【正文】 26 參考文獻(xiàn) [1] 廖常初 .PLC 編程及應(yīng)用 .北京 : 機(jī)械工業(yè)出版社 .2020 [2] 高欽和 .可編程控制器應(yīng)用技術(shù)及其設(shè)計實例 .北京 :高等教育出版社 .2020 [3] 李緩 .PLC 原理與應(yīng)用 .北京：北京郵電大學(xué)出版社 .2020 [4] 林明星 .電氣控制及可編程序控制器 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社 .2020 [5] 周淑珍 ,高鴻斌 . PLC 分析與設(shè)計應(yīng)用 .北京：電子工業(yè)出版社 .2020 [6] 王玉中 . 電氣控制及 PLC 應(yīng)用技術(shù) .河南：河南科學(xué)技術(shù)出版社 .2020 [7] 張新軍 .電氣控制與 PLC 技術(shù)及應(yīng)用 .濟(jì)源：濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院出版 社 .2020 [8] 張曉峰 .電氣控制與可編程控制技術(shù)及其應(yīng)用 .北京：國防工業(yè)出版社 .2020 [9] 張曉峰 .電氣自動化實驗教程 .北京：國防工業(yè)出版社 .2020 [10] 謝克明 .可編程控制器原理與程序設(shè)計 [M]．電子工業(yè)出版社 .2020. [11] 鐘肇新 .可編程控制器原理及應(yīng)用 [M].廣州：華南理工大學(xué)出版社， 1999. [12] 李明河 .可編程控制器原理與應(yīng)用 [M].合肥：合肥工業(yè)大學(xué)出版社， 2020． [13] Ren Shengle. Development of PLCbased Tension Control System. Chinese Journal of Aeronautics20 (2020) 266271. [14] Siemens with STEP7 Getting 。此次設(shè)計作為我的畢業(yè)設(shè)計，設(shè)計及論述過程中難免有錯誤和不妥之處，敬請各位老師和同學(xué)批評指正。在大學(xué)的校園里，我不僅學(xué)到了豐富的專業(yè)知識，也學(xué)到了終身受用的學(xué)習(xí)知識和積極的生活態(tài)度，通過對課程的學(xué)習(xí)和與相關(guān)專業(yè)老師的溝通，使我深感機(jī)會難得，獲益非淺。不斷地鍛煉自己的動手和思 維能力。 PLC 可以廣義的認(rèn)為是一臺背嵌入操作系統(tǒng)的高可靠性PC 機(jī)?？傊?，這次設(shè)計對我真的很有好處，給我彌補(bǔ)了很多我欠缺的知識，像梯形圖電路的自鎖，以及 PLC 電路的硬件連接以及相關(guān)軟件的使用，在今后的學(xué)習(xí)過程中，要更加努力的學(xué)習(xí)自己的專業(yè)知識，多多和同學(xué)和老師交流，相信不久的將來可以有點(diǎn)成績。 20 7. 程序調(diào)試與仿真 選擇 CPU314 模塊對梯形圖程序進(jìn)行仿真，其結(jié)果按要求分為以下幾 種情況： （ 1） 7： 0018： 00 點(diǎn)教室無人時 （ 2） 07： 00— 18： 00，教室光照不足，有人時。 還需要安裝一個仿真的軟件，是和 STEP 的一起需要安裝的軟件安裝過后會出現(xiàn)界面如下圖所示： 首先在進(jìn)行設(shè)計之前要遵循一下幾個步驟： ① 創(chuàng)建一個項目 ② 選擇所需要的硬件例如：電源、 CPU 等 ③ 最后創(chuàng)建一個塊這個塊是屬于 S7 程序的 然后打開 塊就可以進(jìn)行梯形圖的繪制了如下圖所示： 17 其中下圖是用來選擇所需要的模塊和仿真程序： 18 輸入輸出編址 系統(tǒng)輸入點(diǎn)及地址： 教室 啟動 、教室 停止 、 講臺啟動為 、講臺停止為 ，紅外 探測器 ～ 、 光照傳感器 ～ 。 （ 5）功能模塊（ FM） 用于進(jìn)行復(fù)雜的、重要的但獨(dú)立于 CPU 的過程，如：計算、位置控制和閉環(huán)控制。置于 3 號機(jī)架，沒有接口模塊時，機(jī)架位置為空。 （ 2）中央處理器（ CPU） CPU 存儲并處理用戶程序，為模塊分配參數(shù)，通過嵌入的 MPI 總線處理編程設(shè)備和 PC、模塊、其它站點(diǎn)之間的通訊，并可以為進(jìn)行 DP 主站或從站操作裝配一個集成的 DP 接口。 ④ CPU 的智能化診斷系統(tǒng)連續(xù)不斷的監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行，對不正常狀態(tài)、錯誤和特殊系統(tǒng)事件（例如超時、模塊更換等）進(jìn)行記錄或者報警。 ② 指令集功能強(qiáng)大，可用于復(fù)雜功能。 STEP7 300 的背板總線集成在每一個模塊中。例如，在一個邏輯行中不應(yīng)該串聯(lián)兩個線圈，同一個線圈不應(yīng)該出現(xiàn)在不同邏輯行中等。 梯形圖的邏輯關(guān)系是自上而下、自左而右展開的，左、右兩條豎線也稱為母線。計數(shù)器的常開、常閉觸點(diǎn)可以在用戶程序無限次使用 （ 4）觸發(fā)器 該指令用與對狀態(tài)位的置 1 和清零，狀態(tài)為即為觸發(fā)器線圈，它的 ON 狀態(tài)一旦觸發(fā)可以保持，直至復(fù)位條件滿足才變成 OFF 狀態(tài)。定時器指令一般由線圈、定時時間設(shè)定值和當(dāng)前計時值組成， PLC 專門在存儲器中開辟一個區(qū)域，用以保存各個定時器線圈當(dāng)前的狀態(tài)（ ON 或 OFF）及時間的設(shè)定值和當(dāng)前值。 （ 1）繼電器 輸入 /輸出映像寄存器里的每一位在指令系統(tǒng)中都對應(yīng)一個固定的編號，在圖形編程語言（如梯形圖語言）中形象地用繼電器線圈來表示，因此也常稱為輸入繼電器、輸出繼電器。 ③ 通信信息處理 這個階段 PLC 要完成與網(wǎng)絡(luò)及總線上其他設(shè)備的通信任務(wù)，包括與 PLC、計算機(jī)、智能 I/O 模塊、數(shù)字處理器（ DPU）等設(shè)備之間的信息交換。一旦有人靠近或接觸到珠寶箱、文件柜、門窗準(zhǔn)備行竊時，便會觸發(fā)報警，但在附近的正常業(yè)務(wù)工作可以照常進(jìn)行。當(dāng)人體靠近時，通過空間的 電磁 偶合，會改變 LC 回路的 諧振頻率 ，引起震蕩頻率改變，探測器的檢測電路能夠識別這種頻率的改變而發(fā)出警示信號。 本次設(shè)計主要是針對紅外熱效應(yīng)；當(dāng)有人坐在教室的某個區(qū)域內(nèi)紅外探測器就能通過紅外探測器探測到從而輸出給 PLC。紅外輻射是波長介于可見光與微波之間的電磁波，人眼察覺不到。照度表示物體表面積被照明 程度 的量。教室照明智能控制外部接線圖如圖 3 所示。本控制系統(tǒng)采用可靠性和可擴(kuò)展性很好的西門子 S7300PLC 系列的 PLC 作為控制器， 9 對于每個教室輸入點(diǎn)主要來自以下四個方面：啟動開關(guān)、停止開關(guān)、體存在傳感器 和 光照傳感器；輸出點(diǎn)主要輸來自每個教室五個區(qū)域的燈。 高效管理 如何提高運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性使控制和操作更加簡單、方便、靈活使管理更加自動化、高效化減少大量簡單重復(fù)的勞動是我們在設(shè)計時考慮的重點(diǎn)。 同時還需要設(shè)置一些時間段去控制教室燈的開通與關(guān)閉，如早上 7— 18 點(diǎn)需要照度計工作， 18— 23 點(diǎn)不需要照度計工作。 紅外探測器 安裝在門口或能有效的覆蓋該區(qū)域探測范圍的地方， 光照傳感器安裝在每個區(qū)域光照較暗的地方。隨即關(guān)閉輸入端口，進(jìn)入程序執(zhí)行階段。然后重新返回第一條指令，開始下一輪新的掃描。軟件設(shè)計根據(jù)控制的要求對教室的不同區(qū)域、照度的不同等進(jìn)行 I/0 分配同時編制了系統(tǒng)梯形圖控制程序最后進(jìn)行仿真與調(diào)試達(dá)到教室照明系統(tǒng)的要求。例如，高速計算模塊、位置控制模塊、閉環(huán)控制模塊等。一般用 ms/k 單位來表示，即執(zhí)行 1K 步所需時間。 可編程控制器的性能指標(biāo) （ 1） I/O 點(diǎn)數(shù) I/O 點(diǎn)數(shù)是評價一個系列的 PLC 可用于何等規(guī)模的系統(tǒng)的重要參數(shù)，通常廠家的技術(shù)手冊都會給出相應(yīng)的 PLC 的最大數(shù)字 I/O 點(diǎn)數(shù)，以反映該類型 PLC 的最大輸入、輸出規(guī)模。 編程器 編程器是 PLC 的一種主要的外部設(shè)備，用于手持編程，用戶可用以輸入、檢查、修改、調(diào)試程序或監(jiān)示 PLC 的工作情況。輸出接口是將主機(jī)經(jīng)處理后的結(jié)果通過功放電路去驅(qū)動輸出設(shè)備（如接觸器、電磁閥、指示燈等）。 CPU 是 PLC 的核心，它用以運(yùn)行用戶程序、監(jiān)控輸入 /輸出接口狀態(tài)、作出邏輯判斷和進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，即讀取輸入變量、完成用戶指令規(guī)定的各種操作，將結(jié)果送到輸出端，并響應(yīng)外部設(shè)備（如編程器、電腦、打印機(jī)等）的請求以及進(jìn)行各種內(nèi)部判斷等。 （ 4） 體積小，重量輕，能耗低 以超小型 PLC 為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于 100mm，重量小于 150g，功耗僅數(shù)瓦。為不熟悉電子電路、不懂計算機(jī)原理和匯編語言的人使用計算機(jī)從事工業(yè)控制打開了方便之門。加上 PLC 通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用 PLC 組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。 （ 2） 配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng) PLC 發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品。從 PLC 的機(jī)外電路來說，使用 PLC 構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接 線及開關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。高檔 PLC 除具有中檔機(jī)的功能外，還增加了帶符號算術(shù)運(yùn)算、矩陣運(yùn) 算、位邏輯運(yùn)算、平方根運(yùn)算及其它特殊功能函數(shù)的運(yùn)算、制表及表格傳送功能等 ； 高檔PLC 機(jī)具有更強(qiáng)的通信聯(lián)網(wǎng)功能，可用于大規(guī)模過程控制或構(gòu)成分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，實現(xiàn)工廠自動化。 還有一些 PLC 將整體式和模塊式的特點(diǎn)結(jié)合起來，構(gòu)成 所謂疊裝式 PLC。 模塊 式 PLC 由不同 I/O 點(diǎn)數(shù)的基本單元（又稱主機(jī)）和擴(kuò)展單元組成。 PLC 按產(chǎn)地分，可分為日系、歐美、韓臺、大陸等。 因此完善智能化監(jiān)控建設(shè)，進(jìn)一步擴(kuò)大監(jiān)控系統(tǒng)點(diǎn)位，自動實時監(jiān)控和遠(yuǎn)程控制照明設(shè)施的開關(guān)燈，合理控制道路照明和景觀燈的運(yùn)行和停止具有重要的現(xiàn)實意義。 PLC 在國內(nèi)外的研究情況 可編程控制器是六十年代發(fā)展起來的一種自動控制裝置是一種嵌入式的工控機(jī)，它以順序控制為主回路調(diào)節(jié)為輔能完成邏輯判斷、定時、計數(shù)、記憶和算術(shù)運(yùn)算功能既能進(jìn)行開關(guān)量控制又能進(jìn)行模擬量控制還具有通信功能。但是我國智能化照明技術(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。相對商業(yè)樓而言，校園里的大功率動力和制冷設(shè)備比重較少，照明燈具則相對比重較多。 關(guān)鍵詞： PLC，節(jié)能，西門子 STEP7300，智