【文章內容簡介】 作狀態(tài)。在正常的工作條件下，整個啟動的過程約需 10 分鐘左右。在高壓鈉燈工作的電路中除了燈泡外，還要必須按內觸發(fā)高壓鈉燈或外觸發(fā)高壓鈉燈分別選用相應的工作電路，如燈泡 + 鎮(zhèn)流器或燈炮 + 鎮(zhèn)流器 + 觸發(fā)器的工作電路，方可達到高 壓鈉燈的正常工作的要求。PortPort　　　　　　　　　5圖 1 高壓鈉燈電路 控制系統(tǒng)方案 方案論證目前路燈控制方法可以分為以下幾類：自控型又分定時器控制和光控器控制兩種方法，自控型照明控制器的優(yōu)點是設備投資少、安裝和維修 簡單靈活。 時控法以時間為 唯一的開、關燈控制依據，但隨季節(jié)變化，就需要人工干 預來調整開、關 時間，所以存在對環(huán)境光照度的變化適應能力差的缺點。而光控法則是按光照度的差異來控制開、關燈的， 則易受粉塵、雨雪 污染使靈敏度降低，且功能單一，開關 動 作不統(tǒng)一，控制不靈活，隨 時需要人為干預等缺點。有線型路燈控制在路燈系統(tǒng)中架設電源線纜和控制線纜的控制方法，由控制中心來集中控制，這種方案其優(yōu)點是控制準確， 動 作可靠，能 應用計算機技術進行多層次、多任務控制，缺點是設備投資大、故障易發(fā)點多、維護也困難。常規(guī)無線數傳電臺控制系統(tǒng)都是利用常規(guī)無線電臺的收發(fā)信道作為載體，采取雙音多頻作為控制信令來達到控制照明燈開關的目的。常規(guī)的無線電臺控制系統(tǒng)的優(yōu)點是技術成熟、布點靈活、安裝方便、功能擴充性好，也可實現雙向通信，缺點是易受到干擾、控制組合較少、主控 電臺的射 頻發(fā)射功率被限制在10W 以下，受控區(qū)域小、容易造成人為誤動作和惡意操作，設備投資大，性價比低。本設計主要研究內容是利用 PLC 實現路燈自動監(jiān)控系統(tǒng)能按時間以及光照度的差異來控制開、關燈的；通過一般交通情況按時間來控制燈的亮度，節(jié)約路燈使用電能及延長燈具的使用的壽命,而且減輕維修工作量和減少運行費用；具有檢測燈的工作狀態(tài)，具有一定的電路保護功能；確定故障位置，有故障報警功能；燈具采用高壓鈉燈。 設計方案路燈控制的控制方法很多，都是為了控制方便， 還有美化城市，節(jié)約電能，節(jié)約人力物力等成本資源。但是按照每天日照的時間，日出的時候熄滅路燈；日落的時候點亮路燈。 在一年四季中，難免有天黑得 過早的時候， 這個時候如果沒有相應的應急措施， 將會 給交通帶來不便。可以再控制系統(tǒng)中設置一個亮度檢測裝置就能解決該問題。據調查,城市道路的人流量和車流量在晚間 7 一 12 時是均值較高的時段，而 12 時過后的人流量和車流量則會顯著降低,與之相對應的是對光照要求和實6際用電需求也應有所降低，按照規(guī)定的設計標準照度照明對方便人們的夜生活和維護城鎮(zhèn)的治安等是非常必要的，而 12 時過后的人流量和車流量則會顯著降低,與之相對應的是對光照要求和實際用電需求也應有所降低，夜深人靜，保持原設計的照度的照明就是一種浪費。然而隨著季節(jié)的更迭，路燈的點亮和熄滅時刻也應當是不一樣,那么就需要一種系統(tǒng)來控制路燈在不同的季節(jié)有不同的點亮和熄滅的時間。在一年四季中，難免會由于天氣變化而天黑得過早的時候，或者亮的過早過晚的時候，這個時候如果沒有相應的應急措施，也將會給交通帶來不便。可以再控制系統(tǒng)中設置一個光照亮度的檢測裝置。利用 時間控制為主，再以亮度檢測裝置進行輔助控制。達到最佳的效果。路燈的控制方法多為“ 鐘控 ”和“光控”。“鐘控”不適應季節(jié)的變化與天氣突變等自然情況；“ 光控” 容易受外部 環(huán)境的干擾，靈敏度低且可靠性也較差，二者單獨使用都不能實現控制開關燈的合理化、科學化。只有二者結合設計，才能使路燈的控制更加科學更加合理。 結構框圖根據以上條件，PLC 路燈控制系 統(tǒng)的組成有 plc 及其外圍，亮度檢測裝置，時間調整電路，時間顯示電 路，路燈控制裝置，電流 檢測電路，報警及指示電路等。其組 成框圖結構如下， 時間調整電路P L C時間顯示電路狀態(tài)檢測電路報警及指示電路路燈控制裝置亮度檢測電路圖 2 控制系統(tǒng)組成基于 PLC 的路燈控制系 統(tǒng)，完成的任 務是實現路燈的自動開啟和關閉，當夜晚（或光線較暗）來臨時，且 處于交通高峰期時，路燈全部開啟，交通高峰期 過后，進入按比例開啟，午夜按 2/3，凌晨時段按 1/3，可 檢測任意一路燈的工作電流，當路燈發(fā)生漏電故障可以 實現報警，并 顯示該路燈的位置。73 硬件電路的設計PLC 路燈控制系 統(tǒng)的組成有 plc 及其外圍，亮度檢測裝置，時間調整電路，時間顯示電路，路燈控制裝置，電流檢測電路，報警及指示 電路等。 西門子 S7200PLC 的介紹本設計選用的PLC 是西門子S7200 ，S7200系列PLC是SIEMENS公司新推出的一種小型的PLC 。它的優(yōu)點緊湊的結構、良好的擴展性、強大的指令功能、低廉的價格已經成為當代各種小型控制工程的理想控制器。S7200PLC包含了一個單 獨的S7200CPU 與各種可 選擇的擴展模塊，可以十分方便的組成不同規(guī)模的控制器。其控制的規(guī)?？梢詮膸c到幾百點。S7200PLC可以方便的 組成PLCPLC網絡和微機PLC 網絡，完成 規(guī)模更大的工程。S7200的STEPMicro/WIN32 編程軟件可以方便地在 Windows環(huán)境下對PLC編程、調試 、監(jiān) 控，使得 PLC的編程更加方便、快捷?？梢哉f，S7200可以完美地滿足各種小規(guī)模控制系統(tǒng)的要求。目前S7200系列PLC 主要有 CPU22CPU22CPU224和CPU226四種PLC。檔次最低是CPU221，其數字量輸入點數只有6點，數字量輸出點數只有4點，是控制規(guī)模最小的PLC 。檔次最高的應屬CPU226 ，它集成了24點輸入/16 點輸出，共有40點數字量I/O，最多可 連接7個擴展模塊，最大可 擴 展至數字量I/O256點或模擬量I/O64 路。CPU226本機集成了24點輸入/16點輸出，共有40點數字量I/O，最多可連接7個擴展模塊，最大可擴展至數字量I/O256點或模擬量I/O64路。CPU226有16KB程序和10KB 數據存儲空間， 6個獨立的30KHz 高速計數器，2路獨立的20KHz 高速脈沖輸出，具有PID控制器。CPU226 配有2個RS485 通 訊/ 編程口，具有PPI通信、MPI通信和自由通信方式能力，用于 較高要求的中小型控制系 統(tǒng)。本系統(tǒng)采用繼電器輸出，故在此只介紹DC 輸入繼電器輸出的CPU226接線方法。西門 子 CPU226DC輸入端中1M、~ 組，2M 、~，1M、2M分別為各組的公共端。繼電器輸出端由 3 組構成，其中 1L、~ 為第 1 組，2L、 ~ 為第 2組，3L、 ~ 為第 3 組 。各 組的公共端為 1L、2L、3L。 在plc的輸入口各個旋鈕開關，按鈕開關一頭接入plc的輸入點，一頭接24V+，其中24V+來自plc 的 輸出24V電源。 輸入端的公共端 M1,M2和M端相連。為了便于維護，和器件的安全，輸出端的控制沒有直接和負載連接，而是通過中間繼電器相連，其中中 間繼電器全部采用2P 的24V 中間繼電器，中 間繼電器的供電電壓來自24V電源模塊。8圖 3 PLC 接線圖 亮度檢測裝置亮度檢測電路是作為路燈開啟與路燈關閉的一個輔助的控制開關。在夜幕降臨的時候，即天黑到一定的程度的時候，而 對時間 控制系統(tǒng)來說還沒有達到規(guī)定的開燈時間，但這時也要要求路燈開啟，進入第一種工作狀態(tài)。在早晨天亮 時根據亮度變化把路燈關閉，但后面還有時間控制，即使亮度檢測失誤，當達到一定的實際時間，路燈在時間 控制下關閉， 進入下一工作狀態(tài)。常用的光探測器件很多，本設計用的是硫化鎘（Cds）光敏電阻，它是由半導體材料制成的。當光照射到光敏電阻的時候，光子被 Cds 半導體物質吸收，激發(fā)出更多的電子空穴對，使載 流子數目增加，從而 導致光敏電阻阻值（暗阻）在1~10MΩ之間；在強光條件下， 電阻的阻值（亮阻）僅 有幾百至數千歐姆。本電路是利用光敏電阻作為光探測器件。電路如圖所示，在由電阻 R光敏電阻 Cds 和可 調電阻 W 組成的分壓偏置。電路中，當 A 點電壓低于晶體三極管基極的導通電壓時，晶體三極管 BGBG2 都處于截止狀態(tài)，發(fā)光二極管 LED不發(fā)光，表示繼電器 J 處于 釋放狀態(tài)，繼電器 J 的常 閉觸點接通。當照射在光敏電阻 Cds 上的光 強增大時 ，使光敏電阻阻值減小，分壓偏置電路中的 A 點電壓升高，當超過三級管導通電壓時 ，晶體三極管 BGBG2 都導通，發(fā)光二極管 LED9亮；繼電器 J 吸合，常閉觸點打開。R4470W5WCdsRQ18550Q28550KA4LEDVCC圖 4 亮度檢測電路 時間調整電路為了實現路燈可靠的控制，系統(tǒng)設有時鐘電路作為路燈開啟與關閉的參考時間，而此參考時間則必須與 實際時間相同，系 統(tǒng)開機后的時間自然是與當前的實際時間不同的，通過時間調節(jié)來改變時間。時間調節(jié)由四個按鈕開關組成，分別是調整時十位，時個位，分十位，分個位。系統(tǒng)設有時間總開關。按鈕開關一頭接入 plc 的 輸入點，一頭接 24V+，其中24V+來自 plc 的輸出 24V 電源。 時間顯示電路系統(tǒng)時間顯示由 cd4511 和數 碼管組成。數碼管采用共陰極數碼管，由四個七段數碼管分別顯示時十位，時個位，分十位，分個位。用 PLC 中的特殊 繼電器 來提供秒脈沖信號，秒脈沖通 過一個發(fā)光二極管進行指示。 輸出秒脈沖， ， 輸出時間顯示 BCD碼。 ，， 輸出顯示選通信號。顯示電路如下：顯示譯碼器CD4511是一個用來驅動共陰極 LED （數碼管）顯示器的 BCD 碼—七段碼譯碼器，特點如下：具有BCD 轉換、消隱和鎖存控制、七段譯碼及驅動功能的CMOS電路能提供 較大的拉電流。可直接驅動LED數碼管。10圖 5 CD4511 引腳圖其功能介紹管腳如下： BI：4 腳是消隱輸入控制端，當 BI=0 時，不管其它輸入端狀態(tài)如何，七段數碼管都處于熄滅（消隱）狀態(tài)，不顯示數字。 LT：3 腳是 測試輸入端，當 BI=1，LT=0 時，譯碼的輸出全為 1，不管輸入 DCBA 狀態(tài)是如何，七段均 發(fā)亮， 顯示“8” 。它主要是用來檢測數碼管是否損壞。