。其價(jià)格低廉、結(jié)構(gòu)小巧、可靠性高、運(yùn)行速度快，繼承和發(fā)展了它在大、中型 PLC 領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，有極豐富的指令集，具有強(qiáng)大的多種集成功能和實(shí)時(shí)特性，其性價(jià)比非常高，所以它在各行各業(yè)中的應(yīng)用得到迅速推廣，在規(guī)模不太大的控制領(lǐng)域是較為理想的控制設(shè)備。而且該機(jī)型的指令及編程運(yùn)作與計(jì)算機(jī)通用編程語(yǔ)言更加接近，易學(xué)易懂。但模塊式具有功能擴(kuò)展靈活，維修方便（換模塊），容易判斷故障等優(yōu)點(diǎn)，要按實(shí)際需要選擇 PLC 的結(jié)構(gòu)形式。但對(duì)模擬量控制的系統(tǒng)，特別是閉環(huán)控制系統(tǒng)就要考慮這個(gè)問(wèn)題。機(jī)型的選擇可以從以下幾個(gè)方面來(lái)考慮：(1)對(duì)輸入/輸出點(diǎn)數(shù)的選擇要先弄清楚控制系統(tǒng)的 I/O 總點(diǎn)數(shù)，再按實(shí)際所需總點(diǎn)數(shù)的 15～20%留出備用量（為系統(tǒng)的改造等留有余地）后確定所需 PLC 的點(diǎn)數(shù)。 PLC 選型在 PLC 日益成為工廠自動(dòng)化基本技術(shù)平臺(tái)的時(shí)代，如何選用一部適用的 PLC 以達(dá)到真正需要，而又能符合經(jīng)濟(jì)效益，是一個(gè)重要問(wèn)題。? 維護(hù)簡(jiǎn)單。除 PLC 的 I/O 本身進(jìn)行隔離外，對(duì)前向通道又進(jìn)行隔離，有效地抑制了共模干擾。（2）PLC 控制的優(yōu)點(diǎn)? 前后向通道簡(jiǎn)單。 PLC 的設(shè)計(jì) PLC 在控制系統(tǒng)中的要求（1）用PLC進(jìn)行照明控制系統(tǒng)改造時(shí)遵循原則? 完備性:包括了常規(guī)的照明系統(tǒng)的全部功能，同時(shí)還考慮了校園綜合自動(dòng)化改造后對(duì)照明系統(tǒng)信息量、信息格式的要求。中間繼電器(intermediate relay)的工作原理和交流接觸器一樣，都是由固定鐵芯、動(dòng)鐵芯、彈簧、動(dòng)觸點(diǎn)、靜觸點(diǎn)、線圈、接線端子和外殼組成。接觸器按 80%算。接觸器分為交流接觸器和直流接觸器，交流接觸器又可分為電磁式和真空式兩種。也就是說(shuō)繼電器的型號(hào)能夠控制AC220V的回路，但并不推薦直接用于AC220V的回路中，尤其是頻繁動(dòng)作的回路中，故此在設(shè)計(jì)過(guò)程中增加中間繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn) [11]。1 公共綠地K M 1 2K M 1 3K M 1 4K M 2 1K M 2 2K M 2 3K M 2 4K M 3 1K M 3 2K M 3 3K M 3 4Q F 1Q F 3Q F 2Q FK M 1 11 草坪2 草坪3 草坪4 草坪2 景觀燈3 道路1 花壇2 花壇3 花壇4 花壇右側(cè)雙數(shù)燈右側(cè)單數(shù)燈左側(cè)雙數(shù)燈左側(cè)雙數(shù)燈圖1 供電系統(tǒng)示意圖 控制器件的選型在校園智能照明系統(tǒng)中由人工和自動(dòng)兩種控制方式，人工控制需要能夠關(guān)合、承載和開斷正?；芈窏l件下的電流的開關(guān)裝置即斷路器。采用兩級(jí)母線制比較靈活，同時(shí)也降低了母線和開關(guān)的容量，便于安裝和維護(hù) [10]。4回路則分別控制右側(cè)的單、雙編號(hào)燈具。3 硬件設(shè)計(jì) 線路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 控制線路設(shè)計(jì)燈具布置方案 學(xué)校的道路是以步行者為多，人員比較密集，當(dāng)然也有少量車輛通過(guò)，可以說(shuō)是人車混合的道路。良好的設(shè)計(jì)，合理地選用光源、燈具及優(yōu)良的照明控制系統(tǒng)，都能提高照明質(zhì)量 [9]。（2）采用智能照明控制系統(tǒng)的優(yōu)越性? 良好的節(jié)能效果 采用智能照明控制系統(tǒng)的主要目的是節(jié)約能源，智能照明控制系統(tǒng)借助各種不同的預(yù)設(shè)置控制方式和控制元件，對(duì)不同時(shí)間不同環(huán)境的光照度進(jìn)行精確設(shè)置和合理管理，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。各種型式及多功能的控制板，可進(jìn)行多點(diǎn)控制、時(shí)序控制等，調(diào)整照明，以達(dá)到使周圍環(huán)境保持適宜的照度，節(jié)約電能 [8]。除電源設(shè)備外，每一單元設(shè)置唯一的單元地址，并用軟件設(shè)定其功能。第三步 選擇附件及集成方式控制系統(tǒng)如需與其它相關(guān)智能系統(tǒng)集成，可選用相應(yīng)的附件。第二步 根據(jù)照明控制要求選擇控制面板和其它控制部件控制面板是控制照明系統(tǒng)的主要部件，也是操作者直接操作使用的界面，選擇不同功能的控制面板應(yīng)滿足操作者對(duì)控制的要求 [7]，控制系統(tǒng)一般有以下幾種控制輸入方式：(1)采用時(shí)間管理器控制方式，根據(jù)不同時(shí)間自動(dòng)控制。(2)分清照明回路性質(zhì)是普通供電還是節(jié)能供電。首先根據(jù)校園道路、景觀燈等照明的分布情況，設(shè)計(jì)硬件線路；其次依據(jù)照明燈具的大小、數(shù)量計(jì)算出總的電壓、電流等電氣參數(shù)，通過(guò)計(jì)算出的參數(shù)進(jìn)行電器元件的選型；再此就是軟件編程，根據(jù)設(shè)計(jì)要求編寫軟件程序；最后通過(guò)仿真調(diào)試不斷修改設(shè)計(jì)，直至滿足校園照明智能控制要求。我們根據(jù)不同區(qū)域的特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，確保使用方便靈活，管理高效。其實(shí)在大多數(shù)情況下很多區(qū)域并不需要把燈全部打開或者開到最亮，過(guò)度的照明不僅形成光污染還會(huì)造成能源浪費(fèi)。通過(guò)軟件編程軟件編寫分時(shí)段程序控制校園道路、公共綠地和景觀燈等照明設(shè)備，使各照明設(shè)備在規(guī)定的時(shí)間工作。（3）景觀和公共綠地照明采用第第2時(shí)段全開,第3時(shí)段全熄的控制方式。硬件線路設(shè)計(jì)主要包括線路圖設(shè)計(jì)和排線布線設(shè)計(jì)。但是我國(guó)智能化照明技術(shù)的應(yīng)用還不廣泛,大多數(shù)校園仍然使用傳統(tǒng)的照明控制方式。相對(duì)商業(yè)樓字而言，校園里的大功率動(dòng)力和制冷設(shè)備比重較少，照明燈具則相對(duì)比重更多 [3]。而新校園的建設(shè)要適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的發(fā)展，應(yīng)引入智能化的概念。而校園具有現(xiàn)代化氣息，道路寬且長(zhǎng)，綠地和景觀用地也有相當(dāng)?shù)谋壤?。使用照明控制系統(tǒng)，更能體現(xiàn)其在節(jié)能與管理方面的優(yōu)勢(shì)，提高學(xué)校的科學(xué)管理水平。在傳