IPLC校園智能照明系統(tǒng)的設計摘要 大學中的電能消耗，照明占了其中的絕大部分，景觀和道路照明工作時間長，容量大，造成了一部分能量的浪費。為此，在設計新校區(qū)的景觀和道路照明時，使用了PLC控制。18點之前，景觀和道路照明燈全部開啟；學生寢室關門之前，略微減少道路亮度，一些照明燈關閉；除此之外，寒、暑假之中，同樣使用了不一樣的控制方式。此智能照明控制系統(tǒng)使用以來，通過計算，一年可以節(jié)約電能25％，燈具的壽命也會略微提高，系統(tǒng)可靠穩(wěn)定，完全滿足了學校的照明要求。關鍵詞：校園照明；智能控制；PLC；節(jié)能

INTELLIGENTCONTROLDESIGNOFCAMPUSLIGHTINGBASEDONPLCABSTRACTElectricityforilluminationoccupiesmostofuniversityelectricityconsumption．Roadandsceneryillumination，withlargecapacityandlongworkinghours,maycausewasteofenergywhenitisoperatedmanually．Therefore，accordingtothestudents’livingpatterns，PLCintelligentcontrolsystemintheroadandsceneryilluminationwasadoptedonthenewcampus．Sometimebeforetheblackoutofstudents’apartments，allofroadandsceneryilluminationlightswouldbeturnedon．Afterwards，theroadilluminationlightswouldbetuneddownandsomesceneryilluminationlightswouldbeoff．Additionally，duringsummerandwinterholiday，theilluminationlightswouldbecontrolledindifferenttimeinterval．BasedonestimateofoperationforPLCintelligentcontrolsystem，electricitysavedeachyearismorethan25％andthelifetimeoflightsisalsoincreased．Theresultshowsthattheilluminationintelligentcontrolsystemisreliableenoughtomeettherequirementofcampuslighting，andtheexpectedeffectisrealized．KeyWords:campusillumination；intelligentcontrol；PLC；energy—saving

目錄摘要 IABSTRACT II目錄 IV第1章 緒論 1第2章 可編程邏輯控制器概述 22.1 基本結(jié)構 22.1.1電源 22.1.2中央處理單元(CPU) 22.1.3存儲器 22.1.4輸入輸出接口電路 32.1.5編程器 32.2 工作原理 42.2.1輸入采樣階段 42.2.2程序執(zhí)行階段 42.2.3輸出刷新階段 52.3 功能特點 52.4 發(fā)展歷史 52.4.1起源 52.4.2發(fā)展 62.5 選型規(guī)則 62.5.1I/O點數(shù)的估算 72.5.2存儲器容量的估算 72.5.3控制功能的選擇 72.5.4可編程邏輯控制器的類型 9第3章 校園照明智能控制系統(tǒng)設計 103.1 照明智能控制方案 103.1.1燈具布置方案 103.1.2分時控制方案構想 103.1.3供電系統(tǒng)及控制原理設計 113.2 分時智能控制程序編制 123.2.1三時段控制程序 123.2.2季節(jié)自動選擇程序 153.2.3寒暑假控制程序 133.3 節(jié)能計算 153.3.1夏、秋季 163.3.2每年第2、第3時段計算 163.3.3寒暑假計算 163.3.4總節(jié)能計算 16參考文獻 17附錄 18致謝 21使用說明 22PAGE1緒論隨著全球化的進程，能源成為了一個世界性的話題，因此節(jié)約用電是人們一直提倡的美德。浪費能源除了帶來碳排放量的增加外，還會帶來直接的經(jīng)濟損失。提到節(jié)能就不能不提照明用電，因為照明用電單個用電量較小，安裝比較分散，所以，人們往往忽視了，其實照明分布最廣，用具數(shù)量最多，隨著城市的擴張和道路的延伸，無論是單體容量還是總?cè)萘慷荚诖蠓黾印，F(xiàn)在很多大學都坐落于郊區(qū)，建筑容積率低，而道路、廣場、景觀等公共照明占的比重相當高，且路燈和景觀燈的工作時間長，單體容量大，絕對是學校最大的能源消耗。但要說學校節(jié)能，只要抓住了能耗的牛鼻子，就可以把這些公共照明控制得當。至于教室燈光的控制，只要按時或定時關燈就可以了，沒必要采用復雜的控制方式。如果采用有人則燈亮，人走則燈熄的控制方式，往往是投入大，收效微，因為高校的學生都是沒有固定教室的。寧波某學院新校區(qū)是具有現(xiàn)代化氣息的校園，坐落在寧波郊區(qū)，道路寬且長，綠地和景觀用地也有相當?shù)谋壤Ｔ谶M行道路和景觀綠地照明設計時，為了在節(jié)能和延長光源壽命方面取得了明顯的效果，利用了實驗室淘汰的FX-2N小型ＰＬＣ實現(xiàn)了智能控制，基本沒有增加什么投資。寧波工程學院本科畢業(yè)論文(設計)PAGE14可編程邏輯控制器概述基本結(jié)構電源因為PLC的電源對整個系統(tǒng)中有十分重要的作用，所以PLC的制造商對電源的制造和設計也十分重視。PLC的電源一般用市電供應，也有用直流24V供電的。PLC對市電要求不高，交流電壓波動在10﹪范圍內(nèi)，也可以將PLC直接接到交流電網(wǎng)上。整體式PLC的電源往往和其組件在一塊大板上合為一體，模塊式PLC都有專門的電源模塊。中央處理單元(CPU)中央處理單元(CPU)是PLC的控制中樞，是按照系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查警戒定時器、I/O、電源以及存儲器的狀態(tài)，并判斷用戶程序的語法錯誤。當可編程控制器運行時，CPU首先掃描，并接收各輸入裝置的數(shù)據(jù)和狀態(tài)，之后分別存入I/O映象區(qū)，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后，按指令的規(guī)定執(zhí)行算數(shù)或邏輯運算的結(jié)果送入I/O數(shù)據(jù)寄存器或映象區(qū)內(nèi)，當全部的用戶程序執(zhí)行之后，最后將輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)或輸入輸出映象區(qū)的各輸出狀態(tài)傳送到相應的輸出裝置，循環(huán)往復，直到運行停止。近年來，大型PLC采用雙CPU構成冗余系統(tǒng)，或采用三CPU的表決式系統(tǒng)，是為了進一步提高PLC的可靠性。如GEFanuc公司的HBR30和HBR70熱備CPU兀余系統(tǒng)，假如某個CPU出現(xiàn)問題，整個系統(tǒng)仍能運行正常。存儲器可編程控制器是工業(yè)控制計算機，可編程控制器的軟件分為兩部分：應用軟件和系統(tǒng)軟件。存放應用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器；存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器。PLC使用以下物理存儲器：（1）隨機存取存儲器（RAM）用戶可以用編程裝置讀出RAM的內(nèi)容，也可以將用戶程序?qū)懭隦AM，因此，RAM又叫讀寫存儲器，它是易失性的存儲器，它的電源中斷后，存儲的信息將會丟失。RAM的工作速度高，價格便宜，改寫方便。在關斷可編程控制器的外部電源后，可用鋰電池保存在RAM中的用戶程序和某些數(shù)據(jù)，鋰電池可用2-5年，需要更換鋰電池時，由可編程控制器發(fā)出信號，通知用戶?，F(xiàn)在部分可編程控制器仍用RAM來儲存用戶程序。（2）只讀存儲器（ROM）ROM的內(nèi)容只能讀出，不能寫入。它是非易失性的，它的電源消失后，仍能保存儲存的內(nèi)容。ROM一般用來存放可編程控制器的系統(tǒng)程序。（3）可電擦除可編程的只讀存儲器（EEPROM）它是非易失性的，但是可以用編程裝置對它編程，兼有ROM的非易失性和RAM的隨機存取的優(yōu)點，但是將信息寫入它需要的時間比RAM長得多。EEPROM用來存放用戶程序和需要長期保存的重要數(shù)據(jù)。輸入輸出接口電路實際生產(chǎn)過程中的信號電平是多種多樣的，被控對象所需的電平也是千差萬別的，而PLC的CPU所處理的信號只能是標準電平，正是通過PLC的輸入/輸出接口電路實現(xiàn)了這些信號電平的轉(zhuǎn)換。I/O接口有良好的光電隔離和濾波作用。接到PLC輸入接口的輸入接口的輸入器件往往是各種開關（光電開關、壓力開關、行程開關等）按鈕、傳感器觸點等；PLC的輸出接口往往是與被控對象相連接，被控對象有電磁閥、接觸器、指示燈、小型電機等。編程器編程器是PLC的重要外圍設備。編程器的主要任務是編輯程序、調(diào)試程序、監(jiān)控PLC的執(zhí)行，還可以在線測試PLC工作狀態(tài)和參數(shù)，與PLC進行人機對話。因此編輯器是開發(fā)、應用、監(jiān)控運行和檢查維護PLC不可缺少的設備。工作原理當PLC投入運行后，都是以重復的方式執(zhí)行的，執(zhí)行用戶程序不是只執(zhí)行一遍，而是一遍一遍不停地循環(huán)執(zhí)行的，這里沒執(zhí)行一遍我們稱為掃描一次。掃描一遍用戶程序的時間叫掃描周期。掃描一次，PLC內(nèi)部要進行一系列操作，可分為五大類：以故障診斷、通信處理為主的公共操作、聯(lián)系工業(yè)現(xiàn)場的輸入采樣操作、執(zhí)行用戶程序的操作、輸出刷新操作以及服務外圍設備（編程器服務等）的操作。輸入采樣當輸入采樣時，可編程邏輯控制器先掃描，依次地讀入所有輸入數(shù)據(jù)和狀態(tài)，并將它們存入輸入輸出映象區(qū)中的對應的地方。當輸入采樣完成后，就進入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個階段中，假如輸入數(shù)據(jù)和狀態(tài)變化，輸入輸出映象區(qū)中的對應單元的數(shù)據(jù)和狀態(tài)也不會改變。所以，假如輸入是脈沖信號，那么這個脈沖信號的寬度就要大于一個掃描周期，才能保證該輸入信號不被丟失。程序執(zhí)行PLC在用戶程序執(zhí)行時，CPU通常按從上往下的次序掃描梯形圖程序。每一條梯形圖掃描時，又是從上后往下、從左往右的次序邏輯運算由觸點構成的控制線路，并按照計算的結(jié)果，決定是否執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令；或是刷新在系統(tǒng)RAM存儲區(qū)中該邏輯線圈相應位的狀態(tài)或該輸出線圈在輸入輸出映象區(qū)中對相應位的狀態(tài)。要指出的是，在執(zhí)行用戶程序過程中，只有輸入點在輸入輸出映象區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)和狀態(tài)是不會改化的，而其他軟器件和輸出點在系統(tǒng)RAM存儲區(qū)或I/O映象區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)和狀態(tài)都可能改化。上面梯形圖程序的執(zhí)行結(jié)果會與下面的凡是用到這些數(shù)據(jù)或線圈的梯形圖有聯(lián)系；而下面的梯形圖被刷新的邏輯線圈的數(shù)據(jù)或狀態(tài)只有到下個掃描周期才會對排在其上面的程序起作用。在程序執(zhí)行的過程中如果使用立即I/O指令則可以直接存取I/O點。假如使用I/O指令，也不會更新輸入過程影像寄存器的值，程序就會直接從I/O模塊取值，會立即更新輸出過程影像寄存器，這和立即輸入不一樣。輸出刷新PLC的CPU掃描用戶程序完成后，可編程控制器就進入輸出刷新階段。此間，PLC的CPU按照輸入輸出映象區(qū)內(nèi)相應的數(shù)據(jù)和狀態(tài)刷新全部的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動相應的外設。這才是可編程邏輯控制器的真正輸出。功能特點可編程邏輯控制器具有以下鮮明的特點。（1）能適應各種惡劣的運行環(huán)境，抗干擾能力強，可靠性強，遠高于其他各種機型。（2）使用方便，編程簡單，采用簡明的梯形圖、邏輯圖或語句表等編程語言，而無需計算機知識，因此系統(tǒng)開發(fā)周期短，現(xiàn)場調(diào)試容易。另外，可在線修改程序，改變控制方案而不拆動硬件。（3）系統(tǒng)構成靈活，擴展容易，以開關量控制為其特長；也能進行連續(xù)過程的PID回路控制；并能與上位機構成復雜的控制系統(tǒng)，如DDC和DCS等，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的綜合自動化。發(fā)展歷史起源1968年，美國通用汽車公司提出了取代繼電器控制裝置的要求；1969年，美國數(shù)字設備公司成功研制出了第一臺可編程邏輯控制器PDP—14，在通用汽車公司的生產(chǎn)線上成功試用，這是電氣控制首次采用程序化的手段，是第一代可編程邏輯控制器，稱為Programmable，是世界公認的第一臺PLC；1969年，美國研制出世界第一臺PDP-14；1971年，日本研制出第一臺DCS-8；1973年，德國研制出第一臺PLC；1974年，中國研制出第一臺PLC。發(fā)展20世紀70年代初出現(xiàn)了微處理器。人們很快將其引入可編程邏輯控制器，使可編程邏輯控制器增加了運算、數(shù)據(jù)傳送及處理等功能，完成了真正具有計算機特征的工業(yè)控制裝置。此時的可編程邏輯控制器為微機技術和繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)合的產(chǎn)物。個人計算機發(fā)展起來后，為了方便和反映可編程控制器的功能特點，可編程邏輯控制器定名為ProgrammableLogicController（PLC）。20世紀70年代中末期，可編程邏輯控制器進入實用化發(fā)展階段，計算機技術已全面引入可編程控制器中，使其功能發(fā)生了飛躍。超小型體積、更高的運算速度、模擬量運算、更可靠的工業(yè)抗干擾設計、極高的性價比及PID功能奠定了其在現(xiàn)代工業(yè)中的地位。20世紀80年代初，PLC在先進工業(yè)國家中已獲得廣泛應用。世界上生產(chǎn)可編程控制器的國家日益增多，產(chǎn)量日益上升。這標志著可編程控制器已步入成熟階段。20世紀80年代至90年代中期，是PLC發(fā)展最快的時期，年增長率一直保持為30~40%。在這時期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運算能力、人機接口能力和網(wǎng)絡能力得到大幅度提高，可編程邏輯控制器逐漸進入過程控制領域，在某些應用上取代了在過程控制領域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)。20世紀末期，更加適應于現(xiàn)代工業(yè)的需要是PLC的發(fā)展特點。這個時期生產(chǎn)了各種人機界面單元、通信單元，發(fā)展了超小型機和大型機，誕生了各種各樣的特殊功能單元，使應用PLC的工業(yè)控制設備的配套更加容易。選型規(guī)則在PLC系統(tǒng)設計時，應先確定控制方案，然后就是PLC工程設計選型。設計選型的主要依據(jù)是工藝流程的特點和應用要求。PLC及有關設備是集成的、標準的，按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則，選型所選用PLC應是在相關工業(yè)領域有成熟可靠、投運業(yè)績的系統(tǒng)，裝置規(guī)模和控制要求必須適應PLC系統(tǒng)硬件、軟件配置及功能應。熟悉PLC、功能表圖及有關編程語言就可以縮短編程時間。因此，PLC的估算和選型，可以分析工藝過程控制要求和特點，了解控制范圍和任務，確定所需動作和操作，之后按照控制要求，估算外部設備特性、所需存儲器容量、I/O點數(shù)等，最后挑選有性價比高的設計控制系統(tǒng)和PLC。I/O點數(shù)的估算I/O點數(shù)估算時應留適當?shù)挠嗔浚琁/O點數(shù)估算數(shù)據(jù)總是按照統(tǒng)計的I/O點數(shù)，增加10%～20%的可擴展余量。存儲器容量的估算程序容量是存儲器中用戶應用項目使用的存儲單元的大小，存儲器容量是PLC本身能提供的硬件存儲單元大小，所以程序容量小于存儲器容量。設計階段，因為用戶應用程序還未編制，所以程序容量在設計階段是未知的，必需在程序調(diào)試之后才知道?？刂乒δ艿倪x擇（1）處理速度處理速度與軟件質(zhì)量、用戶程序的長度、CPU處理速度等有關。可編程邏輯控制器接點的速度高、響應快，每一條二進制指令的執(zhí)行時間大約為0.2～0.4Ls，因此能適應控制要求高、相應要求快的應用需要。掃描周期（處理器掃描周期）應滿足：小型可編程邏輯控制器的掃描時間不大于0.5ms/K；大中型可編程邏輯控制器的掃描時間不大于0.2ms/K。（2）診斷功能可編程邏輯控制器的診斷功能包括軟件和硬件的診斷。軟件診斷分內(nèi)診斷和外診斷，硬件診斷通過硬件的邏輯判斷確定硬件的故障位置。通過軟件對可編程邏輯控制器的CPU與外部輸入輸出等部件信息交換功能進行診斷是外診斷，通過軟件對PLC內(nèi)部的性能和功能進行診斷是內(nèi)診斷。可編程邏輯控制器的診斷功能的強弱，直接影響對操作和維護人員技術能力的要求，并影響平均維修時間。（3）通信功能大中型PLC應支持多種標準通信協(xié)議（如TCP/IP）和現(xiàn)場總線，需要時可以和工廠管理網(wǎng)（TCP/IP）連接。通信協(xié)議應符合ISO/IEEE通信標準，是開放的通信網(wǎng)絡。可編程控制器系統(tǒng)的通信接口應包括常用DCS接口、并行和串行通信接口、RIO通信口等；大中型可編程控制器通信總線的冗余配置應為1：1，通信總線必須符合國際標準，通信距離應滿足裝置實際要求?？删幊踢壿嬁刂破鞯耐ㄐ啪W(wǎng)絡中，上級的網(wǎng)絡通信負荷不大于60%，通信速率應大于1Mbps。可編程邏輯控制器系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡有下列幾種形式：①PC作為主站，幾臺同型號可編程邏輯控制器為從站，組成簡易可編程邏輯控制器網(wǎng)絡；②1臺可編程邏輯控制器為主站，其他同型號可編程邏輯控制器為從站，構成主從式可編程邏輯控制器網(wǎng)絡；③可編程邏輯控制器網(wǎng)絡通過特定網(wǎng)絡接口連接到大型DCS中作為DCS的子網(wǎng)；④專用可編程邏輯控制器網(wǎng)絡（各廠商的專用可編程邏輯控制器通信網(wǎng)絡）。為減輕CPU通信任務，根據(jù)網(wǎng)絡組成的實際需要，應挑選具有不同通信功能的通信處理器。（4）編程功能在線編程方式：CPU和編程器有各自的CPU，主機CPU負責現(xiàn)場控制，并在一個掃描周期內(nèi)與編程器進行數(shù)據(jù)交換，編程器把在線編制的程序或數(shù)據(jù)發(fā)送到主機，下一掃描周期，主機就根據(jù)新收到的程序運行。這種方式成本較高，但系統(tǒng)調(diào)試和操作方便，在大中型可編程邏輯控制器中常采用。離線編程方式：可編程邏輯控制器和編程器公用一個CPU，編程器在編程模式時，CPU只為編程器提供服務，不對現(xiàn)場設備進行控制。完成編程后，編程器切換到運行模式，CPU對現(xiàn)場設備進行控制，不能進行編程。離線編程方式可降低系統(tǒng)成本，但使用和調(diào)試不方便。五種標準化編程語言：功能模塊圖（FBD）、梯形圖（LD）、順序功能圖（SFC）三種圖形化語言和結(jié)構文本（ST）、語句表（IL）兩種文本語言。選用的編程語言應支持多種語言編程形式并遵守其標準（IEC6113123）。（5）控制功能控制功能包括PID控制運算、比值控制運算等，要按照控制要求確定。大多數(shù)場合常采用多回路或單回路控制器解決模擬量的控制，有時也采用專用的智能I/O單元完成所需的控制功能，提高節(jié)省存儲器容量和PLC的處理速度，主要是因為PLC用于順序邏輯控制，例如采用高速計數(shù)器、帶速度補償?shù)哪M單元、ASC碼轉(zhuǎn)換單元、PID控制單元等。（6）運算功能大型PLC中還有模擬量的PID運算等其他高級運算功能；較復雜運算功能有數(shù)據(jù)傳送、代數(shù)運算等；普通PLC的運算功能還包括比較等運算、數(shù)據(jù)移位功能；簡單PLC的運算功能包括計時和計數(shù)、邏輯運算功能。由于開放系統(tǒng)的出現(xiàn)，目前PLC都具有通信功能，有些還具有與企業(yè)或工廠網(wǎng)進行數(shù)據(jù)通信的功能，有些具有與上位機的通信，有些具有與同位機或下位機的通信。當用于模擬量控制和檢測時，需要使用PID運算，代數(shù)運算和數(shù)值轉(zhuǎn)換，顯示數(shù)據(jù)時需要編碼和譯碼等運算。很多使用時，只需要計時計數(shù)和邏輯運算功能，但有些應用需要數(shù)據(jù)比較和傳送。可編程邏輯控制器的類型可編程邏輯控制器按結(jié)構分為整體型和模塊型兩類，按應用環(huán)境分為現(xiàn)場安裝和控制室安裝兩類；按CPU字長分為1位、4位、8位、16位、32位、64位等。從應用角度出發(fā)，通常可按控制功能或輸入輸出點數(shù)選型。整體型可編程邏輯控制器的I/O點數(shù)固定，因此用戶選擇的余地較小，用于小型控制系統(tǒng)；模塊型可編程邏輯控制器提供多種I/O卡件或插卡，因此用戶可較合理地選擇和配置控制系統(tǒng)的I/O點數(shù)，功能擴展方便靈活，一般用于大中型控制系統(tǒng)。校園智能照明控制系統(tǒng)設計智能照明控制方案道路照明主要是用來保證行人的安全和方便。既滿足照明的主要功能，又盡量節(jié)約能源，只能是采用科學管理和科學控制，使其完美統(tǒng)一。學生是特殊群體，活動的規(guī)律性、時間性很突出。因此決定公共照明使用智能分時控制。燈具布置方案學校道路上，走路的人多，人員比較密集，當然也有部分車輛通過。進行設計時，通常采用低于商業(yè)區(qū)而高于居住區(qū)的照明標準，正常情況下，路面照度應不小于15lux。為了便于控制，我采用了雙側(cè)交錯布置法布置燈具，桿之間距離定為25m，和標準桿距離相比要小一點，在分時控制時可以減少燈光死角。按照這些數(shù)據(jù)，就能夠計算光源功率和光通量了．光通量Φ垂計算可按照下式進行：Φ=EKBD/UN其中：道路照度E，取15lux；雙側(cè)交錯布置N，取1；利用系數(shù)U，取0.8；瀝青路面K，取2；路面寬度B，取10m；電桿間距D，取25m。把所得代人上式，得Φ=EKBD/UN=(15*2*10*25)/0.8=9375lm。翻閱光源手冊，我選擇用150W的金屬鹵化物燈具。寧波某學院占地二期是6×105m2，校區(qū)主干道長14000m，因此，安裝用電容量為78kW的150W的路燈520盞。其他照明用電容量約為15kW。分時控制方案構想在進行設計前，我對大學生道路照明亮度、活動規(guī)律進行了測量和統(tǒng)計，掌握到了第一手的資料。多數(shù)會在晚上9點前回到宿舍，晚上9點至晚上10點之間只有少量同學在外活動，22點鐘之后寢室關閉。按照我了解的情況把控制分為3個部分：第1部分為晚9點前，燈具都要開啟；第2部分為晚9點至10點，活動人員很少，可以關閉一半燈具；而到晚10點之后的第3部分，只要留有1/4燈具工作，路面照度至少達到3lux，比道路照明最低要求高一點。為了節(jié)能，設計時還應該想到了季節(jié)因素：夏季夜短晝長，熄燈早，開燈晚；冬季則開燈早，熄燈晚。節(jié)假日多也是校園的特點之一，共有3個月左右。寒、暑假時燈手動控制，按照需要開啟；路燈只需要開啟1/4就可以了。控制原理及供電系統(tǒng)設計我采用雙側(cè)交錯布置路燈，每一側(cè)路燈都由兩個單獨控制回路進行間隔控制，如：4#回路控制右側(cè)雙編號燈具，3#回路控制右側(cè)單編號燈具。1#、2#回路則分別控制左側(cè)單、雙編號燈具。第2時段時，一側(cè)關閉1個回路，就是關閉1/2的燈具，但是學校道路不是很寬，且燈的桿距比較短，燈光就可以覆蓋路面，照度至少在5lux。第3時段時，4個回路中3個回路斷開，對于學校內(nèi)部道路而言，完全可以滿足要求。每個回路都由一個接觸器控制，每個接觸器的動作都受控于PLC的程序。1#廣場1#廣場廣告牌1#花壇2#花壇左側(cè)單數(shù)燈右側(cè)雙數(shù)燈右側(cè)單數(shù)燈左側(cè)雙數(shù)燈1#景觀1#道路KM24KM23KM22KM21KM14KM13KM12KM11QF2QF1QF圖3-1供電系統(tǒng)示意圖分時段智能控制程序編制正如前面所述，每天的照明控制分3個時段，為了最大限度地節(jié)約能源，在編程時還要想到季節(jié)的變換。冬、春季時，天暗得早，17點時陽光就很弱了，但在夏天，自然光線可以推遲到18點。因此，把四季分為2個部分，就更加節(jié)能。三時段智能控制程序我在編時段程序時，使用了數(shù)據(jù)比較功能指令，與一般程序而言，程序短而簡化。把11月1日至來年4月30日定為冬、春時制，3個時段劃分為：17點到21點、21點到22點、22點至凌晨6點。把5月1日至10月30日定為夏、秋時制，3個時段劃分為：18點到22點、22點到23點、23點到凌晨5點。按照這些不同季節(jié)的時段控制要求，我編寫了道路照明的PLC程序。第1次運行的時間設定為中午12點，以后PLC就會智能控制照明，不用人工干預。X0設為開關，當X0處于使能狀態(tài)，PLC就會開始運行，X0關閉后，計數(shù)器CO就開始計數(shù)。M100定義為不同時制的識別控制信號，當M100是低電平時程序進入冬、春季節(jié)的工作狀態(tài)，M100是高電平時程序進人夏、秋時制工作狀態(tài)。YO，Y1，Y2，Y3分別定義為道路兩側(cè)的燈具。從梯形圖中得出：第1部分Y0，Y1，Y2，Y3為“1”，燈具全部變亮；第2部分，Yo，Y2復位為“0”，道路兩側(cè)各有1/2燈具保持發(fā)亮；第3時段，只有Y1保持發(fā)亮了。M200定義為寒、暑假控制接點，進入寒、暑假，M200斷開，Y0，Y2，Y3不亮。CMPCMPCMPCMPCMPC1C1C1C1K6K10K11K17M1M4M7M10CMPCMPCMPCMPC1C1C1C1K5K9K10K18M1M4M7M10(END)(C0K3600)(C1K24)(SETY0)(SETY1)(SETY3)(SETY2)(RSTY0)(RSTY2)(RSTY3)(RSTC0)(RSTC1)(RSTC0)(ZRSTY0Y3)(ZRSTM1M12)X0C0M8013M2M200M5M8M11C0C1M8000M100M8000M100圖3-2時段控制程序寒暑假智能控制程序?qū)W校的寒假是1月中旬到2月中旬，暑假是7月初到9月初，總計約3個月的時間。當時間到達寒、暑假開始日期時，M200接點斷開，使Y0，Y2，Y3都不能得電，使得整個夜間就只有1/4的照度。當寒、暑假結(jié)束時，M200接點閉合，程序進入正常狀態(tài)，按3個時段運行。寒暑假控制程序的編制方法與季節(jié)控制程序完全一樣，也是一個日期識別程序。CMPCMPCMPCMPK9K1K0M41M44M47CMPCMPCMPK7K1K0M50M53M56M8000M200M8000M200D8017D8016D8015D8017D8016D8015M42M45M48M201M200M51M54M57(ZRSTM41M58)(M201)M201(M200)暑假CMPCMPCMPK3K1K0M61M64M67CMPCMPCMPK2K1K0M70M73M76M8000M200M8000M200D8017D8016D8015D8017D8016D8015M62M65M68M201M200M71M74M77(ZRSTM61M78)(M201)M201(M200)寒假圖3-3寒、暑假控制程序季節(jié)選擇程序為了節(jié)能，不同季節(jié)的亮燈時間有所不同，季節(jié)選擇程序就是為夏、秋季和冬、春季節(jié)的不同時段控制而編譯的。PLC有日期設定與識別的功能，利用它可以使季節(jié)的轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)不同季節(jié)不同時段控制方案。M100是控制季節(jié)程序轉(zhuǎn)換的信號，當M100使能時，程序就進入冬、春季控制，反之，程序為夏、秋時制控制方式。該程序是根據(jù)寧波地區(qū)的情況設計的，夏、秋時制的時間定為每年的5月1日0點到10月30日的24點，不同地區(qū)適當調(diào)整。該程序是按照2011年投入運行而編制的，在今后運行中，每年必須對日期設定調(diào)試一次，以保證無誤。CMPCMPCMPCMPCMPK2K5K1K0D8018M11M14M17M20CMPCMPCMPCMPK1K10K30K0M23M26M29M32M8000M100M8000M100D8017D8016D8015D8018D8017D8016D8015M12M15M18M21M101M100M24M27M30M33(ZRSTM10M31)(M101)M101(M100)圖3-4季節(jié)自動選擇程序節(jié)能計算計算節(jié)約的能量是針對全負荷、全時段運行而言的，所以計算時，有三個方面：第一是一年之中，每天第2、第3時段減少照明亮度的節(jié)能；第二是寒暑假時間的節(jié)能，暑假60d，每天11h，寒假30d，每天13h，均為1／4負荷運行。第三是夏、秋季節(jié)，學校會晚開燈和早熄燈各1h，會持續(xù)3個月。詳細如下。每天第2、第3時段每一天的第2時段是1h，為1/2負荷工作，第3時段是6h，為1/4負荷工作。不算寒、暑假，大約會有9個月，共270d，也就是說，第2時段節(jié)省的能量是[1／2×(520×150)]×1×270=10650kW·h。第3時段節(jié)省的能量是[3／4×(520×150)]×7×270=110565kW·h。寒暑假寒暑假期間，每天均為1／4負荷運行，只是工作時間有所不同，故寒暑假節(jié)省的能量是3／4×(520×150)(60×11+30×13)=61425kW·h。夏、秋季夏、秋兩季一共有90d，每晚開1h，按全負荷計算，早熄燈1h，按1／4負荷計算，即夏、秋季節(jié)省的能量是(1+3／4)×(520×150)×90=12285kw·h。總節(jié)能計算總節(jié)省能量數(shù)量為以上各項節(jié)省能量的總和，即12285+10650+110565+61425=194925kw·h。按寧波地區(qū)的用電價格0.75元／(kw·h)計算，每年可節(jié)約人民幣近15萬元．參考文獻史國生．電氣控制與可編程控制技術[M]．北京：化學工業(yè)出版社，2008：222-226．SHIGuo-sheng．Electricalcontrolandprogrammablecontrollercontroltechnique[M]．Beijing：ChemicalIndustryPress，2008：222-226．董愛華．可編程控制器原理及應用[M]．北京：中國電力出版社，2009：30-56．DONGAi-hua.Programmablecontrollerprincipleandapplication[M]．Beijing：ChinaElectricPowerPress，2009：30-56．北京鋼鐵設計總院．鋼鐵企業(yè)電力設計手冊(下)[M]．北京：冶金工業(yè)出版社，1988：358-370．BeijingIronandSteelDesignInstitute.ManualofIronandsteelbusinesselectricpowerdesign[M]．Bejing：MetallurgicalIndustryPress，1988：358-370．吳建強.可編程控制器原理及其應用(第2版)，高等教育出版社，2010馬秋紅.校園智能照明系統(tǒng)的設計[J].內(nèi)江科技,2010,(07)李春霞.淺談校園智能照明控制系統(tǒng)設計[J].甘肅科技,2008,(19)周芳.智能照明控制系統(tǒng)在電氣照明節(jié)能設計中的應用[J].低壓電器,2007,(16)中華人民共和國建設部．CJJ45--2006道路照明設計標準[S]．南京：江蘇人民出版社，2007：7-12.MinistryConstructionofthePeople’sRepublicofChina．CJJ45--2006standardforlightingdesignofurbanroad[S]．Naming：JiangsuPeople’sPress,2007:7-12.北京照明學會．照明設計手冊[M]．北京：中國電力出版社，2006：121—125．BejingIlluminatingEngineeringSociety．Manualoflightingdesign[M]．Beijing：ChinaElectricPowerPress,2006：7-12。.周芳，劉美根．智能照明控制系統(tǒng)在電氣照明節(jié)能設計中的應用[j]．低壓電器，2007，28(16)：20—23．ZHOUFang，LIUMei-gen．Applicationofintelligentilluminationcontrolsystemindesignofelectricilluminationenergysaving[J]．LowVoltageApparatus，2007，28(16)：20一Z3．附錄I/O分配表輸入輸出X0總開關Y0左側(cè)單數(shù)燈Y1左側(cè)雙數(shù)燈Y2右側(cè)單數(shù)燈Y3右側(cè)雙數(shù)燈季節(jié)自動選擇程序LDM800