【基于PLC的路灯智能控制系统的硬件设计案例2500字】

基于PLC的路灯智能控制系统的硬件设计案例目录TOC\o"1-3"\h\u30330基于PLC的路灯智能控制系统的硬件设计案例 1201581.1PLC的概述 153711.1.1PLC的定义、原理及其优点 173151.1.2PLC的选择 2247201.2光照度变送器的概述 318521.2.1光照度变送器的原理 3293081.2.2光照度变送器的选择及其参数 3116161.3固态继电器的概述 5305831.2.1固态继电器工作原理 558501.2.2固态继电器的选择及其参数 5138011.4硬件电路图 51.1PLC的概述1.1.1PLC的定义、原理及其优点PLC又叫做可编程逻辑控制器，可以比较完善的联通电驿管理以及PLC控制技术、计算机与通信技术等。它能够利用编制特定规则的程序,来完成逻辑控制功能,并根据轨迹改变进入量的动态,以达到根据输出量监控对应的受控对象或生产流程。用户就可凭据对某一操控对象的具体情况动作需求,在编制好具体的动态程序以后,再利用专门编写程序的软件把编制好的动态程序直接烧入PLC的编程存放库中,被控对象的具体情况动态就即可使用PLC来进行操控了。经常使用在第二产业中。PLC中的程序执行方法和普通微小计算机系统的程序执行方法有较大的差别,在普通微小计算机系统中编程进行时通常出现终止命令时,编程将会手动终止进行。而PLC中从程序存储器的第一字节起始进行,在途中不会停顿或跳转的情况下,编程过程将沿着程序存储器的存储序列一段然后一段进行,在出现终止命令之后,随着编程进行的一段时间而终止。然后程序又从头开始运作,并循环系统的进行上一周期的操作指令,直至使用者拨动停止开关或是意外停电。这便是PLC的扫描工作方法。而程序每进行完一次流程,就是下一次的扫描循环。另外,PLC也是集中并统一处理输入、输出控制的信息,而微型计算机则是实时处理这些信息。PLC的扫描方式主要有三个部分所组成,分别为在输入时的扫描、程序的执行以及在输出时刷新。PLC的优点：可靠PLC系统不需要大量的活动元器件和连接电子元件。它的内部连通问题也就大大减少。而与此同时,由于系统的维修相对简单,而且维修时间较短。所以Plc系统就使用了一种高可靠性设计的方法进行了整机设计。如:冗余的系统设计。断电保护,故障诊断和信息存储以及恢复等。而PLC则是为工业生产过程管理所而专门设计的控制装置,它具有比一般计算机管理更简单的编程语言和更安全的软硬件功能。并使用了更精简的系统编程。易操作PLC系统具有较高的易操控性。它具备了程序简易,操作简单,维护方便等优点,且一般并不容易出现操作的出错情况。对PLC系统的使用,包括了程序录入和编程修改的方法。编程的输入可直接或可接显示,而修改程序的方法,也可以通过按照所需要的ip地址编号或接点号进行查询或程序检查,之后再进行更改。目前PLC中已经有很多种编程语言可供使用。用于梯形图,与电气原理图比较接近。更容易学习和了解。PLC所具备的自动判断功能,对维护人员及维修技术的需求也大大降低。当系统出现故障时,借助于对硬件和软件的自检测,维护人员就能够迅速发现故障的部位。灵活PLC使用的主要程序设计句子有阶梯图形、布尔助记符、功能代表图、各种功能模板,以及语句表示程序设计句子。程序设计方式的多样化使程序简单化、使用面扩大。运行非常灵活简单,观察和控制变量十分方便。1.1.2PLC的选择西门子S7-1200PLC一些优点：1、西门子S7-1200PLC既具备了灵巧和扩展,也达到了最紧凑型系统设计下的效率高,但同时也依然适用在较低的运行性能范畴内,完成最复杂的工作任务。2、S7-1200,在程序设计上和S7-300的程序设计方式差不多,组态完硬件界面,直接调出软件功能块就即可,非常简单,不像S7-200必须对SM执行动作。S7-1200和S7-300在串口通信方面相比来说大体上相同,只是在做Modbus的通讯时候不要求另外的Dongle来支援。3、可以扩展三个通讯模块。4、有些硬件上的提高当然也是很好的,例如串口模块,模拟量模拟的分辨率也就提升了。希望以后再出几个新的模块。5、高速脉冲定位控制相比S7-200有了很多的改善。6、关于高速计数器的应用,也比之前要简单些,而且不用再啰嗦地设定每一个控制字,这对初研究者来说是个福音。7、LAD编程实现了"侧向水平串连"的功用,例如我要置位Q0.0、Q0.2、Q0.4,就应该在同一个水平线上串联出来,从而节约了纵向水平空隙(在之前的程序设计软件系统里则应该是纵向水平对齐的。)1.2光照度变送器的概述1.2.1光照度变送器的原理光照度变送器运用了热点作用效应基本原理,主要是选用了对弱旋光性有较高反应速度的热探测元件,而这个传感器原件实际上就如同数码相机的感光矩阵一般,里面装有绕线电镀废水式的多接点热电堆,其表层涂有高吸收度的黑色涂料,热接点在感应块表层,而冷结点则在机体内部,冷热接点形成了温度的差异与电势能。在线性范围内,输出数值和太阳辐射量成正比。通过滤光片的可见光照射到进口光敏二极管,而光敏二极管再通过热成像将强弱光转换成电信号,接着电讯号就会流入变送器的处理器系统,之后再产生所要求获得的二进制信息。将其输出信号端接入PLC中提供实时的外部光照度,从而改变路灯的灯光亮度。1.2.2光照度变送器的选择及其参数技术参数：直流供电（默认）10-30VDC最大功耗0.4W精度湿度±3%RH(60%RH,25℃)温度±0.5℃（25℃）光照强度±7%(25℃)光照强度量程0~65535Lux；0~20万Lux温湿度量程-40℃~+60℃，0%RH~80%RH长期稳定性温度≤0.1℃/y湿度≤1%/y光照强度≤5%/y回应时间温度≤18s(1m/s风速)湿度≤6s(1m/s风速)光照强度0.1s输出信号RS485(Modbus-RTU协议)模拟量型：直流供电（默认）10-30VDC（0~10V型产品只能DC24V供电）最大功耗最大功耗1.2W电压输出1.2W精度光照强度±7%(25℃)光照强度量程0~20万Lux范围内可选（默认0~65535Lux）工作环境-40℃~+60℃，0%RH~80%RH长期稳定性光照强度≤5%/y回应时间光照强度0.1s输出信号电流输出4mA~20mA电压输出0~5V/0~10V负载能力电压输出输出电阻≤250Ω电流输出≤600Ω图3-1光度变送器参数图1.3固态继电器的概述1.2.1固态继电器工作原理固态继电器（SolidStateRelay,缩写SSR），是由微电子电路，分立电子器件，电力电子功率器件组成的无触点开关。用隔离器件实现了控制端与负载端的隔离。固态继电器的输入端用微小的控制信号，达到直接驱动大电流负载。1.2.2固态继电器的选择及其参数额定电流：5A-120A控制电压：3-32VDC或90-280VAC绝缘电压：≥2500V输出电压范围：40-660VAC隔离电压：≥2500V导通方式：分为过零型和随机型