【正文】 PLC 主要有 CPU221，CPU222，CPU224，CPU224XP 和CPU226 五種 CPU?？蛇B接 7 個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至 248 路數(shù)字量 I/O 點(diǎn)或 35 路模擬量 I/O 點(diǎn)。6 個(gè)獨(dú)立的 30kHz 高速計(jì)數(shù)器，2 路獨(dú)立的 20kHz 高速脈沖輸出，具有 PID 控制器。I/O 端子排可容易地整體拆卸?？赏耆m應(yīng)于一些復(fù)雜的中小型控制系統(tǒng)?？梢哉f(shuō)，S7200 可以滿(mǎn)足各種小規(guī)?？刂葡到y(tǒng)的要求。根據(jù)對(duì)分時(shí)控制信號(hào)和照明輸出信號(hào)分類(lèi)統(tǒng)計(jì)，估計(jì) PLC 輸入開(kāi)關(guān)量個(gè)數(shù)，由此可知信號(hào)總個(gè)數(shù)為 13 個(gè)。I/O 地址輸入/輸出分配如表 1 所示。本設(shè)計(jì)輸出為繼電器形式輸出即高低電平的輸出。校園照明控制程序流程圖如圖 2 所示。SIMATIC 工業(yè)軟件 STEP7 是用于西門(mén)子 SMC7 系列可編程控制器的標(biāo)準(zhǔn)工具。它功能強(qiáng)大，主要為用戶(hù)開(kāi)發(fā)控制程序使用，同時(shí)也可實(shí)時(shí)監(jiān)控用戶(hù)程序的執(zhí)行狀態(tài)?；?PLC 的校園照明智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)12 STEP7Micro/WIN 編程軟件主界面及基本組成（1）STEP7Micro/WIN 編程軟件，它的主界面窗口組件如圖 3 所示。? 數(shù)據(jù)塊:由數(shù)據(jù)（變量存儲(chǔ)器的初始值）和注釋組成。? 符號(hào)表:允許程序員用符號(hào)來(lái)代替存儲(chǔ)器的地址，符號(hào)地址便于記憶，使程序更容易理解。 梯形圖的編寫(xiě)（1）打開(kāi)項(xiàng)目執(zhí)行“文件”→“新建”命令，可以新建一個(gè)項(xiàng)目?；驁?zhí)行“文件打開(kāi)命令可以打開(kāi)項(xiàng)目。指令樹(shù)中包含了幾乎所有的指令，或在工具條上直接放常用的指令。（3）創(chuàng)建邏輯網(wǎng)絡(luò)用梯形圖編寫(xiě)的程序就是將組件排列成邏輯網(wǎng)絡(luò)。（4）輸入地址在梯形圖輸入指令時(shí)，參數(shù)最初是由“？？？”顯示的，表示參數(shù)未賦值，可以用絕對(duì)值或者符號(hào)標(biāo)明程序中的指令操作數(shù)。如果有未賦值的參數(shù)，程序?qū)⒉荒苷＞幾g?？赏ㄟ^(guò)“PLC”菜單中的“編譯”命令，或者工具欄上的“編譯”按鈕，編譯當(dāng)前被激活的編輯器中的程序。使用“全部編譯”，與哪一個(gè)窗口是活動(dòng)的無(wú)關(guān)?？梢酝ㄟ^(guò)工具欄的“保存”按鈕、“文件”菜單中的“保存”命令及“另存為”進(jìn)行保存。CPU22CPU222 沒(méi)有內(nèi)置的實(shí)時(shí)時(shí)鐘，需要外插“時(shí)鐘/電池卡”才能獲得此功能。S7200 的時(shí)鐘精度典型值是 2 分鐘/月（25176。C） 。實(shí)際上可讀取的最小時(shí)間單位是 1 秒，可每秒讀取一次（使用 上升沿觸發(fā)讀取指令） 。CPU 靠?jī)?nèi)置超級(jí)電容（＋外插電池卡）在失去供電后為實(shí)時(shí)時(shí)鐘提供電源緩沖；緩沖電源放電完畢后，再次上電后時(shí)鐘將停止在缺省值，并不開(kāi)始走動(dòng)。（2）用 Micro/WIN 設(shè)置時(shí)鐘 通過(guò)編程軟件 Micro/WIN 設(shè)置 CPU 的時(shí)鐘，必須先建立編程通信連接。設(shè)置日期：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。 讀取 PC 時(shí)鐘：按此按鈕可以讀取安裝 Micro/WIN 的 PC 機(jī)的本機(jī)時(shí)間 [16]。根據(jù)需要選擇夏時(shí)制調(diào)整選項(xiàng)。時(shí)鐘讀寫(xiě)指令緩沖區(qū)格式Read_RTC（讀時(shí)鐘）和 Set_RTC（設(shè)置時(shí)鐘）指令靠數(shù)據(jù)緩沖區(qū)在用戶(hù)程序與硬件芯片間交換數(shù)據(jù)，它們的緩沖區(qū)格式相同。如果設(shè)置 T 為 VB100，那么讀取時(shí)鐘后，“年”的信息就會(huì)保存在 VB100 中，“月”保存在 VB101 中。 分時(shí)控制方案在設(shè)計(jì)前，對(duì)大學(xué)生的活動(dòng)規(guī)律、道路照明的亮度進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)和測(cè)量，掌握了一手資料。根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)把控制分為3個(gè)時(shí)段：第1個(gè)時(shí)段為21點(diǎn)之前，所有燈具全部開(kāi)啟；第2時(shí)段為21點(diǎn)至23點(diǎn)，活動(dòng)人員較少，可以關(guān)閉1/2的燈具；而到23點(diǎn)之后為第3時(shí)段，只要留有1/4的燈具工作，高于道路照明的最低要求。景觀和公共綠地照明采用第第2時(shí)段全開(kāi)，第3時(shí)段全熄的控制方式，控制簡(jiǎn)單易行，節(jié)能效果顯著。制定的控制方案是：寒暑假期間景觀燈手動(dòng)控制，根據(jù)需要臨時(shí)或少量開(kāi)啟；而路燈每天只開(kāi)啟1/4，滿(mǎn)足最低照明要求。因此，把一年四季分為2個(gè)區(qū)間，在設(shè)計(jì)時(shí)考慮了夏、秋時(shí)制和冬、春時(shí)制的識(shí)別，使節(jié)能效果更加明顯。把5月1日至10月30日定義為夏、秋時(shí)制，它的3個(gè)時(shí)段劃分為：19點(diǎn)至21基于 PLC 的校園照明智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)16點(diǎn)、2l點(diǎn)至23點(diǎn)、23點(diǎn)至凌晨5點(diǎn)。道路照明的PLC程序就是要實(shí)現(xiàn)這些不同季節(jié)的時(shí)段控制要求。，當(dāng)選擇到自動(dòng)工作制時(shí)，使PLC投入程序運(yùn)行，自動(dòng)控制程序啟動(dòng)。,。 季節(jié)自動(dòng)選擇程序?yàn)榱俗畲笙薅鹊毓?jié)能，不同季節(jié)亮燈的時(shí)間有所不同，季節(jié)選擇程序主要是為夏、秋季和冬、春季節(jié)的不同時(shí)段控制而設(shè)置的。程序中的M100是控制季節(jié)程序轉(zhuǎn)換的信號(hào)，當(dāng)M100使能時(shí)程序進(jìn)入冬、春季控制，反之，程序?yàn)橄?、秋時(shí)制控制方式。該程序是按2022年投入運(yùn)行而編制的，在今后的運(yùn)行中，每年必須對(duì)日期的設(shè)定調(diào)試一次，以保證運(yùn)行無(wú)誤。圖5 季節(jié)控制程序5 控制程序的調(diào)試與仿真 程序調(diào)試（1）調(diào)試條件基于 PLC 的校園照明智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)17①選擇合適的 CPU 外電路，根據(jù)信號(hào)系統(tǒng)要求以及 I/O 資源配置進(jìn)行模擬連接，輸入端由 PLC 按鍵模擬，輸出端由 CPU 上的指示燈邏輯指示即可；②使用 STEP7Micro/WIN 編程軟件進(jìn)行編程；（2）程序調(diào)試步驟 [17]①打開(kāi) STEP7Micro/ 軟件；②在命令菜單中選擇 Debug Program Edit in RUN；③把以設(shè)計(jì)好的系統(tǒng)程序語(yǔ)句在 RUN 模式下輸入；④輸入程序有誤，系統(tǒng)提示不能運(yùn)行；⑤修改有誤程序，繼續(xù)輸入程序直到系統(tǒng)檢測(cè)無(wú)誤為止；⑥退出 RUN 模式在命令菜單中選擇 Debug Program Edit in RUN，然后點(diǎn)擊取消復(fù)選標(biāo)志。由于客觀條件的限制，只能對(duì)照明控制系統(tǒng)進(jìn)行模擬調(diào)試。仿真調(diào)試時(shí)，按信號(hào)裝置的運(yùn)行條件，依次設(shè)置輸入信號(hào)，并觀察輸出正確與否，同時(shí)可通過(guò)編程器監(jiān)控內(nèi)部各點(diǎn)狀態(tài)，在輸入端接上手動(dòng)按鈕而在 PLC 的輸出指示燈上看輸出，輸入信號(hào)完全靠手動(dòng)來(lái)控制。調(diào)試過(guò)程中觀察各基本環(huán)節(jié)是否滿(mǎn)足控制要求。按下輸入按鈕 ，此時(shí)將設(shè)定的時(shí)間輸入 PLC 內(nèi)部時(shí)鐘，下面為照明智能控制系統(tǒng)多種時(shí)間的仿真輸出。在打開(kāi)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)寫(xiě)入時(shí)間 9 月 11 日 19:30 后，PLC 自動(dòng)識(shí)別此時(shí)間為夏秋時(shí)制晚上第一時(shí)段，此時(shí)景觀燈、公共綠地、道路燈全部打開(kāi)，PLC 輸出端 ～ 全部輸出高電平。以此多次改變時(shí)間觀察仿真輸出是否與設(shè)計(jì)結(jié)果一致，不斷修改程序直到滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求?；?PLC 的校園照明智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)21結(jié)束語(yǔ)本設(shè)計(jì)以 PLC 為核心，通過(guò)對(duì)照明控制系統(tǒng)的詳細(xì)分析，完成了控制系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了“集中手動(dòng)、自動(dòng)復(fù)歸、重復(fù)動(dòng)作”的電氣控制。并利用 S7200 仿真軟件對(duì)程序進(jìn)行了調(diào)試與仿真，將PLC 控制和照明控制系統(tǒng)進(jìn)行了很好的連接。采用 PLC 做控制元件，相對(duì)于市場(chǎng)上出售的智能控制器而言，投資小，故障率低，基本免維護(hù)。采用智能控制后，燈具的壽命可延長(zhǎng) 2～3 倍，節(jié)省直接投資至少在 10 萬(wàn)元以上。基于 PLC 的校園照明智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)22參考文獻(xiàn)[1]中華人民共和國(guó)建設(shè)部．CJJ452022 道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[S]．南京：江蘇人民出版社，2022：712．[2]北京照明學(xué)會(huì)．照明設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]．北京：中國(guó)電力出版社，2022：121125．[3]周芳，劉美根．智能照明控制系統(tǒng)在照明節(jié)能設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J]．低壓電器，2022，28(16)：2023．[4]周芝峰，周理，王吉林. 基于 PLC 的校園照明智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]．工程設(shè)計(jì)學(xué)報(bào)，2022 [5]史國(guó)生．電氣控制與可編程控制技術(shù)[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2022：222226．[6]周?chē)?guó)華．可編程控制器原理及應(yīng)用[M]．北京：中國(guó)電力出版社，2022：3056．[7]俞麗華．電氣照明[M]．上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，2022．75[8]周萬(wàn)珍，高鴻斌．PLC 分析與設(shè)計(jì)應(yīng)用[M]．電子工業(yè)出版社，[9] 編程及應(yīng)用（第 3 版）[M]．機(jī)械工業(yè)出版社，[10] PLC 應(yīng)用技術(shù)[M]．航空航天大學(xué)出版社，:145146[11] S7 可編程序控制器[M]．STEP7 編程指南，機(jī)械工業(yè)出版社，2022：9598.[12] PLC 原理及應(yīng)用[M]．電子工業(yè)出版社，:212215[13]貞存、[M]．中國(guó)電力出版社，:139152[14]西門(mén)子 S7200SITOP 參考， 版（更新版）[15]SIMATIC S7200 可編程序控制器系統(tǒng)手冊(cè)，西門(mén)子公司，2022[16] Logic Controllers Operation Manual[J]．TOKYO，2022:112113[17] S7200 PLC 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的校園照明智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)28致謝經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的查資料、整理材料、編程設(shè)計(jì)、寫(xiě)作論文，今天終于可以順利的完成論文了。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、構(gòu)建和修改的整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我遇到許多困難，并發(fā)現(xiàn)這當(dāng)中許多問(wèn)題在教學(xué)過(guò)程中是不可能遇到的。衷心感謝盧老師在這期間給予我們的無(wú)私幫助。另外，我還要感謝在大學(xué)期間所有傳授我知識(shí)的老師，是你們的悉心教導(dǎo)使我有了良好的專(zhuān)業(yè)課知識(shí)，這也是論文得以完成的基礎(chǔ)。在這幾個(gè)月的中，經(jīng)常跟同學(xué)在一起學(xué)習(xí)、共同解決問(wèn)題、交流思想和知識(shí)。這讓我對(duì)不久之后即將參加的工作無(wú)限向往，我想我更未來(lái)同事的合作也會(huì)像跟他們合作一樣快樂(lè)的。感謝所有給我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)，謝謝你們！通過(guò)此次的論文，我學(xué)到了很多知識(shí)，跨越了傳統(tǒng)方式下的教與學(xué)的體制束縛，在論文的寫(xiě)作過(guò)程中，通過(guò)查資料和搜集有關(guān)的文獻(xiàn)，培養(yǎng)了自學(xué)能力和動(dòng)手能力。在論文的寫(xiě)作過(guò)程中也學(xué)到了做任何事情所要有的態(tài)度和心態(tài)，首先做學(xué)問(wèn)要一絲不茍，對(duì)于發(fā)展過(guò)程中出現(xiàn)的任何問(wèn)題和偏差都不要輕視，要通過(guò)正確的途徑去解決，在做事情的過(guò)程中要有耐心和毅力，不要一遇到困難就打退堂鼓，只要堅(jiān)持下去就可以找到思路去解決