照明控制系统毕业设计.docx

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1、毕业设计（论文）课题基于P1C的建筑设备自动控制系统设计照明控制系统设计摘要大学的电能消耗中，照明用电占有绝大部分，其中教室的照明容量大、工作时间长，且常常采用手动的控制方法，造成了浪费。因此针对学生的生活学习规律对教室的照明进行了P1C智能控制。本论文阐述了某教室的照明控制系统的设计思路、系统方案的选定、设备的选型、控制程序的编制与调试等等。采用了P1C智能控制，系统稳定可靠完全满足教室的照明要求寸艮据P1C控制原理对其进行I/O分配和绘制照明系统流程图与编写教室照明智能控制系统梯形图控制程序。最后经过模拟仿真运行能够实现教室的智能化照明。最终使灯具的使用寿命也有所提高，系统稳定可靠，完全满

2、足了教室的照明要求，达到了预想的结果。关键词:P1C，节能，西门子STEP7-300,智能控制AbstractAttheuniversityofpowerconsumption,1ightinge1ectricitypossessionforthemostpart,Thec1assroom1ightingof1argecapacity,1ongworkinghours,andoftenusemanua1contro1method,causedthewaste.Thestudentsfor1ifeof1earningru1eP1Cinte11igentcontro1ofthec1assroom1

3、ighting.Thispaperexpoundssomec1assrm1ightingcontro1systemdesign,se1ectionofsystemscheme,equipmenttypese1ection,contro1programcompi1inganddebuggingandsoon.adoptedP1Cinte11igentcontro1systemisstab1eandre1iab1ecomp1ete1ysatisfytherequirementofthec1assroom1ighting;Accordingtotheprincip1eofP1Ccontro1onth

4、eI/Odistributionandmapping1ightingsystemf1owchartand1adderdiagramwritingc1assrm1ightinte11igentcontro1systemcontro1program.Fina11ythroughthesimu1ationoperationcanbeachievedwithinthec1assroominte11igent1ighting.Eventua1Iymakeita1soimprovedtheservice1ifeof1ampsand1anterns,thesystemisstab1eandre1iab1e,

5、comp1ete1ysatisfyingtherequirementsofthec1assroom1ighting,toachievethedesiredresu1ts.Keywords:P1C,energysaving,SiemensSTEP7-300,inte11igentcontro1目录摘要IAbstractii1绪论12P1C简介22.1 P1C定义和分类22.2 2P1C的特点32.3 P1C的结构42.3.1主机42.3.2输入/输出(I/O)接口42.3.3电源52.3.4编程器52.3.5输入/输出扩展单元52.3.6外部设备接口52.4可编程控制器的性能指标53.设计的主要

6、容和要求63.1主要容63.2技术要求73.3P1C工作原理74智能照明的总体方案设计71.1 照明系统的功能需求分析85硬件设计95 .1选择P1C类型95.1 P1C外部连线图105.2 光照传感器115.3 红外探测器126 P1C软件设计136.1 P1C的编程原件136.2 P1C的编程语言156.3 程序流程图156.4 STEP7300简介166. 5输入输出编址217. 6梯形图程序设计228. 程序调试与仿真23结束语27致28参考文献29基于P1C的建筑设备自动控制系统设计某教室的P1C照明控制设计1绪论11课题的背景与意义新校园的建设要适应网络时代的发展，应引入智能化的概

7、念在传统的楼宇自控中，一般只包括了综合布线，计算机网络、安防、消防、闭路监控等子系统。但是几年来，陵着科技的进步，人们对照明灯具节能和科学化管理提出了更高的要求，使得照明控制在智能化领域的地位越来越重要。而在新校区的建设热潮中，各大高校和他们的建设者也应意识到智能照明的重要性。相对商业楼而言，校园里的大功率动力和制冷设备比重较少，照明灯具则相对比重较多。使用照明控制系统，更能体现其在节能与管理方面的优势，提高学校的科学管理水平。我国智能化照明技术的应用还不广泛，大多数校园仍然使用传统的照明控制方式。因此完善校园路灯智能化监控建设，进一步扩大监控系统点位，自动实时监控和远程控制校园照明设施的开关

8、灯，合理控制道路照明和景观灯的运行和停止具有重要的现实意义。但是我国智能化照明技术的应用还不广泛，大多数校园仍然使用传统的照明控制方式。本次设计课题结构特点明确，涵概面广。在整个设计过程中，我得到了毕业设计指导老师孜孜不倦的指导，也深切体会到科学严谨的设计思想。由于本人设计经验有限，不妥和错误之父，恳请各位老师指正。1.2P1C在国外的研究情况可编程控制器是六十年代发展起来的一种自动控制装置是一种嵌入式的工控机，它以顺序控制为主回路调节为辅能完成逻辑判断、定时、计数、记忆和算术运算功能既能进行开关量控制又能进行模拟量控制还具有通信功能。针对节约电能、保护全球环境的可持续发展的要求，美国环保署于

9、1991年1月提出“绿色照明”概念，引起了其他国家的重视。我国也于1993年11月总动“中国绿色照明工程”，并于1996年正式列入国家计划。但是我国智能化照明技术的应用还不广泛，大多数校园仍然使用传统的照明控制方式。因此完善智能化监控建设，进一步扩大监控系统点位，自动实时监控和远程控制照明设施的开关灯，合理控制道路照明和景观灯的运行和停止具有重要的现实意义。可以预期到，P1C将来在我国会有更广阔的发展空间。2 P1C简介2.1 P1C定义和分类可编程控制器简称P1C(Programmab1e1ogicContro11er)是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编

10、制程序的存储器，用来在其部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。P1C按产地分，可分为日系、欧美、台、大陆等。其中日系具有代表性的为三菱、欧姆龙、松下、光洋等；欧美系列具有代表性的为西门子、A-B、通用电气、仪表等；台系列具有代表性的为1G、台达等；大陆系列具有代表性的为合利时、中控等；按点数分，可分为大型机、中型机与小型机等。大型机一般I/O点数2048点；具有多CPU，16位/32位欠理器，用户存储器容量816K，具有代表性的为西门子S7-400系列、通用公司的GE-IV系列等；中型机一般I/O点数为

11、2562048点；单/双CPU，用户存储器容量28K，具有代表性的为西门子S7-300系列、三菱Q系列等；小型机一般I/O点数256点，单CPU，8位或16位处理器，用户存储器容量4K字以下，具有代表性的为西门子S7-200系列、三菱FX系列等；按结构分，可分为整体式和模块式。整体式P1C是将电源、CPU、I/O接口等部件都集中装在一个机箱，具有结构紧凑、体积小、价格低的特点；小型P1C一般采用这种整体式结构。模块式P1C由不同I/O点数的基本单元(又称主机)和扩展单元组成。基本单元有CPU、I/O接口、与I/O扩展单元相连的扩展口，以与与编程器或EPROM写入器相连的接口等；扩展单元只有I/

12、O和电源等，没有CPU；基本单元和扩展单元之间一般用扁平电缆连接；整体式P1C一般还可配备特殊功能单元，如模拟量单元、位置控制单元等，使其功能得以扩展。这种模块式P1C的特点是配置灵活，可根据需要选配不同规模的系统，而且装配方便，便于扩展和维修。大、中型P1C一般采用模块式结构。还有一些P1C将整体式和模块式的特点结合起来，构成所谓叠装式P1C。按功能分，可分为低档、中档、高档三类。低档P1C具有逻辑运算、定时、计数、移位以与自诊断、监控等基本功能；还可有少量模拟量输入/输出、算术运算、数据传送和比较、通信等功能；主要用于逻辑控制、顺序控制或少量模拟量控制的单机控制系统。中档P1C除具有低档P

13、1C的功能外，还具有较强的模拟量输入/榆出、算术运算、数据传送和比较、数制转换、远程I/O、子程序、通信联网等功能；有些还可增设中断控制、PID控制等功能，适用于复杂控制系统。高档P1C除具有中档机的功能外，还增加了带符号算术运算、矩阵运算、位逻辑运算、平方根运算与其它特殊功能函数的运算、制表与表格传送功能等；高档P1C机具有更强的通信联网功能，可用于大规模过程控制或构成分布式网络控制系统，实现工厂自动化。2.2 P1C的特点(1)可靠性高，抗干扰能力强高可靠性是电气控制设备的关键性能。P1C由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性

14、。一些使用冗余CPU的P1C的平均无故障工作时间则更长。从P1C的机外电路来说，使用P1C构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线与开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，P1C带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可与时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除P1C以外的电路与设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。(2)配套齐全，功能完善，适用性强P1C发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代P1C大多具有完善的数据运

15、算能力，可用于各种数字控制领域。近年来P1C的功能单元大量涌现，使P1C渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上P1C通信能力的增强与人机界面技术的发展，使用P1C组成各种控制系统变得非常容易。易学易用，深受工程技术人员欢迎P1C作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用P1C的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。(3)系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造P1

16、C用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计与建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。（4）体积小，重量轻,能耗低以超小型P1C为例，新近出产的品种底部尺寸小于IOO1nm，重量小于150g，功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械部，是实现机电一体化的理想控制设备。2.3 P1C的结构P1C的类型繁多，功能和指令系统也不尽一样，但结构与工作原理则小异，通常由主机、榆入/输出接口、电源、编程器扩展器接口和外部设备接口等几个主要部分组成。2.3.1 主机主机部分包括中央欠理器（CPU）、系统程序存储器和用户程序与数据存储器。CPU是P1C的核心