【正文】 讀入，并將其寫入各對應的輸入狀態(tài)寄存器中，即刷新輸入。 PLC 在程序執(zhí)行階段：按用戶程序指令存放的先后順序掃描執(zhí)行每條指令，執(zhí)行的結果再寫入輸出狀態(tài)寄存器中，輸出狀態(tài)寄存器中所有的內容隨著程序的執(zhí)行而改變。 4 智能照明的總體方案設計 在設計前，對教室的采光情況以及教室的使用情況進行了實地調查和分析，掌握的一手資料，僅以教學樓某一教室為例進行分析，由于該教室為單面采光，所以教室中會有不同區(qū)域光照程度差別很大的現(xiàn)象，而且由于教室學生的流動性大以及就坐位置的不確定性，故設想將教室分為不同的區(qū)域，利用紅外探測器以及光照傳感器對整個教室進行分區(qū)控制，以最大程度地達到節(jié)能目的。對于有時候需要用多媒體教室播放教學影片的情況，可以 在 講臺區(qū)域方便的地方安裝 1 個控制按鈕以手動的方式給 PLC 提供信號使開始放影時關閉教室燈光，放影完畢時打開教室燈光，以適應實際的要求。安裝在每個區(qū)域的 體存在傳感器 和 光照傳感器 是獨立工作的，它們之間互不影響，一個故障不影響其它的工作。 8 講臺區(qū)域（ 5） 區(qū)域 1（前排左） 區(qū)域 2(前排右 ) 區(qū)域 3（后排左） 區(qū)域 4（后排右） 圖 1 傳感器在教室中的分區(qū)控制圖 照明系統(tǒng)的功能需求分析 節(jié)能 據(jù)專業(yè)資料統(tǒng)計智能建筑的照明用電占整個校園用電的 85%左右。校園照明回路數(shù)量較多電能浪費是個極其重要的問題。我們根據(jù)不同區(qū)域的特點進行設計確保使用方便靈活管理高效。 5 硬件設計 選擇 PLC 類型 系統(tǒng)的設計要從保證系統(tǒng)的可靠性、實用性和可擴展性等方面入手。根據(jù)輸入輸出點數(shù)選擇 CPU314 模塊。 圖 2 控制系統(tǒng)框圖 PLC 外部連線 圖 PLC 外部接線圖的輸入輸出設備、負載電源的類型等的設計就結合系統(tǒng)的控制要求來設定。 PLC控制器及I/O擴展模塊 紅外探測器 控制按鈕 多 路 開 關 光照度探測器 投影儀開關 日光燈 N .． .． .． 日光燈 2 日光燈 1 10 圖 3 教室照明智能控制外部接線圖 光照傳感器 光照強度 一個被光線照射的表面上的照度定義為照射在單位面積上的光通量。照度的單位為 lx（勒克斯） ,也有用 lux 的， 1lx=1lm/㎡。 11 光照傳感器是 采用先進光電轉換模塊，將光照強度值轉化為電壓值，再經(jīng)調理電路將此電壓值轉換為 0～ 2V 或 4～ 20mA。 紅外探測器 紅外探測器是將入射的紅外輻射信號轉變成電信號輸出的器件。要察覺這種輻射的存在并測量其強弱，必須把它轉變成可以察覺和測量的 其他物理量?，F(xiàn)代紅外探測器所利用的主要是紅外熱效應和光電效應。 這些效應的輸出大都是電量，或者可用適當?shù)姆椒ㄞD變成電量。在接近探測器中，通常有一個高頻率的 LC 震蕩電路，震蕩電路的 LC 回路通過導線連通到外部的金屬部件上。 接近探測器比較適用于室內，如對寫字臺、文件柜、保險柜等一些特殊物件提供保護，也可以用于對 門窗的保護。 接近探測系統(tǒng)的主要優(yōu)點是多用性和通用性，它幾乎可用來 保護 任何物體，而且不會被幾米以外的 干擾 所激發(fā)。 6 PLC 軟件設計 PLC 的編程原件 PLC 是一種通用的、商業(yè)化的工業(yè)控制計算機，與個人計算機相仿，用戶程序必須在系統(tǒng)程序的管理下才能運行。 ② CPU 自診斷 自診斷主要包括檢查電源電壓是否正常、 I/O 單元的連接是否正常、用戶程序是否存在語法錯誤、對監(jiān)控定時器定期復位等。 ④ 外部設備服務 PLC在這個階段與外部設備交換信息，包括編程器、圖形監(jiān) 視器（監(jiān)控設備） 、打印機等。 PLC 的編程元件也稱為邏輯部件，是 PLC 指令系統(tǒng)的基本要素， PLC 指令系統(tǒng)通常提供以下邏輯部件。同時也為了滿足對復雜邏輯關系的編程要求，還提供大量的中間輔助繼電器，它們也對應存儲器中的某一固定區(qū)域 。 （ 2）定時器 類似于繼電 接觸器邏輯電路中的時間繼電器，有延時接通、延時斷開、脈沖定時等多種方式，可以組成復雜的時間邏輯順序邏輯。定時器的常開、常閉觸點可以在用戶程序中無限次的 使用。計數(shù)器指令一般包含計數(shù)器線圈，計數(shù)值設定、計數(shù)器復位、計數(shù)信號輸入、當前計數(shù)值等組成。觸發(fā)器常開、常閉觸點可以在用戶程序中無限次的使用。 PLC 的編程語言 本次設計主要用到的是 PLC 的編程語言，這是一種使用廣泛的語言，與繼電 接觸器電路圖非常相似，具有直觀易懂的優(yōu)點，很容易被熟悉電氣控制的工程技術人員掌握。在左母線開始，按照控制要求一次連接各個觸點，最后以輸出線圈結束，稱為一個邏輯行，或一個“ 梯級”，完整的用戶程序就是由若干邏輯行構成的。 在編寫梯形圖程序時，有一些普遍遵守的原則，它們是都是出自于繼電 接觸器電路的設計原則。 程序流程圖 14 由于上述具體控制要求，可作出教室智能照明控制系統(tǒng)在運行 時的程序框圖，如圖所示。如圖4 所示： 圖 4 程序流程圖 STEP7 300 簡介 STEP7 300 的所有模塊均在機架上，模塊之間信息的傳遞需要總線（ BUS）來完成。 S7300 PLC 具有以下的特點： ① 循環(huán)周期短，處理速度高。在中等控制性能要求的領域中，高速的用戶程序執(zhí)行速度 ，對 PLC的使用和推廣開辟了更為廣闊的空間。起浮點數(shù)操作指令可有效實現(xiàn)比較復開始 Y 關閉多媒體和所有照明 07： 00— 18： 00 18： 00— 23：00 多媒體和講臺燈通電 N 開燈 不開燈 N Y 不開燈 是 否 是 2 ：007： 00 光照是否充足 是否有人 是否有人 不開燈 開燈 N Y Y N 15 SM: AO 雜的算數(shù)運算，簡化了用戶程序，使 PLC 更加適合于具有大量數(shù)據(jù)處理的過程控制中。 SIMATIC 人機界面從 S7300 中取得數(shù)據(jù)， S7300 按照用戶指定的刷新速度傳遞這些數(shù)據(jù)， S7300 操作系統(tǒng)自動處 理數(shù)據(jù)的傳送。 ⑤ 系統(tǒng)允許設置多種級別的保護口令，可有效防止用戶程序在未經(jīng)過允許的情況下被復制或修改。 圖 5 S7300 圖 （ 1）電源（ PS） 電源模塊提供了機架和 CPU 內部的供電電源，置于 1 號機架的位置。置于 2 號機架。不同型號的接口模塊可支持機架擴展或PROFIBUSDP 連接。 （ 4）信號模塊（ SM） 通常稱為 I/O（輸入 /輸出）模塊。信號模塊可用于數(shù)字信號和模擬信號，還可用于進行連接，如傳感器和啟動器的連接。 （ 6）通訊處理器（ CP） 模塊化的通訊處理器通過連接各個 SIMATIC 站點，如：工業(yè)以太網(wǎng)， PROFIBUS或串行的點對點連接等。還有安裝過程 中需要把電腦的防火墻等等都關掉，以防止軟件安裝不成功。 T37 為定時器。 19 表 1 I/O 地址分配表 輸入點 輸出點 元件名稱 地址編碼 元件名稱 地址編碼 教室啟動開關 區(qū) 域 1 燈 教室停止開關 區(qū)域 2 燈 光照探測器 ～ 區(qū)域 3 燈 紅外探測器 ～ 區(qū)域 4 燈 投影儀開關 區(qū)域 5 燈 講臺啟動開關 區(qū)域 5 燈 講臺停止開關 區(qū)域 5 燈 梯形圖程序設計 用 SETP7 軟件語句表編寫 的部分 控制程序如下： 此程序可通過仿真達到預期的要求。比如四個區(qū)域都有人，且老師使用投影儀時。且假如四個區(qū)域都有人 23 （ 5） 18： 023： 00，教室無人 （ 6） 23： 0007： 00，教室無人 24 結束語 通過本次 PLC 課題設計，使我明白了自己在學習這門課時在方法上存在的不足，讓我對 PLC 梯形圖、指令表、外部接線圖有了更好的了解，也讓我了解了關于 PLC 的設計原理，有很多設計理念來源于實際，從中找到正確的設計方法。 在這 次設計實踐之后，我更加熟練的掌握了 PLC 的基本編程方法，對 PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在課程設計過程中我了解到， PLC 并不是一門單一的編程技術，它是一門系統(tǒng)專業(yè)課程。首先需要精深 PLC 本身的編程語言梯形圖、語句表語言。最后，依照調試仿真的結果寫論文。 25 致謝 在畢業(yè)設計期間，無 論是確定設計選題、收集資料，圖紙設計、撰寫論文，我都得到了 老師的全力幫助和耐心指導。 短暫的大學生活轉眼就要結束了，這是我人生中最重要的學習時間。各位老師的悉心授課使我對電氣專業(yè)有了更多、更 豐富的認識，為今后的學習和工作打下了堅實的基礎。 再次感謝諸位老師悉心的指導和同學們的熱心幫助。 最后再次感謝母校和各位老師對我的培養(yǎng)和