PLC的智能办公楼控制系统设计
目录
引言?? 1
一、 PLC概述 2
（一） PLC简介 2
（二） PLC的特点 2
（三） 西门子S7-300 PLC 2
（四） S7-300的模拟量输入模块 3
（五） PLC选型 3
（六） PLC硬件组态 4
二、 组态Wincc 5
（一） wincc简介 5
（二） 功能实现 5
三、 智能办公楼控制系统 6
（一） 智能办公楼 6
（二） plc控制方案 6
（三） 控制传感器 7
四、 程序及组态设计 9
（一） 主程序设计 9
（二） 组态设计 14
总结 18
谢辞 19
参考文献 20
附录 21
引言??
随着资源的日益短缺，人们越来越来越注意节能环保，办公楼宇耗电占到我们全国的很大一部份，能源费数以万记。照明耗电占到其中很大的一部分，在办公楼宇中仅仅低于空调的耗电量。
在我们国家，照明系统的浪费、安防系统的可靠性都是需要解决的问题。而这些也正是智能化楼层将要实现的。当今智能化办公楼正逐步崛起，但实际还不是很广泛
智能建筑在发达国家已经发展的日趋完善，向着节能化完整化，以及实用化发展。深圳是我国楼宇自动化发展比较好的地区，但是跟发达国家相比还是有很大的差距。随着经济的发展智能建筑的进步已经越发明显，楼宇自动化将迎来巨大的市场。
PLC概述
PLC简介
可编程逻辑控制器，它采用的是一类可编程的存储器。
PLC的特点
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
实用性性强、延展性好、作用齐全。PLC是为了工业生产及应用而专门设计的一种程序，面向工业的控制是其显著特征。当生产工艺发生了变化，不用更改PLC的硬件设备，只要更改程序，转化控制逻辑，再用PLC中的每个软继电器的触点数理论上无限制，所以延展性跟实用性都很好。
抗干扰性强和稳定性好。PLC能够承受电压的变化。即使在电源突然断电的时间下，仍可正常工作。
编程简单、使用方便。模块化的结构、安装方法简单、调试快速简便。
西门子S7-300 PLC
S7-300的系统结构
S7-300 PLC是一种模块化PLC，适用于各种中等性能的控制处理要求。电源、CPU和其他模块都是独立的，S7-300的CPU都有一个使用MPI（多点接口）通讯协议的RS-485接口。
S-7300采用的是紧凑、无槽位限制模块化结构，电源模块、CPU模块、信号模块、功能模块、接口模块和信号处理器都安置在铝制的导轨上。
S7-300有350多条指令操作，其编程软件STEP7编程能力功能强大，可以编程多种语言。
STEP 7
STEP 7是S7-300系列编程软件。梯形图、语句表、指令表、功能块图、结构文本、顺序功能图是其5种编程语言。
S7-300 CPU模块
CPU有4种操作模式：STOP（停机），STARTUP（启动），RUN（运行）和HOLD（保持）。
S7-300模块
S7-300的模拟量输入模块
PLC可以用来测量或控制大量的连续变化的模拟量。有些是非电量，比如压力、温度等。有些则是强电量，比如发电机的电压、电流、有功无功功率等。
模拟量输入模块其主要组成部分是数模转换器。模拟量的输入模块的输入信号一般都是以模拟量变送器输出的标准量程的直流电流，直流电压信号。例如DC1~5V和 DC4~20mA
PLC选型
该选择包括其运算功能、控制功能、通信功能、编程功能、处理速度跟诊断能力来选择。
可编程逻辑控制器运算功能包括计时计数的能力以及其逻辑运算的能力；可编程逻辑控制器运算功能还包括比较跟数据移动等运算功能；复杂运算功能有说句传输以及代数运算；大型可编程逻辑控制器可以模拟量的PID运算和、以及其他各种高级运算能力。
控制功能包括PID的控制运算、前馈补偿的控制运算、比值控制运算等等，应根据控制要求来确定。
通信功能，大中型的可编程逻辑控制器系统应支持多种多样的现场总线和标准通信协议如TCP/IP，需要时应能与工厂管理网相连接。通信协议应该符合ISO/IEEE的通信标准，应该是开放的通信网络。通信总线必须符合国际标准，通信距离应当满足装置实际要求。
编程功能，编程器在进行编程模式时，CPU只能为编程器提供服务，而且不对现场设备进行控制。在完成编程后，编程器转换到运行模式，CPU对现场设备控制，而且不能进行编程。
诊断功能的可编程逻辑控制器诊断功能包含软件和硬件的诊断。硬件诊断通过硬件逻辑判断确定硬件故障位置，软件诊断分内诊断跟外诊断。可编程逻辑控制器的诊断功能的好坏，直接影响操作与维护人员技术能力要求，而且影响平均维修跟维护的时间。
综上所述，应该结合实际的情况，为了方便日后的系统的改造跟升级工作，必须要留出一定的I/O点来做扩展使用。并决定选用S7-300PLC控制，由于需要大量模拟量输入，采用315-2DP CPU。
PLC硬件组态
集成在STEP7中的硬件组态工具HW Config用于对自动化工程使用的硬件进行配置和参数设置。
软件中硬件配置
在配置I/O时，由于要用到模拟量输入AI，需在窗口右面SIMATIC300中选择SM300模块，并选择DI和AI输入模块。
组态Wincc
wincc简介
SIMATIC WinCC(Windows Control Center)--视窗控制中心，是西门子公司提供的基于windows操作系统的强大的HMI/SCADA应用软件系统，用于实现SIMATIC PCS7过程控制系统的可视化组件，也是用于西门子和其他制造商的各种可视化和监视系统的HMI(人机界面)[5]。
功能实现
WinCC是一个真正开放的，面向监控与数据采集的SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）软件，可在任何标准PC上运行。
可以与好多种自动化设备及控制软件集成，具有多种多样的设置项目、可视窗口和菜单选项，使用功能齐全，方式灵活。它为操作者提供了形象直观图文并茂的操作环境，不但缩短软件设计的周期，而且提高了工作的效率。
在组态wincc时，在标签管理器中选择添加PLC的驱动程序，必须选择支持S7协议的通信驱动程序“SIMATIC S7 Protocol Suite. CHN”，在其中的“MPI”下联接S7-300，要设置MPI地址以及节点名等参数，而、且MPI地址要跟PLC中设置的完全相同。
组态完的S7-300下设置标签，各个标签都有三个设置项，即标签名、数据类型、地址，其最重要的是标签地址，定义了此标签与S7-300中某一确定地址列如某一输入位、输出位或者中间位等的对应的关系。设置标签地址比较容易，可以在直接利用在STEP7中配置的变量表，如设置标签地址为A0.0，表示S7-300中输出地址A0.0。运用这种方法，可以将S7-300与WinCC之间需要通信的数据做成标签，相当于完成了S7-300跟WinCC之间的联接。
引言?? 1
一、 PLC概述 2
（一） PLC简介 2
（二） PLC的特点 2
（三） 西门子S7-300 PLC 2
（四） S7-300的模拟量输入模块 3
（五） PLC选型 3
（六） PLC硬件组态 4
二、 组态Wincc 5
（一） wincc简介 5
（二） 功能实现 5
三、 智能办公楼控制系统 6
（一） 智能办公楼 6
（二） plc控制方案 6
（三） 控制传感器 7
四、 程序及组态设计 9
（一） 主程序设计 9
（二） 组态设计 14
总结 18
谢辞 19
参考文献 20
附录 21
引言??
随着资源的日益短缺，人们越来越来越注意节能环保，办公楼宇耗电占到我们全国的很大一部份，能源费数以万记。照明耗电占到其中很大的一部分，在办公楼宇中仅仅低于空调的耗电量。
在我们国家，照明系统的浪费、安防系统的可靠性都是需要解决的问题。而这些也正是智能化楼层将要实现的。当今智能化办公楼正逐步崛起，但实际还不是很广泛
智能建筑在发达国家已经发展的日趋完善，向着节能化完整化，以及实用化发展。深圳是我国楼宇自动化发展比较好的地区，但是跟发达国家相比还是有很大的差距。随着经济的发展智能建筑的进步已经越发明显，楼宇自动化将迎来巨大的市场。
PLC概述
PLC简介
可编程逻辑控制器，它采用的是一类可编程的存储器。
PLC的特点
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
实用性性强、延展性好、作用齐全。PLC是为了工业生产及应用而专门设计的一种程序，面向工业的控制是其显著特征。当生产工艺发生了变化，不用更改PLC的硬件设备，只要更改程序，转化控制逻辑，再用PLC中的每个软继电器的触点数理论上无限制，所以延展性跟实用性都很好。
抗干扰性强和稳定性好。PLC能够承受电压的变化。即使在电源突然断电的时间下，仍可正常工作。
编程简单、使用方便。模块化的结构、安装方法简单、调试快速简便。
西门子S7-300 PLC
S7-300的系统结构
S7-300 PLC是一种模块化PLC，适用于各种中等性能的控制处理要求。电源、CPU和其他模块都是独立的，S7-300的CPU都有一个使用MPI（多点接口）通讯协议的RS-485接口。
S-7300采用的是紧凑、无槽位限制模块化结构，电源模块、CPU模块、信号模块、功能模块、接口模块和信号处理器都安置在铝制的导轨上。
S7-300有350多条指令操作，其编程软件STEP7编程能力功能强大，可以编程多种语言。
STEP 7
STEP 7是S7-300系列编程软件。梯形图、语句表、指令表、功能块图、结构文本、顺序功能图是其5种编程语言。
S7-300 CPU模块
CPU有4种操作模式：STOP（停机），STARTUP（启动），RUN（运行）和HOLD（保持）。
S7-300模块
S7-300的模拟量输入模块
PLC可以用来测量或控制大量的连续变化的模拟量。有些是非电量，比如压力、温度等。有些则是强电量，比如发电机的电压、电流、有功无功功率等。
模拟量输入模块其主要组成部分是数模转换器。模拟量的输入模块的输入信号一般都是以模拟量变送器输出的标准量程的直流电流，直流电压信号。例如DC1~5V和 DC4~20mA
PLC选型
该选择包括其运算功能、控制功能、通信功能、编程功能、处理速度跟诊断能力来选择。
可编程逻辑控制器运算功能包括计时计数的能力以及其逻辑运算的能力；可编程逻辑控制器运算功能还包括比较跟数据移动等运算功能；复杂运算功能有说句传输以及代数运算；大型可编程逻辑控制器可以模拟量的PID运算和、以及其他各种高级运算能力。
控制功能包括PID的控制运算、前馈补偿的控制运算、比值控制运算等等，应根据控制要求来确定。
通信功能，大中型的可编程逻辑控制器系统应支持多种多样的现场总线和标准通信协议如TCP/IP，需要时应能与工厂管理网相连接。通信协议应该符合ISO/IEEE的通信标准，应该是开放的通信网络。通信总线必须符合国际标准，通信距离应当满足装置实际要求。
编程功能，编程器在进行编程模式时，CPU只能为编程器提供服务，而且不对现场设备进行控制。在完成编程后，编程器转换到运行模式，CPU对现场设备控制，而且不能进行编程。
诊断功能的可编程逻辑控制器诊断功能包含软件和硬件的诊断。硬件诊断通过硬件逻辑判断确定硬件故障位置，软件诊断分内诊断跟外诊断。可编程逻辑控制器的诊断功能的好坏，直接影响操作与维护人员技术能力要求，而且影响平均维修跟维护的时间。
综上所述，应该结合实际的情况，为了方便日后的系统的改造跟升级工作，必须要留出一定的I/O点来做扩展使用。并决定选用S7-300PLC控制，由于需要大量模拟量输入，采用315-2DP CPU。
PLC硬件组态
集成在STEP7中的硬件组态工具HW Config用于对自动化工程使用的硬件进行配置和参数设置。
软件中硬件配置
在配置I/O时，由于要用到模拟量输入AI，需在窗口右面SIMATIC300中选择SM300模块，并选择DI和AI输入模块。
组态Wincc
wincc简介
SIMATIC WinCC(Windows Control Center)--视窗控制中心，是西门子公司提供的基于windows操作系统的强大的HMI/SCADA应用软件系统，用于实现SIMATIC PCS7过程控制系统的可视化组件，也是用于西门子和其他制造商的各种可视化和监视系统的HMI(人机界面)[5]。
功能实现
WinCC是一个真正开放的，面向监控与数据采集的SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）软件，可在任何标准PC上运行。
可以与好多种自动化设备及控制软件集成，具有多种多样的设置项目、可视窗口和菜单选项，使用功能齐全，方式灵活。它为操作者提供了形象直观图文并茂的操作环境，不但缩短软件设计的周期，而且提高了工作的效率。
在组态wincc时，在标签管理器中选择添加PLC的驱动程序，必须选择支持S7协议的通信驱动程序“SIMATIC S7 Protocol Suite. CHN”，在其中的“MPI”下联接S7-300，要设置MPI地址以及节点名等参数，而、且MPI地址要跟PLC中设置的完全相同。
组态完的S7-300下设置标签，各个标签都有三个设置项，即标签名、数据类型、地址，其最重要的是标签地址，定义了此标签与S7-300中某一确定地址列如某一输入位、输出位或者中间位等的对应的关系。设置标签地址比较容易，可以在直接利用在STEP7中配置的变量表，如设置标签地址为A0.0，表示S7-300中输出地址A0.0。运用这种方法，可以将S7-300与WinCC之间需要通信的数据做成标签，相当于完成了S7-300跟WinCC之间的联接。
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