PLC+小区照明组态+控制系统

总目录

第一部分 任务书

第二部分 开题报告

第三部分 毕业设计正文

第 一 部 分

任 务 书

扬州工业职业技术学院

毕业设计任务书

系 部 学生姓名 设计题目 电子信息工程系 曹雅 指导老师 班级 严法高 职称 助教 0502电气 学号 0505510248 基于MCGS的小区照明组态控制系统设计 毕业设计内容和目标： 要求完成小区照明组态控制系统的设计： （1） 楼道照明控制：当人在一楼准备上楼时，按一下上楼照明按钮，一楼照明灯亮，当你爬到两楼时，两楼照明灯自动亮起，一楼照明灯自动熄灭，以此类推，下楼也一样。如果几人同时上下，照明灯都按各自的规律变化，设计 内容 目标 和 要求 互不影响。 （2） 采用MCGS组态软件设计模拟控制画面，并与PLC联机调试实现控制要求。 毕业设计任务要求： 1、提出选题的初步设想和研究目的 2、收集、整理与理论和实际有关的、完整的、准确的信息资料 3、熟悉PLC的结构与原理和基本编程方法，具备编程解决实际问题的能力。 4、熟悉MCGS组态软件的编程方法，设计相应组态画面。 5、完成整个系统的结构设计、组态、调试。 教研室 审核 系部 审核

第 二 部 分

开 题 报 告

扬州工业职业技术学院 电子信息工程 系10届 毕业设计（论文）开题报告书（表1）

学生姓名 题 目 指导教师 严法高 曹雅 专业 电气自动化 班级 0502电气 学号 0505510248 基于MCGS的小区照明组态系统控制 职称 助教 学 位 硕士 题目类别 √ 工程设计 □ 基础研究 □ 应用研究 □ 其它 【课题的内容与要求】 本课题主要是实现小区照明的组态控制，采用三菱公司的FX2N系列PLC作为控制器，主要任务包括： （1）分析被控对象，明确系统控制要求 （2）PLC选型及相关电气设备的选择 （3）控制流程设计 （4）硬件设计：包括I/O口设备的选择与I/O点分配、执行元件的选择 （5）软件设计：控制程序的设计 （6）绘制PLC程序清单及注释 【前言】 近年来，许多城市都搞起亮化工程，各种流光溢彩的景观灯扮靓了城市夜空。然而，在一些小区因楼道照明频繁损坏。成为照明盲区，居民不得不摸黑上下楼，给他们的生活带来困扰。 采用PLC控制的楼道照明，可以克服上述的缺陷。不但实用、节能，还美观有趣。当人在一楼准备上楼时，按一下上楼照明按钮，一楼照明灯亮，当你爬到两楼时，两楼照明灯自动亮起，一楼照明灯自动熄灭，以此类推，下楼也一样。如果几人同时上下，照明灯都按各自的规律变化，互不影响。而小区路灯调光控制主要起节能作用。 【方案的比较与评价】 早期小区照明组态控制系统,都有明显的缺陷：一是楼道安装开关照明。缺点是经常忘记关灯。容易形成长明灯，灯泡容易坏；二是楼道安装触摸式开关照明，缺点是经常按，触摸式开关容易失灵：三是楼道安装感应照明，缺点是由于过于敏感，有响声，整栋楼的灯全亮了，时间一长，灯泡经常闪烁，也经常坏。四是楼道安装控照明，缺点是一开始，只需小声咳嗽或走动有声响，灯泡就亮，可渐渐发展成要跺脚、喊叫才能亮。 采用PLC控制的楼道照明，可以克服上述的缺陷。不但实用、节能，还美观有趣。当人在一楼准备上楼时，按一下上楼照明按钮，一楼照明灯亮，当你爬到两楼时，两楼照明灯自动亮起，一楼照明灯自动熄灭，以此类推，下楼也一样。如果几人同时上下，照明灯都按各自的规律变化，互不影响。而小区路灯调光控制主要起节能作用

【预期的效果及指标】 1、完成收集整理文献相关资料。 2、设计绘制硬件控制电路。 3、基于三菱FX2N系列PLC完成控制程序设计。 4、实现步进电机的正转、反转控制。 5、设计完成组态画面并设计PLC通讯。 6、对照任务要求反复调试实现控制功能 【进度安排】2010 年 3 月 01 日 - 2010 年 3 月 23 日 选题、调研、收集资料 2010 年 3 月 25 日 - 2010 年 3 月 31 日 论证、开题 2010 年 4 月 01 日 - 2010 年 5 月 08 日 设计（写作初稿） 2010 年 5 月 09 日 - 2010 年 5 月 30 日 修改、定稿、打印 【参考文献】 1. 贺哲荣. 流行PLC实用程序及设计. 西安电子科技大学出版社2006年 2. 胡学林. 可编程控制器应用技术. 高等教育出版社. 2003年 3. 求是科技. PLC应用开发技术与工程实践. 人民邮电出版社. 2005年 4. 贾德生. PLC应用开发实用子程序. 人民邮电出版社. 2006年 5. 龚仲华. 三菱EX/Q系列PLC应用技术. 人民邮电出版社. 2006年 6. 余国亮. PLC原理与应用.清华大学出版社. 2005年 【指导教师意见】（有针对性地说明选题意义及工作安排是否恰当等） □同意提交开题论证 □修改后提交 □不同意提交（请说明理由） 指导教师签章： 年 月 日 【系部意见】 □同意指导教师意见 □不同意指导教师意见（请说明理由） □其它（请说明） 系（部）主任签章： 年 月 日

第 三 部 分

毕 业 设 计 正 文

PLC在小区照明控制系统中的应用

曹雅

0502电气

[摘 要] 近年来，许多城市都搞起亮化工程，各种流光溢彩的景观灯扮靓了城市夜空。然而，

在一些小区因楼道照明频繁损坏。成为照明盲区，居民不得不摸黑上下楼，给他们的生活带来困扰。采用PLC控制的楼道照明，可以克服上述的缺陷。不但实用、节能，还美观有趣。当人在一楼准备上楼时，按一下上楼照明按钮，一楼照明灯亮，当你爬到二楼时，两楼照明灯自动亮起，一楼照明灯自动熄灭，以此类推，下楼也一样。如果几人同时上下，照明灯都按各自的规律变化，互不影响。而小区路灯调光控制主要起节能作用。

目前楼道照明有以下几种方式，都有明显的缺陷。一是楼道安装开关照明。缺点是经常忘记关灯。容易形成长明灯，灯泡容易坏；二是楼道安装触摸式开关照明，缺点是经常按，触摸式开关容易失灵；三是楼道安装感应照明，缺点是由于过于敏感，只要有响声，整栋楼的灯全亮了，时间一长，灯泡经常闪烁，也经常坏。四是楼道安装声控照明，缺点是一开始，只需小声咳嗽或走动有声响，灯泡就亮，可渐渐发展成要跺脚、喊叫才能亮。

[关键词]PLC 小区照明组态 控制系统

The application of PLC in the Residential lighting control system

Cao Ya

0502 Electrical

Abstract: In recent years, many cities have eke out her bright project, various excessive

of urban landscape lights beautiful sky. However, in some residential building lighting frequently due to damage. Residents have become blind, lighting up and down, give them raised in life. PLC control lighting, can overcome the corridor of the defect. Not only practical, energy saving, beautiful and interesting. When a person is on the first floor to go upstairs, click the button,

the floor upstairs illumination lighting and light when you climb to the second floor, two building, first floor automatic light floodlight lighting, and so on, be extinguished downstairs. If a few people, according to their respective laws floodlight, mutual influence,and village street light energy saving effect on controlling mainly.

Currently there are several ways building lighting, has obvious flaw. One

is building lighting installation switch. Defect is often forget to turn off the lights. Easy to form, bulb easily broken; ever-burning lamps 2 is haunting feeling switch, lighting installation, touch drawback is often switch to failure by three is installed lighting, building is due to the disadvantages induced was too sensitive, so long as has the sound, the whole building all the lights lit, a long time, the light bulb, often also frequently. Four is installed lighting, building a sonic shortcomings, just walk down a cough or light bulb will, and gradually developed into to stamp out, can shine

Key words: PLC, Residential lighting configuration, control system

目 录

第一章 绪论 ..................................................................................................................... 1 1.1 PLC的产生和发展 ................................................................................................... 1 1.2 PLC的定义 ............................................................................................................... 1 1.3 PLC的特点 ............................................................................................................... 2 1.4 PLC的主要技术指标 ............................................................................................... 3 1.5 PLC的主要生产厂家 ............................................................................................... 4 第二章 PLC的结构、工作原理及系统设计 ................................................................ 6 2.1 PLC的结构 ............................................................................................................... 6 2.2 PLC的主要组成部分 ............................................................................................... 7 2.3 PLC的工作原理 ....................................................................................................... 8 2.3.1 PLC的输入/输出响应时间 ................................................................................. 9 2.4 PLC的编程语言 ..................................................................................................... 10 2.5 PLC的指令系统 ..................................................................................................... 10 2.6 PLC的编程工具 ..................................................................................................... 11 2.7 PLC控制系统的构成、设计原则及步骤 ............................................................. 11 2.8 PLC控制系统发展趋势 ......................................................................................... 13 第三章 楼道照明智能控制设计要求、PLC选型与资源配置 .................................... 14 3.1楼道照明智能控制控制要求 ................................................................................. 14 3.2 方案论证 ................................................................................................................ 14 3.3 楼道照明控制系统的PLC选型和资源配置 ........................................................ 14 3.4 PLC硬件系统结构 ................................................................................................ 15 3.5 输入、输出点的I/0分配 .................................................................................... 16 第四章 小区照明智能控制系统的程序设计和调试 ..................................................... 18 4.1程序简介 ................................................................................................................. 18 4.2 数字量输入部分 .................................................................................................... 18 4.3 数字量输出部分 .................................................................................................... 18 4.4 内部继电器部分 .................................................................................................... 18 4.5 小区照明组态控制系统PLC程序 ........................................................................ 19

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致谢

论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，我真诚的感谢老师和同学的帮助，在她们的帮助下我才顺利的完成毕业设计。

在设计时，我们遇到一些难题时必须自己刻苦钻研，谦虚谨慎地向一切内行人学习，同学之间要团结互助。做好记录，认真实践，在实际操作过程中得到了很好的锻炼，提高了自己。毕业设计是我们在校期间最后一次实践活动，它也是我们实践学习环节中最重要的内容。

在这里请接受我诚挚的谢意！严法高老师在PLC方面具有丰富的实践经验，对我的实验工作给予了很多的指导和帮助，使我能够将理论中的结果与实际相结合。另外，他对待问题的严谨作风也给我留下了深刻的印象。在此表示深深的谢意。

特别感谢严法高老师的帮助，由于我是第一次做这样的毕业设计，开始根本不知道从那里下手，在老师的指导和帮助下才找到正确的方法，通过多次的努力和修改，终于把毕业设计完成。我再次衷心地对指导老师表示感谢。

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参考文献

[1]贺哲荣. 流行PLC实用程序及设计. 西安电子科技大学出版社2006年:37～39 [2]胡学林. 可编程控制器应用技术. 高等教育出版社. 2003年 [3]洪志育. 例说PLC. 人民邮电出版社. 2006年

[4]求是科技. PLC应用开发技术与工程实践. 人民邮电出版社. 2005年: [5]刘柏生. PLC编程实用指南. 机械工业出版社. 2007年: [6]贾德生. PLC应用开发实用子程序. 人民邮电出版社. 2006年: [7]廖常初.PLC应用技术问答. 机械工业出版社. 2006年:

[8]龚仲华.三菱EX/Q系列PLC应用技术. 人民邮电出版社. 2006年: [9]郑凤翼.图解PLC控制系统梯形图和语句表. 人民邮电出版社. 2006年: [10]余国亮. PLC原理与应用.清华大学出版社. 2005年

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（2）PLC框架配置图

楼道照明控制采用三菱的FX2N系列整体式PLC。 PLC框架配置图如图3-2所示。

图3-2 PLC框架配置图

PLC模块的规格如下：

规格型号：FX2N-48MR；产品用途：由于FX2N系列PLC具有对于输入/输出、逻辑控制以及通讯/链接功能的可扩展性，因此它对普遍的解决方案有广泛的适用范围。产地：上海；供货地：上海；输入输出形式：继电器；尺寸（mm）：宽 *厚*高：90x75x90(3.6x3.0x3.5)；FX2N系列PLC是一种普遍选择方案，最多可达128点控制。由于FX2N系列PLC具有对于输入/输出、逻辑控制以及通讯/链接功能的可扩展性，因此它对普遍的解决方案有广泛的适用范围。

（3）I/0地址分配

由于CPU模块有14点数字量输入，8点数字量输出，因此不再需要输入/输出模块。I/0分配采用自动分配方式，模块上的输入端子对应的输入地址足X000～X017，输出端子对应的输出地址足Y000～Y007。

（4）模块功能概述

CPU模块采用三菱公司的FX2N-48MR模块，它控制着整个系统按照控制要求有条不紊地运行。同时由于该模块采用交流220V供电，并且自带24个数字量输入点和24个数字量输出点，完全能满足楼道照明控制系统的要求，因此不再需要另外的模块。 3.4 PLC硬件系统结构

（1）)输入按钮

每个楼道采用标有上下箭号的按钮，以三层楼道的按钮为例，与PLC端口的接线图如图3-3所示。

PLC模块 FX2N-48MR

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X03 三楼上X13 三楼下COM 公共端三楼上开关三楼下开关COM公共端X13X03

图3-3 PLC端口接线图

PLC控制系统的硬件结构及输入输出接线如图3-4所示。

L1L2L3N七楼下六楼下五楼下四楼下三楼下二楼下一楼下 X017X016X015X014X013X012X011X010X007Y4Y5Y6Y7七层楼道灯六层楼道灯五层楼道灯四层楼道灯三层楼道灯Y3二层楼道灯Y2一层楼道灯Y1底层楼道灯Y0COM六楼上五楼上四楼上三楼上二楼上一楼上底层上X006X005X004X003X002X001X000COM

图3-4 PLC的输入输出接线图

3.5 输入、输出点的I/0分配

根据系统的控制要求，输入、输出点的I／O分配。如下：

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表3-1输入/输出点的地址分配

输入元件 输入点 X0O0 X001 X011 XO02 X012 X003 X013 X004 X014 X005 X015 X006 X016 X017 元件 底层上开关 一楼上开关 一楼下开关 二楼上开关 二楼下开关 三楼上开关 三楼下开关 四楼上开关 四楼下开关 五楼上开关 五楼下开关 六楼上开关 六楼下开关 七楼下开关 输出点 Y000 Y001 Y002 Y003 Y004 Y005 Y006 Y007 输出元件 元件 底层楼道照明灯 一楼楼道照明灯 二楼楼道照明灯 三楼楼道照明灯 四楼楼道照明灯 五楼楼道照明灯 六楼楼道照明灯 七楼楼道照明灯

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第四章 小区照明智能控制系统的程序设计和调试

4.1程序简介

（1）编程软件

编程软件采用三菱公司的编程软件FXGP-WIN。 （2）程序的构成

开始运行程序，PLC将运行已经设置好的程序和参数，按下向上按钮和停止按钮后，楼道灯自动定时闪烁。

（3）程序的下载、安装和调试

将各个输入/输出端子和实际控制系统中的按钮、所需控制设备正确连接，完成硬件的安装。小区照明组态控制程序是由FXGP-WIN软件的指令完成，若要修改程序，先将PLC设定在STOP状态下，运行FXGP-WIN编程软件，打开小区照明组态程序，即可在线调试。 4.2 数字量输入部分

这个控制系统的输入元件有7个上楼按钮开关、7个下楼开关共14输入点。 4.3 数字量输出部分

这个控制系统需要控制的外部设备有楼道照明灯8个。 4.4 内部继电器部分

内部继电器地址分配如表4-1所示。

表4-1 内部继电器地址分配

内部继电器地址 M0 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7

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功能说明 向上时底楼亮 向上时1楼亮 向上时2楼亮 向上时3楼亮 向上时4楼亮 向上时5楼亮 向上时6楼亮 向上时7楼亮 扬州工业职业技术学院毕业设计

M10 M11 M12 M13 M14 M15 M16 M17 4.5 小区照明组态控制系统PLC程序 4.5.1 组件功能

（1）PLC内部辅助继电器

向下时底楼亮 向下时1楼亮 向下时2楼亮 向下时3楼亮 向下时4楼亮 向下时5楼亮 向下时6楼亮 向下时7楼亮 当按下某层按钮时，该辅助继电器工作，照明灯亮；当按下停止按钮时，该辅助继电器不工作，照明灯熄灭。

（2）楼层按钮

在该程序中，7层楼的按钮分别对应输入继电器X000-X017。当按下1楼按钮开关时，Y001得电，一楼灯亮，同时l楼按钮开关辅助继电器得电；当按下2楼按钮开关时，Y002得电，二楼灯亮，同时2楼按钮开关辅助继电器得电。依次类推，当按下5楼按钮开关时，Y005得电，五楼灯亮，同时5楼按钮开关辅助继电器得电。 4.5.2 梯形图程序

(1) 根据系统的控制要求，采用顺序控制的逻辑进行设计，程序如图4-1所示。

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图5-2 实时数据库界面图

5.2.1 组态画面设计

基于MCGS的组态监控界面，如图5-3所示：

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图5-3 监控画面

5.2.2 变量定义及关联

表 5-1 组态工程中变量的定义

图形元件 底楼灯 一楼灯 二楼灯 三楼灯 四楼灯 五楼灯 六楼灯 七楼灯

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元件属性 可见度 可见度 可见度 可见度 可见度 可见度 可见度 可见度 变量 楼层灯000 楼层灯001 楼层灯002 楼层灯003 楼层灯004 楼层灯005 楼层灯006 楼层灯007 PLC输入/输出点 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 扬州工业职业技术学院毕业设计

底楼向上按钮 一楼向上按钮 一楼向下按钮 二楼向上按钮 二楼向下按钮 三楼向上按钮 三楼向下按钮 四楼向上按钮 四楼向下按钮 五楼向上按钮 五楼向下按钮 六楼向上按钮 六楼向下按钮 七楼向下按钮

向上00 向上01 向下001 向上02 向下002 向上03 向下003 向上04 向下004 向上05 向下005 向上06 向下006 向下007 X000 X001 X002 X003 X004 X005 X006 X011 X012 X013 X014 X015 X016 X017 (1) 双击底楼的灯，红色的设置可见度，对应楼层灯000；一楼的红色灯可见度对应楼层灯001，二楼的红色灯可见度对应楼层灯002；三楼的红色灯可见度对应楼层灯003；四楼的红色灯的可见度对应楼层灯004；五楼的红色灯可见度对应楼层灯005；六楼的红色灯可见度对应楼层灯006；七楼的红色灯可见度对应楼层灯007；

（2）底楼上的按钮可见度对应向上00；一楼上的按钮可见度对应向上01；一楼下的按钮可见度对应向下001；二楼上的按钮可见度对应向上02；二楼下的按钮可见度对应向下002；三楼上的按钮可见度对应向上03；三楼下的按钮可见度对应向下003；四楼上的按钮可见度对应向上04；四楼下的按钮可见度对应向下004；五楼上的按钮可见度对应向上05；五楼下的按钮可见度对应向下005；六楼上的按钮可见度对应向上06；六楼下的按钮可见度对应向下006；七楼下的按钮可见度对应向下007。

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5.3 联机调试

把PLC程序写入FX2N—48MR中，再调至RUN状态，运行组态，按下X0（底楼向上按钮），组态运行如图5-4所示：

图5-4 调试效果图

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第六章 总结

毕业设计是在教学过程的最后阶段采用的一种总结性的实践教学环节。通过毕业设计，能使我们综合应用所学的各种理论知识和技能，进行全面、系统、严格的技术及基本能力的训练。

我们所做的“小区照明控制系统”在目前情况下楼道照明有以下几种方式，都有明显的缺陷。一是楼道安装开关照明。缺点是经常忘记关灯。容易形成长明灯，灯泡容易坏；二是楼道安装触摸式开关照明，缺点是经常按，触摸式开关容易失灵：三是楼道安装感应照明，缺点是由于过于敏感，只要有响声，整栋楼的灯全亮了，时间一长，灯泡经常闪烁，也经常坏。四是楼道安装声控照明，缺点是一开始，只需小声咳嗽或走动有声响，灯泡就亮，可渐渐发展成要跺脚、喊叫才能亮。

在程序设计和组态时，我们遇到了许多的麻烦，如组态时的输入输出点搞错，关于奇校验和偶校验的区分，许多许多的小细节都能导致系统不能正常运行，不过通过老师的指导，一步一步的做了出来。

毕业设计收获很多，比如学会了查找相关资料相关标准，分析数据，提高了自己的绘图能力，懂得了许多经验公式的获得是前人不懈努力的结果。同时，仍有很多课题需要后辈去努力去完善。

但是毕业设计也暴露出自己专业基础的很多不足之处。比如缺乏综合应用专业知识的能力，对材料的不了解，等等。这次实践是对自己大学五年所学的一次大检阅，使我明白自己知识还很浅薄，虽然马上要毕业了，但是自己的求学之路还很长，以后更应该在工作中学习，努力使自己 成为一个对社会有所贡献的人，为现代化建设添上自己的微薄之力。在此要感谢我的指导老师严老师对我悉心的指导，感谢老师给我的帮助。

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程序执行阶段 输出阶段 输入阶段 程序执行阶段 输出阶段 输入阶段 程序执行阶段 输出阶段 输入阶段 程序执行阶段 输入 输出

最长时间

图2-5 最长响应时间

2.4 PLC的编程语言

可编程控制器的编程语言主要有梯形图语言、助记符语言及功能块图。 （1）梯形图语言

梯形图语言是在继电器控制电路图的基础上发展而来的。最大的优点就是直观易懂，使用简单方便。对来自电气方面的用语，通过梯形图很容易就能掌握，同时它也是PLC的主要编程语言。 （2）助记符语言

助记符语言与汇编语言类似，它使用字符来代表可编程控制器的某种操作，这就要求用户要有一定的计算机编程基础。用助记符语言编写上一个例子的程序如下：

LD X000 OR M0 ANI X001 OUT M0

2.5 PLC的指令系统

如同计算机编程一样，PLC也有自己的指令系统。PLC程序就是由指令按照控制要求组合起来的，也可以说，PLC控制系统动作的过程就是PLC内部一条条指令执行的过程。不同PLC厂家有不同的指令系统。

指令可分为顺序指令、程序执行控制指令、数据处理指令和特殊指令等。通过这

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些指令的有机组合，来完成PLC控制系统的控制要求。 2.6 PLC的编程工具

PLC的编程主要是通过编程器或用PLC公司提供的编程软件来完成的。

每个PLC公司都有自己的编程器，一般它比较小，而且比较轻，适合在现场使用。但是它只能使用助记符语言对PLC进行编程，而且由于屏幕较小，每次只能显示一两行程序，难于对程序从整体上进行分析。

PLC公司提供的编程软件则能使用梯形图、助记符或功能块图语言进行编程。通过编程软件，不仅能在一个屏幕上看到十几页，甚至几十页的程序，从宏观上对程序进行编辑和分析，而且它还能对程序的运行情况进行监视。 2.7 PLC控制系统的构成、设计原则及步骤

PLC控制系统由硬件部分和软件部分组成。

对于整个PLC控制系统来说，其硬件部分不仅包括选择符合控制要求的PLC机型、存储器容量、电源模块、输入/输出模块、通信模块、模拟量输入/输出模块和特殊功能模块等，还应当包括选择合适的可编程控制器外围装置、设备与接口，如输入设备（控制按钮、开关、传感器等）、执行装置（接触器、继电器等）和由执行装置控制的现场设备（水泵、鼓风机、阀门等）。

软件部分主要包括对PLC进行I/O点地址、内部继电器、定时器、计数器等的分配，PLC控制程序的设计（梯形图、语句表、流程图等），还有一些技术文件等。

PLC控制系统是为工艺流程服务的，所以它首先要能很好地实现工艺提出的控制要求。PLC控制系统的设计应遵循以下原则。

（1）根据工艺流程进行设计，力求控制系统能最大限度地满足控制要求。 （2）在满足控制要求的前提下，尽量减少PLC系统硬件费用。

（3）考虑到以后控制要求的变化，所以控制系统设计时应考虑PLC的可扩展性。 （4）控制系统使用和维护方便、安全可靠。 <1>控制要求分析

在设计PLC控制系统之前，必须对工艺过程进行细致的分析，详细了解控制对象和控制要求，这样才能真正明白自己所要完成的任务，并更好地完成任务，设计出令人满意的控制系统。

<2>确定输入/输出设备

根据控制要求选择合适的输入设备（控制按钮、开关、传感器等）和输出设备（接

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触器、继电器等），根据所选用的输入/输出设备的类型和数量确定PLC的I/0点数。

<3>选择合适PLC

确定PLC的I/0点数后，就根据I/0点数、控制要求等来进行PLC的选择。选择包括机型、存储器容量、输入/输出模块、电源模块和智能模块等。

<4>I/0点数分配

点数分配就是规定PLC的I/0端子和输入/输出设备，图2-6设计步骤示意图的对应关系，画出I/0接线原理图。

开始设计 控制要求分析 确定输入输出设备 选择合适的PLC I/O点数分配 PLC程序设计 模拟调试 现场模拟调试 整理技术文件 设计结束

图2-6 设计步骤示意图

（5）PLC程序设计

首先把工艺流程分为若干阶段，确定每一阶段的输入信号和输出要控制的设备，还有不同阶段之间的联系，然后画出程序流程图，最后再进行程序编制。

（6）模拟调试

程序编制好后，可以用按钮和开关模拟数字量，电压源和电流源代替模拟量，进行模拟调试，使控制程序基本满足控制要求。

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（7）现场联机调试

现场联机调试就是将PLC与现场设备进行调试。在这一步中可以发现程序存在的实际问题，然后经过修正后使其满足控制要求。

（8）整理技术文件

这一步主要包括整理与设计有关的文档，包括设计说明书、I/O接线原理图、程序清单和使用说明书等。 2.8 PLC控制系统发展趋势

PLC具有可靠性高、使用方便、编程简单、体积小、重量轻等特点。目前，全世界PLC生产厂家约为200家，生产300多个品种。作为控制装置，它在许多工业领域都得到广泛的应用。随着微处理器技术和现代通信技术的发展，PLC也得到了迅速发展，其技术和产品日趋完善。PLC的主要发展趋势主要表现在以下几个方面。

（1）高速度、高I/0容量、功能强大

随着CPU处理速度的提高，PLC程序执行的速度也越来越快；大规模和超大规模集成电路的发展，相应地使I/O的容量也得到增加；智能模块的增加，使PLC能够实现的功能越来越多。

（2）强大的PLC联网能力

随着人们对工业自动化的要求越来越高，人们已经不再满足对几个设备、几条生产线的PLC控制，而是要求实现对全工厂的自动化，所以提高PLC控制系统的网络功能成为PLC的发展趋势。以后人们不仅能通过通信模块进行PLC与PLC、PLC与上位机之间的连接，还能通过拨号或者无线的方式使PLC联网。

（3）编程软件多样化

PLC的梯形图语言、助记符语言和功能模块语言虽然使用方便，而且也能很好地实现控制要求，但是在处理一些高级功能（复杂运算、报表生成和打印等功能）时存在明显的不足，所以就要求高级语言（BASIC、C、FORTRAN等）、图形语言、汇编语言兼容。这样不仅可以通过梯形图语言、助记符语言和功能模块语言来编写程序，也可以通过高级语言来编程。

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第三章 楼道照明智能控制设计要求、PLC选型与资源配置

3.1楼道照明智能控制控制要求

近年来，许多城市都搞起亮化工程，各种流光溢彩的景观灯扮靓了城市夜空。然而，在一些小区因楼道照明频繁损坏。成为照明盲区，居民不得不摸黑上下楼，给他们的生活带来困扰。采用PLC控制的楼道照明，可以克服上述的缺陷。

本文以某小区一栋7层楼的一个楼道为设计对象进行论述。当人在一楼准备上楼时，按一下上楼照明按钮，一楼照明灯亮，当你爬到两楼时，两楼照明灯自动亮起，一楼照明灯自动熄灭，以此类推，下楼也一样。如果几人同时上下，照明灯都按各自的规律变化，互不影响。而小区路灯调光控制主要起节能作用。 3.2 方案论证

早期小区照明组态控制系统,都有明显的缺陷：一是楼道安装开关照明。缺点是经常忘记关灯。容易形成长明灯，灯泡容易坏；二是楼道安装触摸式开关照明，缺点是经常按，触摸式开关容易失灵；三是楼道安装感应照明，缺点是由于过于敏感，有响声，整栋楼的灯全亮了，时间一长，灯泡经常闪烁，也经常坏。四是楼道安装控照明，缺点是一开始，只需小声咳嗽或走动有声响，灯泡就亮，可渐渐发展成要跺脚、喊叫才能亮。

采用PLC控制的楼道照明，可以克服上述的缺陷。不但实用、节能，还美观有趣。该系统采用按钮控制，当人在一楼准备上楼时，按一下上楼照明按钮，一楼照明灯亮，当你爬到两楼时，两楼照明灯自动亮起，一楼照明灯自动熄灭，以此类推，下楼也一样。如果几人同时上下，照明灯都按各自的规律变化，互不影响。可较好完成控制功能并延长按钮使用寿命。

3.3 楼道照明控制系统的PLC选型和资源配置

（1）控制系统构成图

7个上楼按钮 启动按钮 P 停止按钮 L C 7个下楼按钮 FX2N-48MR PLC模块 图3-1 楼道照明智能控制系统图

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