摘要

照明灯的控制是一种人工制作的景观，具有很大的实用价值，国内各大城市或在广场或在校园都有它的身影。随着科学技术的发展，可编程控制器在工业领域应用的越来越多。本次设计的目的就是设计一个控制核心为PLC，带有触摸屏的照明灯的控制。软件选用了西门子公司的博途软件，控制器选择PLC-1200，触摸屏选择SIEMENS精智面板。
本文主要介绍了照明灯的控制控制系统硬件的选择和软件的设计，重点介绍PLC程序设计与程序的编写。文章整体分为五个部分，第一部分是对论文研究的原因以及PLC的基础知识进行了介绍；第二部分对此次照明灯的控制控制系统做了介绍与设计；第三部分是对所用到的编程软件（SIEMENS博途软件）进行了使用说明；第四部分主要介绍了PLC程序；最后介绍了人机交互界面的制作与仿真。
关键词：照明灯的控制；PLC；控制系统；博途

一、概述

（一）照明系统的功能需求分析
(1)节能据专业资料统计，智能建筑的照明用电占整个校园用电的85%左右。其实在大多数情况下很多区域并不需要把灯全部打开或者开到最亮，过度的照明不仅形成光污染还会造成能源浪费。在当今能源紧张、国家大力倡导节能的形势下，使用智能照明管理系统最大程度地节能具有非常实际的意义。校园照明回路数量较多，容量较大，如何在保证所需照度的前提下，综合运用多种控制手段，减少不必要的电能浪费，是个极其重要的问题。
(2)高效管理如何提高运行的稳定性和可靠性，使控制和操作更加简单、方便、灵活，使管理更加自动化、高效化，减少大量简单重复的劳动，是我们在设计时考虑的重点。我们根据不同区域的特点进行设计，确保使用方便灵活，管理高效。智能照明控制系统将普通照明人为的开与关转换成了智能化管理，不仅使管理者能将其高素质的管理意识运用于照明控制系统中去，而且将大大减少照明系统的运行维护费用，并带来较大的投资回报。
(3) 人性化使用智能照明管理系统，不仅要实现基本的灯光控制，还应通过场景、自动控制等手段，努力提高照明环境的品质，使人们在一个舒适温馨、高品质的光环境中愉快高效地工作和学习，真正做到“科技以人为本”
（二）照明灯的控制控制系统构成
照明智能照明控制系统它由输入单元和输出单元两部分组成。除电源设备外，每一单元设置唯一的单元地址，并用软件设定其功能。
通过输出单元来控制各负载回路，各种形式的单元简述如下:
输入单元:用于将外部控制信号变换成控制系统上传输的信号，如可编程的多功能(开/关、调光、定时、软启动/软关断等)输入开关、红外线接收开关及红外线遥控器(实现灯光调光或开/关功能)。各种型式及多功能的控制板，可进行多点控制、时序控制等，调整照明，以达到使周围环境保持适宜的照度，节约电能。
输出单元:智能控制系统的输出单元是用于接受来自控制器的定时信号，控制相应回路的输出以实现实时控制。输出单元有各种型式的继电器。系统一般采用集中控制和管理、分散执行的方式，亦即配置智能控制照明柜，智能控制柜内装有可编程控制器的有关自动及手动控制开关，空中灯具开/关状态，手动控制开关可在异常情况下采取处理措施。
为满足系统能安全可靠的运行，所需要的硬软件相关设备必须达到以下的相关标准：
（1）能和照明灯的控制周围的相关设备良好地兼容，不仅如此，其设备更要满足一个“新”，技术的革新带来的结果往往是令人难以想象的。
（2）相关的程序功能必须重点突出一个“成熟”，并应该具有良好的稳定性，结构上应该完整，这样的话，假如需要对喷泉所产生的效果进行改正的话，相对于其他情况，更便于操作，维修保养。
（3）能满足对系统进行实时监控和动态仿真，实现人机交互功能。
（三）照明灯的控制的设计要求
在正常的工作日里，在7∶30至12∶30和13∶30至18∶30，当教室被使用时，热释电红外开关检测教室是否有人，光照传感器再根据教室光照强度是否达到阈值，由PLC控制中间继电器来控制是否开启照明灯;12∶30至13∶30，不开启照明灯;在18∶30，不需要使用的教室自动关闭照明灯;18∶30至22∶00，需要使用的教室开启照明灯;22:00之后自动关闭所有的照明灯．在周末休息日时间，PLC控制系统不开启照明灯;当教室被使用时，光照传感器根据教室内的光照强度决定是否开启照明灯;教室使用完毕后，当教室无人时，自动关闭照明灯．在寒暑假期间，根据实际需要，管理人员远程操控教室是否开启照明灯。

二、PLC选型

西门子PLC-1200
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三、照明灯的控制的硬件设计

（一）PLC输入输出地址分配表
I/O分配表是对系统的输入和输出点的端口地址分配，能充分反映控制程序中的地址代表什么变量，出了错能及时更改。如图3-1为此次设计的I/O分配表。

（二）PLC硬件接线图
PLC硬件接线图能清楚的显示系统所需硬件的连接方式。

四、照明灯的控制的软件设计

（一）程序设计
PLC程序设计一般有经验法、顺序功能图法、逻辑流程图法三种方法，为了在进行PLC编程时，可以容易的编出复杂的程序，提高工作效率，设计出了PLC的流程图。程序具体流程图如图4-1所示

（二）编程软件平台的选择
1.博途软件简介
博途不仅仅是一种专业的编程软件，它还是一款具有高度集中性的编程软件，在实现生产全自动化道路上起到了不可或缺的作用。它具有相当程度的普遍性和便捷性，也就是说专业人士可以在程序内部进行调试与仿真，普通大众则可在触摸屏上操作控制对象进行动作，首次实现了将程序编程与程序可视化集合在一起，集成了传统的西门子STEP7和WINCC的功能，可以更加直观、高效、快速的进行自动化项目的开发。博途软件从v15以后软件功能相差无几，本次设计就用到了博途v15。

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（三）主要程序段的说明
（四）程序仿真
1.触摸屏基本对象和元素设计
（1）利用工具箱中的基本对象里面的圆来制作灯。画面制作完成后在每个对象的属性中选择相应的PLC变量，和程序建立连接。
（2）利用触摸屏中的元素里面的按钮制作启动停止按钮，在命名完成后，点开每个按钮的属性，点击事件，设置成按下时置位位，释放时复位位，连接相应的变量。画面整体如图4-4所示

2.触摸屏仿真
照明灯的控制人机交互界面总共有两个画面，画面整体如图4-5所示。

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THE END