基于PLC的校园照明智能控制系统设计(5)

基于PLC的校园照明智能控制系统设计

就很弱了，而在夏天阳光可以维持到19点左右。因此，把一年四季分为2个区间，在设计时考虑了夏、秋时制和冬、春时制的识别，使节能效果更加明显。 4.3.3 三时段控制程序

在编制时段程序时，用了数据比较功能指令，相对普通指令而言程序较短，使程序大为简化。把5月1日至10月30日定义为夏、秋时制，它的3个时段划分为：19点至21点、2l点至23点、23点至凌晨5点。把11月1日至来年4月30日定义为冬、春时制，它的3个时段划分为：18点至21点、21点到23点、23点至凌晨6点。道路照明的PLC程序就是要实现这些不同季节的时段控制要求。在此需要说明的是，根据学校供电质量好、少停电的特点，下面的程序中没有编制时间自动校正程序，因此，第1次投入运行的时必须同步时钟或修正时钟，之后就会自动控制照明，不需要人工干预。

图中I0.0为启动开关的信号，当选择到自动工作制时，I0.0就处于使能状态，使PLC投入程序运行，I0.0闭合以后，自动控制程序启动。M2.0是不同时制的识别控制输出信号，当M2.0为高电平时程序进人夏、秋时制工作状态，M2.0为低电平时程序进入冬、春季节的工作状态。Q0.4,Q0.5,Q0.6,Q0.7分别控制道路两侧的灯具。从程序中可以看出：第1时段Q0.4,Q0.5,Q0.6,Q0.7全部为“1”，灯具全部点亮；第2时段Q0.4,Q0.6被复位为“0”，道路的两侧各有1/2灯具点亮；第3时段就只有Q0.5控制的回路工作了。 4.3.4 季节自动选择程序

为了最大限度地节能，不同季节亮灯的时间有所不同，季节选择程序主要是为夏、秋季和冬、春季节的不同时段控制而设置的。PLC有日期设定与识别功能，利用它可以完成季节的转换控制，实现不同季节的不同时段控制方案。程序中的M100是控制季节程序转换的信号，当M100使能时程序进入冬、春季控制，反之，程序为夏、秋时制控制方式。需要说明的是，该程序是根据校园所在地区的情况设计的，夏、秋时制的时间定为每年的5月1日0点至10月30日的24点，不同地区应适当调整。该程序是按2012年投入运行而编制的，在今后的运行中，每年必须对日期的设定调试一次，以保证运行无误。季节控制程序如图5所示。

图5 季节控制程序

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5 控制程序的调试与仿真

5.1 程序调试

（1）调试条件

①选择合适的CPU外电路，根据信号系统要求以及I/O资源配置进行模拟连接，输入端由PLC按键模拟，输出端由CPU上的指示灯逻辑指示即可；

②使用STEP7-Micro/WIN V4.0编程软件进行编程； （2）程序调试步骤[17]

①打开STEP7-Micro/WINV4.0软件；

②在命令菜单中选择Debug > Program Edit in RUN； ③把以设计好的系统程序语句在RUN模式下输入； ④输入程序有误，系统提示不能运行；

⑤修改有误程序，继续输入程序直到系统检测无误为止；

⑥退出RUN模式在命令菜单中选择Debug > Program Edit in RUN，然后点击取消复选标志。

5.2 系统仿真

(1)S7-200仿真步骤[18]

①把在STEP7中编译正确的程序导出为123.awl文件； ②选择CPU型号，要与项目中的型号相同； ③点击“程序”—“载入程序”； ④将先前导出的123.awl文件打开；

⑤点击“运行”即可进行仿真（或工具栏上的绿色三角按钮）。

由于客观条件的限制，只能对照明控制系统进行模拟调试。实际输入信号用按钮或开关模拟，输出由PLC输出端的发光二极管显示负载状态。

仿真调试时，按信号装置的运行条件，依次设置输入信号，并观察输出正确与否，同时可通过编程器监控内部各点状态，在输入端接上手动按钮而在PLC的输出指示灯上看输出，输入信号完全靠手动来控制。观察输出指示灯能否在每个相应的点动状态得电。调试过程中观察各基本环节是否满足控制要求。

(2)系统仿真图

本系统仿真的主要示意图。

按下输入按钮I0.0，此时将设定的时间输入PLC内部时钟，下面为照明智能控制系统多种时间的仿真输出。

①9月5日18:58仿真示意图

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图6 夏秋时制无灯亮时仿真图

②9月11日19:30仿真示意图

图7 夏秋时制第一时段仿真图

③9月11日21:45仿真示意图

图8 夏秋时制第二时段仿真图

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④9月11日23:10仿真示意图

图9 夏秋时制第三时段仿真图

⑤12月5日17:59仿真示意图

图10 冬春时制无灯亮时仿真图

⑥12月5日19:10仿真示意图

图11 冬春时制第一时段仿真图

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⑦12月5日21:10仿真示意图

图12 冬春时制第二时段仿真图

⑧12月5日23:10仿真示意图

图13 冬春时制第三时段仿真图

通过设定时钟时间并将其输入CPU 224内部时钟，以此来观察仿真输出。在打开启动开关写入时间9月11日19:30后，PLC自动识别此时间为夏秋时制晚上第一时段，此时景观灯、公共绿地、道路灯全部打开，PLC输出端Q0.0～Q0.7全部输出高电平。改变时间使其进入第二时段，此时景观灯、公共绿地仍然全部打开即输出端Q0.0～Q0.3输出高电平，道路灯打开一半，Q0.4、Q0.6输出高电平，Q0.5、Q0.7输出低电平。以此多次改变时间观察仿真输出是否与设计结果一致，不断修改程序直到满足设计要求。

基于PLC的校园照明智能控制系统已经设计完毕，通过对该系统的调试与仿真，其功能基本达到要求。

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