【正文】 。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)請教了很多問題，衷心感謝他們給予我的無償幫助。與其說是學(xué)習(xí)，我更感覺到我們是在一起工作。大學(xué)的老師都很無私，他們對學(xué)生有問必答。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題的途徑。在解決問題的過程中，我都經(jīng)歷了彷徨、無助甚至煎熬，最終我憑借堅(jiān)強(qiáng)的毅力堅(jiān)持了下來，才取得了今天的成果。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。LOGO!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。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。通過校園照明智能控制，節(jié)電效果明顯。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?；?PLC 的校園照明智能控制系統(tǒng)已經(jīng)設(shè)計(jì)完畢，通過對該系統(tǒng)的調(diào)試與仿真，其功能基本達(dá)到要求。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。①9 月 5 日 18:58 仿真示意圖基于 PLC 的校園照明智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)18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)段仿真圖基于 PLC 的校園照明智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)19④9 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)段仿真圖基于 PLC 的校園照明智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)20⑦12 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 23:10 仿真示意圖圖 13 冬春時(shí)制第三時(shí)段仿真圖通過設(shè)定時(shí)鐘時(shí)間并將其輸入 CPU 224 內(nèi)部時(shí)鐘，以此來觀察仿真輸出。(2)系統(tǒng)仿真圖本系統(tǒng)仿真的主要示意圖。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。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)。 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）。季節(jié)控制程序如圖5所示。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。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。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；。出信號(hào)，、秋時(shí)制工作狀態(tài)，冬、春季節(jié)的工作狀態(tài)。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)。把11月1日至來年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)。 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。 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，而在夏天陽光可以維持到19點(diǎn)左右。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。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，開燈晚，熄燈早；冬季則相對開燈較早，熄燈則相對較晚。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)。 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。表 2 時(shí)鐘緩沖區(qū)基于 PLC 的校園照明智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)15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)）。按“設(shè)置”按鈕，將上面的時(shí)鐘日期數(shù)據(jù)寫入 PLC。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)。 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。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。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 基于 PLC 的校園照明智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)14Micro/WIN 可以通過任何編程連接實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)時(shí)鐘的設(shè)置。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。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。C） ，最大誤差 7 分鐘/月（0～55176。CPU22CPU226 和 CPU226 XM 都有內(nèi)置的實(shí)時(shí)時(shí)鐘 [15]。 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)。編譯結(jié)束后，輸出窗口顯示編譯信息。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。（5）編譯與保存編譯可以通過工具欄按鈕或者 PLC 菜單進(jìn)行。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。可以通過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)?；蛴每旖萱I FFF9 鍵進(jìn)行操作。（2）輸入指令基于 PLC 的校園照明智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)13輸入梯形圖指令可以通過指令樹、工具條按鈕等方式進(jìn)行?？梢员４鏋閿U(kuò)展名為“.mwp”的新建項(xiàng)目。? 狀態(tài)表:用來觀察程序執(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]。? 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。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。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）。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?；?PLC 的校園照明智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)11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。通過程序判斷輸出高低電平，控制照明燈具。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 基于 PLC 的校園照明智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)10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。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。 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)。S7200 的 STEP7Micro/WIN 編程軟件可以方便地在 Windows 環(huán)境下對 PLC 編程、調(diào)試、監(jiān)控，使得 PLC 的編程更加方便、快捷。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。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。13K 字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。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)。這些性能直接影響到 PLC 的控制規(guī)模和 PLC系統(tǒng)的配置。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，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)