PLC+小区照明组态+控制系统 (9)

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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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