【《基于PLC智能照明控制系统设计》10000字（论文）】.docx

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1、基于P1.C智能照明控制系统设计摘要蔺要：随着经济的快速发展，人们对于照明的需求逐渐增加。以校园为例，传统人工控制的照明系统渐渐满足不了人们对照明的控制的需求并存在性制豆杂、修理困难等问题。针对这种情况,本课题设计了一种新型控制系统来实现对照明的智能控制。该新型控制系统以可编程控制器P1.C代替人工控制,系统工作稳定可靠、控制简单,能够完全满足校园的照明需求。照明控制系统包括硬件和软件两个部分设计,硬件电路主要包括光照检测模块、声音检测模块和报警模块等设计；通过软件编程来连接名个模块电路来实现校园的照明控制,可以根据不同季节、时段来进行照明模式的自由切换.在一定程度上实现了照明节作。关幽9：可

2、编程控制器，智能控制,照明系统，节能目录摘要IABSTRACT错谀书签。第一章引言41.1 课题研究背景41.2 国内外研究现状41.2.1 国外P1.C智作照明技术的发展与现状4122国内P1.C智能照明技术的发展与现状51.3 研究内容及意义5第二章P1.C智能控制系统的总体设计62.1 P1.C智能照明控制系统的设计思想62.1.1 照明系统的需求分析62.1.2 照明系统的设计过程62.2 P1.C智能照朗控制系统的组成模块72.2.1 光照额模块7222声音检测模块72.2.3 节能运行模块82.2.4 报警模块8第三章P1.C智能控制系统的硬件设计93.1 线路结构设计93.2 P

3、1.C的相关设计9321初步确定机型1()3.2.2 P1.C型号的确定103.2.3 P1.C的I/O口分配表103.2.4 P1.C扩展模块的选择I1.3.2.5 外部接线图I1.3.3 照明设备的选型1233I灯具的选择123.3.2照明电源的选择123.4 触疾屏的选择133.4.2 MCGS昆仑通态触摸屏与P1.C的连接133.4.3 MCGS界面展示及设计流程14第四生P1.C智能控制系统的软件设计174.1 细程软件174.1.1 软件介绍174.1.2 编程语言174.2 程序流程设计174.3 照明系统的设计184.3.1 时间分配控制方案184.3.2 照明时间分配流程设计

4、194.4 各模块控制程序的设计204.4.1 光照检测和声音检测模块的程序设计2()4.4.2 节能运行模块214.4.3 报警模块22第五至P1.C智能控制系统的调试245.1 P1.C的程序调试2451.1调试条件245.1.2谢试步骤245.2 系统仿真24521S7-1200仿真步骤245.2.2系统仿真24结论错误节签。参考文献27i1.1.第一章引言1.1 课题研究背景随着社会经济的迅速发展.人们渐渐开始关注能源消耗的问题,对社会能源的浪费不但会造成社会经济的拂失.而且碳排放量也大大增加,严重污染环境.所以节约能源消耗是人们生产生活过程中的一个重要主题。讲到节电.人们常常会忽视了

5、日常生活中照明作源的消耗,由于其照明的单位容量小.设备安装位置较分散,从而变得无关紧要。事实上,随若城市规模的不断扩大发展.道路公共照明也逐渐普及.照明设备的单个容量增加、总容量也在大大增加,环境美化用的照明灯也逐渐夺目耀眼。大学校园的建筑都建立在人员较少的郊区,建筑密度低。所以公共照明如公共场合、教学楼、宿舍等场合所用的照明用电占总照明能源很高的比例,照明灯具的容量大,照明工作时间很长U1.现如今,人们的生活质量渐渐提高.公共场所引入照明设备来改善人们的生活质量。因此，照明能耗在社会总能耗中的比重日益增加。为了让生活更轻松，这些照明设备有时会因为无人管理而整夜开着，造成大量电力和能源的浪费。

6、因此.照明的节能问题越来越重要。现在国内外广泛使用的节能开关基本都是声控、光敏、的歇。单一的开关控制会有其自身的缺点.因此研究和设计出一种智能照明控制系统来替代现控制系统是非常有意义的工作。1.2 国内外研究现状1.2.1 国外P1.C智能照明技术的发展与现状P1.C技术在世界上的发展已经非常的成熟,对于P1.C的控制技术研究能力渐渐增强，大大降低了P1.C运行时的功率消耗和体积,在提高了P1.C的运行稳定的同时也降低了制作成本。随若技术的不断迭代升级,人们根据P1.C产品的特色以及地理位置分为美国、日本和欧洲三个主要流派,它们的研发共同特点都是使编程和故障检测更加灵活方便”2()世纪60年代

7、末，美国的通用汽车有限公司为了提高工厂的能力.找到美国的国家数字化工业设备有限公司,通过调查研究出一台可编程控制器并命名为PDP-14;在日本的20世纪70年代初旧本研发了一台可编程控制需命名为DCS-8;在我国20世纪70年代末,我国在工业应用中开始推广和应用可编程控制器。P1.C的发展历程经历了4次的迭代.世界上研发了将近4（X）多种PIC产品.生产厂家达2（X）多家,我们根据P1.C用究主导方向的不同可大致分为三大流派。A-B公司、莫迪康（MOD1.eON）公司、西门子（SIEMENS）公司和三菱等三大流派的P1.C产（S占据了80%的市场份额。1.2.2 国内P1.C智能照明技术的发展

8、与现状近年来,随着国内工业控制水平的不断提高和工业屯0时代的到来,国产P1.C不断发展,在新能源、环保等新兴行业不断取得业务突破“我国也不断出台新的政策来支持P1.C市场的发展，从2011年4月工信部首先推出了有关加速推动信息化与工业发展深入融入的几个建议的政策实现了信息技术与工业基础深入融入能力,加快发展高档数控技术体系、制造执行管理系统和工业生产管理系统.加速工业生产管理、现代物流等领域计算机网络技术设备、智急服务终端、传感器产品和里要应用信息系统的工业化进度向；2016年10月国家产品质量监督管理检验检疫总署和国家标准化管理委员推出工业控制系统信息安全保护指引该规范面向工业生产智能化和监

9、控管理系统中的P1.C应用领域.规范了网络安全的测试、评价、保护和信息管理等各领域方面信息安全保护需求,为工控管理系统的设讦万、机械设备制造商、信息技术系统集成商、用户等多方参与主体提出了可掇作性的工控信息安全技术标准,建立了业界网络安全标准化体系,推动了我国工业控制系统网络安全产品和体系的发展。13研究内容及意义本谀题主要研究内容对象是校园的照明系统控制。校园照明系统的电能消耗.主要是道路照明、教学I类照明的高需求量,且使用手动控制照明系统的方法,对照明造成了一定的浪费。根据白天和夜晚的判断来识别是否需要璐明控制,调直学生的生活隹息规律,当学生晚上下课或者史习课下,系统根据设定时间将道路照明

10、全部打开并减少学生较少地区的原明亮度；当学生大部分在宿舍时.适当降低道路照明要求,教学楼区（自习室除外）照明系统进入节能模式；学生存在寒君假假期.在此期间学校照明系统需要停止工作,根据该时间设计出相应的控制时序,根据P1.C迸行控制照明系统按设计时序进行运行控制。本课题研究的智能控制系统能够在确保灯具正常工作的条件下，给滕明灯具输出合理地照明运行功率,能簸有效地增加灯具的照明使用寿命.并厥少灯具维护的难度,在各种情况下能稳定地迸行照明工作。最主要的是可以实现照明的精确控制,从而实现节能的目的。针对全时段、全负荷运行而言.根据综合考虑智能照明控制系统大约节约电能效率为5%-20%o同时本课题的完

11、成,说明P1.e在照明控制系统中的应用及其实现,让学生对P1.C智能系统的设计和完善具有一定地参考价值，通过此类P1.C项目的实践开发.使我的专业知汨快速与工程实践进行结合，能够进一步提高我的实践能力。第二章P1.C智能控制系统的总体设计2.1 P1.C智能照明控制系统的设计思想2.1.1 照明系统的需求分析1.提高管理效率本课题所研究的智能控制系统主要为了实现控制系统操作更简单和灵活，能够减少操作人员的重复性劳动的问题。提高照明管理的高效性并且降低了照明控制系统的所需的运行成本以及更大的投资回报价值。2 .节约电能现如今越来越多的电力能源用来满足人们的照明，随着照明场合规模的犷大也逐渐产生过

12、度照明的、无人照明等浪费现狡。使用智能控制系统能够实现在俣证照明需求的情况下精确照明.也根据所需的时间进行合理调整照明时长等要求从而实现节约电能的作用。根据合理计算出相比于以往人工照明控制,智能控制系统节电率可以达到15%-3O%03 .智能化发展使用智茂控制系统，能够实现基本璐明场合的灯光的控制；也可以使用者的需求和特定的场景来进行合理的调整.来实现适合使用者满意的照明痍星。随若科技的不断发展.我相信会在这个智能控制的基础上不断的进行迭代和创新来满足人们的照明需求,不断的增加人们的照明品质U叫2.1.2照明系统的设计过程对校园照明控制系统的需求进行初步系统配置，设计出校园照明控制的时间和照明

13、电气部分。首先,根据校园学生主流的合理作息来进行对照明布为；其次对照明灯具的具体参数需求来进行灯具的选型、传感器的选择等硬件部分设计；然后就是软件部分设计,根据原明需求斓写出相应的程序：最后通过P1.C系统根据需求不断修改,直至满足校园照明控制的需求。2.2P1.C智能照明控制系统的组成模块P1.C智能照明控制系统主要有可编程控制器、触漠屏、各类传感器和明明灯具组成。根据对校园大部分学生的作息习惯来进行设置照明设计，通过光照检洌模块和声音检测模块来进行外部数据收集.数据传入P1.C进行处理并判断是否满足照明需求、节能运行和报警等状态“4人们可以通过触摸屏来观察了解当前系统状态,并通过触摸屏来对

14、照明控制系统进行照明控制。照明控制系统结构示意图如图2-1所示。图2-1照明控制系统结构示息图2.2.1 光照检测模块为了智能照明系统能够识别白天还是夜晚,使用太量地光照检测传感器进行多点实时检测出光照强度和设定阈值迸行对比判断.大于等于阈值系统判断是白天.相反判断为黑夜U21.2.2.2 声音检测模块为了能够即满足了照明需求的同时，也满足节能效果。我们通过声音检测模块来收集在照明系统正常工作的情况下的分贝数据,人为的设置分贝阈值。当检测分贝大于阈值时,照朗控制系统正常工作；反之,照明控制系统降低一定的照明亮度使系统进入节能模式。2.2.3 节能运行模块该区域无需正常照明亮度时，智能控制系统进

15、入节能模式。当智能控制系统需要进行正常工作时,即照明设备脱离节作模式,需要系统等待3s,以确快节能模式不影响系统的正常工作口2.2.4 报警模块每天设置时间进行系统自检，检测各个传感器的数值是否在网值内波动,如果有波动则系统正常工作，反之在触摸屏上显示报警信息。维修人员根据报警代码找到相应传感器进行维修。第三章P1.C智能控制系统的硬件设计3.1 线路结构设计本课题以校园照明系统为例,根据大部分学生照明需求对灯具进行安装。线路图采用了田线两端供电的安装方式.有利于节约出线和控制开关的容量IU1.保证名电路都有独立的接触器进行监控,可编程控制器通过编写的程序来对接触器进行监督。线路结构设计示息图如图3/所示。图中简画出一条教学楼线路供电图、一个操场体育馆供电图和一个宿舍区的供电系统图。图3-1供电系统示意图3.2 P1.C的相关设计可编程控制器作为控制系统的核心,对P1.C的选型便成为重要的一环.现如今国内P1.C技术的迅速发展,也拥有自己的P1.C品牌如信捷、汇川。但根据控制系统的需求需要在P1.C选型上考虑点数、作用以及价格方面的因素,使得最终的控制系统结掏设计更简洁稳定”3.2.1 初步确定机型本课题所研究的照明