文档介绍：前言
近年来,随着中国国力的逐渐增强,发展的日新月异,我国的电力能源十分紧张,所以,环保节能逐渐成为当今社会的主题。各种节能设备、节能家电应运而生,在照明领域运用节能方法来节约电能也已经为人们所接受[1]。
目前,路灯照明系统的传统节能方法主要有两种,一是光源节能方法,另一种是控制节能方法。控制节能方法主要采用人工控制节能、时控控制节能、光控控制节能和节能器控制节能等方法来进行节能。在控制节能方法中,运用智能控制节能方法能在节省人工的基础上做到节约资源,避免浪费。
对普通路灯进行智能照明改造后,可大幅度降低路灯的电耗,有效提高节能率。仅以广州中国科学院软件应用技术研究所在南沙逸晖路的改造工程为例,共有十八盏灯,智能路灯在LED灯的基础上进行了改造,增加了来车检测模式和时间控制模式对照明设备进行控制。通过一年的最终检测结果显示:%,,,。试想,偌大的中国千千万万的路灯,如果其中半数以上都能运用这项技术,那么可节约的能源将是难以估量的。
为响应节能环保口号的号召,本次所做的课程设计就是一个能根据外部光线强弱通过光敏开关控制路灯点亮或者熄灭的一个电子产品。目前,有关智能路灯控制的产品已经非常多,自己也深知设计的这个电子产品有许多的不足,但能首次设计自己的产品,并能做到在实现相同功能的基础上节约成本,这是非常有意义的,不仅提高自己的动手能力,还丰富了课余生活。
图1 智能路灯控制系统框图
智能路灯控制系统由西门子S7-200系列PLC,总开关,光敏电阻及输出系统(也就是路灯)构成。该节能控制系统根据路灯工作环境的光线强弱通过光敏开关自动控制路灯的开或关,从而对路灯进行节能控制,智能路灯控制系统框图如图1所示。
PLC概述
PLC的基本信息
PLC是一种专门在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器,用来在其内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[2]。PLC及其有关的外围设备都应按照易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩展其功能的原则而设计。
PLC介绍
⑴ PLC的基本概念
早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller, PLC),它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展,这种采用微型计算机技术的工业控制装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围,因此,今天这种装置称作可编程控制器,简称PC[3]。但是为了避免与个人计算机(puter)的简称混淆,所以将可编程序控制器简称PLC。PLC自1969年美国数据设备公司(DEC)研制出现,现行美国、日本、德国的可编程序控制器质量优良,功能强大。
⑵ PLC的基本结构
PLC实质是一种专用于工业控制的计算机,其硬件结构基本上与微型计算机相同,基本构成为:
①电源
PLC的电源在整个系统中起着十分重要的作用。如果没有一个良好的、可靠的电源系统是无法正常工作的,因此PLC的制造商对电源的设计和制造也十分重视。一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内,可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去
②中央处理单元(CPU)
中央处理单元(CPU)是PLC的控制中枢。它按照PLC系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据;检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态,并能诊断用户程序中的语法错误。当PLC投入运行时,首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据,并分别存入I/O映象区,然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序,经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后,最后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置,如此循环运行,直到停止运行。
为了进一步提高PLC的可靠性,对大型PLC还采用双CPU构成冗余系统,或采用三CPU的表决式系统。这样,即使某个CPU出现故障,整个系统仍能正常运行。
③存储器
存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。
存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。
④输入输出接口电路
,作用是PLC与现场控制的接口界面的输入通道。
、选通电路和中断请求电路集成,作用PLC通过现场输出接口电路向现场的执行部件输出相应的控制信号。
⑤功能模块
如计数、定位等功能模块。