基于plc智能照明控制系统设计

基于plc智能照明控制系统设计

一、选题简介、意义

随着社会的发展人们对生活质量的要求越来越高，为方便生活人们越来越多的在各个场所引入照明设备，照明在能耗中所占的比例日益增加。为了达到方便生活的目的，这些照明设备有时会彻夜开着，从而造成了大量电力能源的浪费。据统计，在楼宇能量消耗中，仅照明就占33%，因此照明节能日显重要。现在国内外普及使用的节能开关基本有声控型、触摸型、感光型等。这几种开关各有自己的弊端，如声控型不适合环境嘈杂场所、触摸型虽然能自动关闭但不能自动打开、感光型开关在无人期间不能自动关闭„„由此研究设计一种既智能又节能的控制系统来替代现有的产品是一件极其有意义的工作。智能照明控制系统在确保灯具能够正常工作的条件下，给灯具输出一个最佳的照明功率，既可减少由于过压所造成的照明眩光，使灯光所发出的光线更加柔和，照明分布更加均匀，又可大幅度节省电能，智能照明控制系统节电率可达20%-40%。智能照明控制系统它可在照明及混合电路中使用，适应性强，能在各种恶劣的电网环境和复杂的负载情况下连续稳定地工作，同时还将有效地延长灯具寿命和减少维护成本。通过对照明智能控制系统的分析，进而没计出整个控制系统中各时段的运行时序。系统硬件设计。根据不同时段照明的需求，设计硬件线路连接控制。应用PLC编程软件设计出程序。通过PLC控制不同路段照明灯及景观灯，使其能够按预先设计的时序运行。

二、课题综述（课题研究，主要研究的内容，要解决的问题，预期目标，研究步骤、方法及措施等）

课题主要涉及问题：

做课题设计主要采用PLC智能控制，来实现对智能照明的自动控制，系统中的照明灯开

关通过PLC所设定的定时器、计时器参数进行动作，从而完成智能照明系统的控制。

目的：

以PLC为基础来设计一套智能照明控制系统，以此来实现节约能源的目的。此论文内容与本专业及工作紧密相关，把从学校学到的理论知识运用到实际工作当中，在实际工作中不仅能检验自己所学的知识，而且还能学到书本上没有的知识与经验，补充自己的专业知识。在实际工作中让理论与实际相结合，使所学知识掌握的更加牢固，并能不断提高自己的学习能力与工作能力。此论文就是对所学知识与工作综合运用后的一个总结与心得。

要求：

1、通过对校园照明系统的分析，进而没计出整个控制系统中各运行设备的运行时序。

2、系统硬件设计，包括由计算机、照明线路、控制装置等的设计。

3、应用PLC编程软件设计出程序。通过PLC控制，各运行设备能够按预先设计的时序运行。

研究步骤：

1、确定课题内容 2、研究课题内容 3、确定方案 4、查找资料

5、设计电气原理图、根据要求编写程序、调试程序

6、根据控制要求确定硬件配置、系统结构的设计

7、记录运行结果并分析

8、总结

第一章引言 1

1.1课题选择意义及其背景 1

1.2课题探究意义与可行性 1

第二章照明系统控制方案的设计与论证 2

2.1 课题探究内容和技术要求 2

2.2智能照明系统设计所需条件与要求 2

2.3分区分时控制方案的构想 2

2.4 智能照明系统的结构和组成 4

2.5照明系统的设计步骤 4

第三章控制系统的框图及工作原理..............................................................................................6

3.1 系统框图.............................................................................................................................6

3.2 系统工作原理.....................................................................................................................6

第四章硬件系统的设计 7

4.1 PLC类型的选型考虑 7

4.2 S7-200PLC类型的选定 8

4.3 S7-200PLC结构与工作原理 9

4.4 数据采集电路 10

4.5 环境光采集电路 11

4.6 光敏三极管 12

4.7 HP-208-N-L型人体红外传感器....................................................................................14

4.8 PLC外部接线图 17

第五章软件系统的设计 19

5.1 程序设计思想 19

5.2 程序流程图 19

5.3 STEP7-Micro/WIN V4.0编程软件 21

5.4 该编程软件的功能介绍 21

5.5 程序输入输出I/0地址 22

5.6 设计编写梯形图程序 22

总结与展望 26

小结与致谢 27

参考文献 28

第一章引言

1.1课题选择意义及其背景

自从步入21世纪后，现代社会发展速度越来越快，人们整体生活水平也是得到了大幅度的改善。社会水平的提高，经济的飞速发展，污染与资源浪费的环境问题也日趋严重。整个世界也逐渐面临着能源匮乏的危机，该问题于我国更加严重。公共场所的扩建，对照明系统的需求越来越大。由此能源的消耗以及对照明系统不恰当地使用与管理导致了电力的大量消耗。与此同时由于能量的大量消耗，环境污染问题也成了一个焦点问题。大量碳排量的增加导致环境恶化，全球变暖问题不容忽视。

目前国内外对灯光照明的智能控制也都投入了使用，而我国此方面技术还有诸多不成熟之处。我国对于灯光照明的管理还是多在于通过人工管理，对于教室照明的智能控制就尤其缺乏。校舍的不断扩建，照明电力的更大需求加上管理的不恰当，造成了能源财产的双重浪费。这与现代环保可持续发展的理念相违背。由此，智能照明控制系统的开发与投入有着重大的发展意义。

1.2课题探究意义与可行性

PLC控制智能照明系统应用在校园照明控制系统，其提供的可靠、精确与稳定型，对校园的自动化控制有很重大的意义。其设计思想理念的经济环保也是很符合当今社会发展的需求。它能有效的降低能源的消耗，有力地促成我国建设成资源节约，一个经济社会全面协调可持续发展的文明环保社会。

参考文献

[1]李源. 智能照明控制系统在办公建筑中的应用研究[J]. 科技与创新. 2016(06)

[2]胡红武. 低压微电流安全智能开关控制器[J]. 高科技与产业化- 2013(07)

[3]刘雅洲. 探讨智能照明控制系统及其抗干扰措施[J]. 门窗. 2014(10)

[4]窦志. 智能照明控制系统与楼宇自控系统集成的实现[J]. 四川水泥. 2015(04)

[5]姜玉奇. 智能照明控制系统设计与实现[D]. 合肥工业大学 2015

[6]史国生电气控制与可编程控制技术 2008

[7]董爱华可编程控制器原理及应用 2009

[8]北京照明学会照明设计手册 2006

[9]中华人名共和国建设部 CJJ45-2006 道路照明设计标准 2007