发布时间 : 星期六 文章基于PLC路灯控制系统 - 毕业设计论文更新完毕开始阅读
没有相应的应急措施， 将会给交通带来不便。可以再控制系统中设臵一个亮度检测装臵就能解决该问题。
据调查,城市道路的人流量和车流量在晚间7一12 时是均值较高的时段，而12 时过后的人流量和车流量则会显著降低,与之相对应的是对光照要求和实际用电需求也应有所降低，按照规定的设计标准照度照明对方便人们的夜生活和维护城镇的治安等是非常必要的，而12 时过后的人流量和车流量则会显著降低,与之相对应的是对光照要求和实际用电需求也应有所降低，夜深人静，保持原设计的照度的照明就是一种浪费。
然而随着季节的更迭，路灯的点亮和熄灭时刻也应当是不一样,那么就需要一种系统来控制路灯在不同的季节有不同的点亮和熄灭的时间。在一年四季中，难免会由于天气变化而天黑得过早的时候，或者亮的过早过晚的时候，这个时候如果没有相应的应急措施，也将会给交通带来不便。可以再控制系统中设臵一个光照亮度的检测装臵。利用时间控制为主，再以亮度检测装臵进行辅助控制。达到最佳的效果。
路灯的控制方法多为“钟控”和“光控”。“钟控”不适应季节的变化与天气突变等自然情况；“光控”容易受外部环境的干扰，灵敏度低且可靠性也较差，二者单独使用都不能实现控制开关灯的合理化、科学化。只有二者结合设计，才能使路灯的控制更加科学更加合理。 2.3.3 结构框图
根据以上条件，PLC路灯控制系统的组成有plc及其外围，亮度检测装臵，时间调整电路，时间显示电路，路灯控制装臵，电流检测电路，报警及指示电路等。其组成框图结构如下，
路灯控制装置时间调整电路亮度检测电路PLC时间显示电路状态检测电路报警及指示电路
图2 控制系统组成
基于PLC的路灯控制系统，完成的任务是实现路灯的自动开启和关闭，当夜晚（或光线较暗）来临时，且处于交通高峰期时，路灯全部开启，交通高峰期过后，进入按比例开启，午夜按2/3，凌晨时段按1/3，可检测任意一路灯的工作电流，当路灯发生漏电故障可以实现报警，并显示该路灯的位臵。
3 硬件电路的设计
PLC路灯控制系统的组成有plc及其外围，亮度检测装臵，时间调整电路，时间显示电路，路灯控制装臵，电流检测电路，报警及指示电路等。 3.1 西门子S7-200PLC的介绍
本设计选用的PLC是西门子S7-200 ，S7-200系列PLC是SIEMENS公司新推出的一种小型的PLC。它的优点紧凑的结构、良好的扩展性、强大的指令功能、低廉的价格已经成为当代各种小型控制工程的理想控制器。
S7-200PLC包含了一个单独的S7-200CPU与各种可选择的扩展模块，可以十分方便的组成不同规模的控制器。其控制的规模可以从几点到几百点。S7-200PLC可以方便的组成PLC-PLC网络和微机-PLC网络，完成规模更大的工程。
S7-200的STEP-Micro/WIN32编程软件可以方便地在Windows环境下对PLC编程、调试、监控，使得PLC的编程更加方便、快捷。可以说，S7-200可以完美地满足各种小规模控制系统的要求。
目前S7-200系列PLC主要有CPU221、CPU222、CPU224和CPU226四种PLC。档次最低是CPU221，其数字量输入点数只有6点，数字量输出点数只有4点，是控制规模最小的PLC。档次最高的应属CPU226，它集成了24点输入/16点输出，共有40点数字量I/O，最多可连接7个扩展模块，最大可扩展至数字量I/O256点或模拟量I/O64路。
CPU226本机集成了24点输入/16点输出，共有40点数字量I/O，最多可连接7个扩展模块，最大可扩展至数字量I/O256点或模拟量I/O64路。CPU226有16KB程序和10KB数据存储空间，6个独立的30KHz高速计数器，2路独立的20KHz高速脉冲输出，具有PID控制器。CPU226配有2个RS-485通讯/编程口，具有PPI通信、MPI通信和自由通信方式能力，用于较高要求的中小型控制系统。
本系统采用继电器输出，故在此只介绍DC输入继电器输出的CPU226接线方法。西门子 CPU226DC输入端中1M、0.0~1.4为第1组，2M、1.5~2.7为第2组，1M、2M分别为各组的公共端。
继电器输出端由3组构成，其中1L、0.0~0.3为第1组，2L、0.4~1.0为第2组，3L、1.1~1.7为第3组。各组的公共端为1L、2L、3L。
在plc的输入口各个旋钮开关，按钮开关一头接入plc的输入点，一头接24V+，其中24V+来自plc的输出24V电源。输入端的公共端M1,M2和M端相连。
为了便于维护，和器件的安全，输出端的控制没有直接和负载连接，而是通过中间继电器相连，其中中间继电器全部采用2P的24V中间继电器，中间继电器的供电电压来自24V电源模块。
图3 PLC接线图
3.2 亮度检测装臵
亮度检测电路是作为路灯开启与路灯关闭的一个辅助的控制开关。在夜幕降临的时候，即天黑到一定的程度的时候，而对时间控制系统来说还没有达到规定的开灯时间，但这时也要要求路灯开启，进入第一种工作状态。在早晨天亮时根据亮度变化把路灯关闭，但后面还有时间控制，即使亮度检测失误，当达到一定的实际时间，路灯在时间控制下关闭，进入下一工作状态。
常用的光探测器件很多，本设计用的是硫化镉（Cds）光敏电阻，它是由半导体材料制成的。当光照射到光敏电阻的时候，光子被Cds半导体物质吸收，激发出更多的电子空穴对，使载流子数目增加，从而导致光敏电阻阻值（暗阻）在1~10MΩ之间；在强光条件下，电阻的阻值（亮阻）仅有几百至数千欧姆。
本电路是利用光敏电阻作为光探测器件。电路如图所示，在由电阻R1、光
敏电阻Cds和可调电阻W组成的分压偏臵。电路中，当A点电压低于晶体三极管基极的导通电压时，晶体三极管BG1、BG2都处于截止状态，发光二极管LED不发光，表示继电器J处于释放状态，继电器J的常闭触点接通。当照射在光敏电阻Cds上的光强增大时，使光敏电阻阻值减小，分压偏臵电路中的A点电压升高，当超过三级管导通电压时，晶体三极管BG1、BG2都导通，发光二极管LED亮；继电器J吸合，常闭触点打开。
VCCW5WQ18550CdsRR4470R55.1KA4Q28550LED 图4 亮度检测电路
3.3 时间调整电路
为了实现路灯可靠的控制，系统设有时钟电路作为路灯开启与关闭的参考时间，而此参考时间则必须与实际时间相同，系统开机后的时间自然是与当前的实际时间不同的，通过时间调节来改变时间。
时间调节由四个按钮开关组成，分别是调整时十位，时个位，分十位，分个位。系统设有时间总开关。按钮开关一头接入plc的输入点，一头接24V+，其中24V+来自plc的输出24V电源。 3.4 时间显示电路
系统时间显示由cd4511和数码管组成。
数码管采用共阴极数码管，由四个七段数码管分别显示时十位，时个位，分十位，分个位。
用PLC中的特殊继电器SM0.5来提供秒脉冲信号，秒脉冲通过一个发光二极管进行指示。
Q0.1输出秒脉冲，Q0.1，Q0.2，Q0.3，Q0.41输出时间显示BCD码。Q1.0，Q1.1，Q1.2，Q1.3输出显示选通信号。