西门子logo的智能路灯照明系统设计(附件)
摘 要进入21世纪以来，随着我国经济的快速发展，电力消费也随之呈现井喷似的增长。电力资源已成为一种紧缺资源。如何节能减耗正成为近年来研究的热点课题。本文研究的智能路灯节能控制系统是针对我国在城市传统照明上所存在的巨大的能源消耗和浪费而开发的一种基于西门子LOGO！的新型智能节能控制系统，集稳压控制、定时启停、智能控制于一体。智能路灯节能控制系统将光敏传感器连接智能控制器的输入端，将路灯连入智能控制器的输出端，根据客户需求编写程序，通过LOGO！程序离线模拟功能，能够实现根据周围光照强度的变化，自动或手动调节路灯运行的功能。本文对基于西门子LOGO的智能路灯节能控制系统进行了深入分析和研究。讨论了智能路灯节能控制系统的组建，设计控制系统。介绍了该装置的系统设计、工作原理。详细分析了以LOGO为主控单元的硬件电路设计，以及电气连接。
目 录
第一章 绪论 1
1.1概述 1
第二章 方案的论证与选择 2
2.1三种智能路灯节能方案的优劣对比 2
2.2 LOGO！详细介绍 3
2.3研究方案概述 4
2.3.1研究方案 4
2.3.2逻辑设计 5
第三章 设计方案与要求 6
3.1设计方案流程图 6
3.2整体方案 7
第四章 系统硬件设计 9
4.1主电路部分 9
4.2控制电路 9
4.3外接模块 10
4.4控制面板设计 11
第五章 系统的软件设计 12
5.1流程图设计 12
5.2程序模块的设计 12
5.2.1人行道灯Ⅰ程序 13
5.2.2道路灯II（主照明灯）程序 13
5.2.3辅助灯III程序 14
5.2.4人行道灯Ⅳ程序 14
5.2.5道路灯Ⅴ（主照明灯）程序 15
5.2.6辅助灯Ⅵ程序 15
5.3软件仿真结果 16
5.3.1程序自动运行仿真 17
5.3.2手动控制仿真
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
25
5.3.3急停仿真 26
5.3.4间断路灯控制仿真 26
结束语 28
致谢 29
参考文献 30
附录 31
第一章 绪论
1.1概述
进入21世纪以来，随着经济日益快速发展，城市基础建设得到了充分的发展，道路照明作为衡量城市基建发展的重要指标也受到了更多的关注。经济的发展带来了便利的生活，但同时也加剧了能源的消耗。所以，保障道路照明设备的高效和安全，正成为各个城市关注的重点。此外，为了吸引投资提升城市形象，政府往往会创造一个良好的投资氛围，而改造城市照明不仅成本较低，而且应用范围也更广。传统的道路照明系统往往只具备简单的定时开关功能，即使已经使用了较为节能的LED灯管，但浪费的电力依然不可小觑，同时造成了巨大的用电缺口。经济的发展伴随着新道路的规划与设计，使用传统的技术方式的路灯照明系统则对管理部门造成了巨大的考验。由于缺乏智能化的管理系统，传统的路灯一旦发生故障，往往需要经历多个步骤才能反映到到相关部门，同时有关部门派遣维修人员进行检查与返修同时也花费大量时间。在未得到维修期间，损坏的路灯造成了未知的安全隐患，同时，有关部门还需在检修与汇总上面投入巨大的人力物力。提高路灯系统的科技水平，满足城市基本照明要求，实现照明系统的智能化和节能化，已经迫在眉睫，也为解决城市形象问题与节约能源开发了一条新思路。智能照明系统为城市现代化建设提供了一个途径，通过改造传统路灯，提高城市基础设施建设水平，提高人民生活质量，同时也减少了政府的电力支出。
本文针对传统路灯照明系统中存在的问题，参考其他关于智能路灯的研究，设计一种智能化路灯控制系统。通过研究，选择方案，并加以完善，最后在PC上进行仿真。验证可行性之后，完成本次设计。
第二章 方案的论证与选择
智能路灯节能控制的系统核心为智能控制器。智能控制器通过数据处理，下达指令给受控对象达到智能控制的目的。
2.1三种智能路灯节能方案的优劣对比
表21 三种方案的比较
下面简单介绍三种方案的特点：
1. LOGO！技术：LOGO！的特点是控制模块体积小，结构紧凑，可以直接通过集成的显示面板和组合按键对程序进行修改，也可以监控系统，调整时钟数值，显示文本，拷贝程序。实现这些功能不必在PC端使用预装的编程软件，相比其他支持数字量或者模拟量输入的其他产品，LOGO！拥有绝对的成本优势。当然，使用PC端的LOGO！Comfort软件可以进行离线仿真，使用者无需到达现场，根据现场传过来的数据和情况进行程序的调整，有效节省了现场调试时间，方便工作人员。
2. Zigbee技术：。Zigbee的特点是低复杂性，低功耗，低数据传送速率，对于初学者来说也能很快的上手并应用。Zigbee是一种短距离的双向无线通讯手段，有较强的设备联网能力，支持三种形式的无线网络结构，即：星型结构、树型结构以及网状结构。拥有高可靠性和鲁棒性的网状结构，对于路灯的无线联网功能来说，是一个比较好的选择。Zigbee同时也是一种比较廉价的方案选择，不过由于短距离的受限，应用面不如其他两种方案广阔。
3.单片机技术：单片机的特点是高度集成，将各功能部件集中到一个晶体芯片上，体积也比较小，控制功能强，分支转移以及I/O口的逻辑操作和位处理能力也是相当出色。低电压，低功耗的节能特性以及良好可延展性对比低廉的成本很具有竞争力。
2.2 LOGO！详细介绍
LOGO！编程软件提供的可编辑功能块的编程方式和使用梯形图的编程方式，用户根据需求可以随意切换两种模式。而且使用一种编程模式也可以同时生成另一种编程模式。对于初学的PLC用户来说简直就是一个福音。LOGO！支持EIB、LON和ASi三种通讯方式，将LOGO！连入网络之中， 可以构成楼宇控制系统中的I/O子站和机械控制系统中的I/O子站。
近年来世界多家著名机构如CE、UL、CSA、FM等对于LOGO！均做出了较高的评价，而LOGO！也不负众望，凭借着高质量的产品取得了世界上几乎所有权威机构的质量认证。在中国，LOGO！也同样有着巨大的市场份额和使用前景，在楼梯照明系统、包括控制系统、水泵控制系统以及特殊车辆控制系统等众多行业中大放异彩！
图 22 LOGO！逻辑模块
每一个LOGO！都可以替代一组繁琐的继电器，通过LOGO！实现继电器的全部功能但价格更加低廉。LOGO!内部集成有编辑器，操作员输入和显示功能，用户可以免费使用这些功能。LOGO！模块体积较小，所以一个小型的配电柜就可以满足它的使用要求，而且附件较少，所以对比同级产品来说，成本低，竞争力强。LOGO！通过几个按钮来编程逻辑模块，省去了通常用足从组态到维护所需的大量时间。用户通过在PC上编写和测试用户程序，通过程序模块或者电缆将程序下载到LOGO！上。简单的使用方法也节省了很多接线的费用。在PC机上模拟程序时，如果需要修改，不必重新接线，只需要按一下按钮或者插入一个程序模块就能够解决。使用LOGO！时只要在DIN导轨上预留4个模块的空间就能够实现很多定时器、继电器、接触器和时钟的全部功能。虽然LOGO！集成了许多功能，但由于内部集成的29个功能块，并没有降低系统的灵活性，反而可以实现许多复杂的功能，不得不说这是一个很有市场竞争力的产品。
目 录
第一章 绪论 1
1.1概述 1
第二章 方案的论证与选择 2
2.1三种智能路灯节能方案的优劣对比 2
2.2 LOGO！详细介绍 3
2.3研究方案概述 4
2.3.1研究方案 4
2.3.2逻辑设计 5
第三章 设计方案与要求 6
3.1设计方案流程图 6
3.2整体方案 7
第四章 系统硬件设计 9
4.1主电路部分 9
4.2控制电路 9
4.3外接模块 10
4.4控制面板设计 11
第五章 系统的软件设计 12
5.1流程图设计 12
5.2程序模块的设计 12
5.2.1人行道灯Ⅰ程序 13
5.2.2道路灯II（主照明灯）程序 13
5.2.3辅助灯III程序 14
5.2.4人行道灯Ⅳ程序 14
5.2.5道路灯Ⅴ（主照明灯）程序 15
5.2.6辅助灯Ⅵ程序 15
5.3软件仿真结果 16
5.3.1程序自动运行仿真 17
5.3.2手动控制仿真
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
25
5.3.3急停仿真 26
5.3.4间断路灯控制仿真 26
结束语 28
致谢 29
参考文献 30
附录 31
第一章 绪论
1.1概述
进入21世纪以来，随着经济日益快速发展，城市基础建设得到了充分的发展，道路照明作为衡量城市基建发展的重要指标也受到了更多的关注。经济的发展带来了便利的生活，但同时也加剧了能源的消耗。所以，保障道路照明设备的高效和安全，正成为各个城市关注的重点。此外，为了吸引投资提升城市形象，政府往往会创造一个良好的投资氛围，而改造城市照明不仅成本较低，而且应用范围也更广。传统的道路照明系统往往只具备简单的定时开关功能，即使已经使用了较为节能的LED灯管，但浪费的电力依然不可小觑，同时造成了巨大的用电缺口。经济的发展伴随着新道路的规划与设计，使用传统的技术方式的路灯照明系统则对管理部门造成了巨大的考验。由于缺乏智能化的管理系统，传统的路灯一旦发生故障，往往需要经历多个步骤才能反映到到相关部门，同时有关部门派遣维修人员进行检查与返修同时也花费大量时间。在未得到维修期间，损坏的路灯造成了未知的安全隐患，同时，有关部门还需在检修与汇总上面投入巨大的人力物力。提高路灯系统的科技水平，满足城市基本照明要求，实现照明系统的智能化和节能化，已经迫在眉睫，也为解决城市形象问题与节约能源开发了一条新思路。智能照明系统为城市现代化建设提供了一个途径，通过改造传统路灯，提高城市基础设施建设水平，提高人民生活质量，同时也减少了政府的电力支出。
本文针对传统路灯照明系统中存在的问题，参考其他关于智能路灯的研究，设计一种智能化路灯控制系统。通过研究，选择方案，并加以完善，最后在PC上进行仿真。验证可行性之后，完成本次设计。
第二章 方案的论证与选择
智能路灯节能控制的系统核心为智能控制器。智能控制器通过数据处理，下达指令给受控对象达到智能控制的目的。
2.1三种智能路灯节能方案的优劣对比
表21 三种方案的比较
下面简单介绍三种方案的特点：
1. LOGO！技术：LOGO！的特点是控制模块体积小，结构紧凑，可以直接通过集成的显示面板和组合按键对程序进行修改，也可以监控系统，调整时钟数值，显示文本，拷贝程序。实现这些功能不必在PC端使用预装的编程软件，相比其他支持数字量或者模拟量输入的其他产品，LOGO！拥有绝对的成本优势。当然，使用PC端的LOGO！Comfort软件可以进行离线仿真，使用者无需到达现场，根据现场传过来的数据和情况进行程序的调整，有效节省了现场调试时间，方便工作人员。
2. Zigbee技术：。Zigbee的特点是低复杂性，低功耗，低数据传送速率，对于初学者来说也能很快的上手并应用。Zigbee是一种短距离的双向无线通讯手段，有较强的设备联网能力，支持三种形式的无线网络结构，即：星型结构、树型结构以及网状结构。拥有高可靠性和鲁棒性的网状结构，对于路灯的无线联网功能来说，是一个比较好的选择。Zigbee同时也是一种比较廉价的方案选择，不过由于短距离的受限，应用面不如其他两种方案广阔。
3.单片机技术：单片机的特点是高度集成，将各功能部件集中到一个晶体芯片上，体积也比较小，控制功能强，分支转移以及I/O口的逻辑操作和位处理能力也是相当出色。低电压，低功耗的节能特性以及良好可延展性对比低廉的成本很具有竞争力。
2.2 LOGO！详细介绍
LOGO！编程软件提供的可编辑功能块的编程方式和使用梯形图的编程方式，用户根据需求可以随意切换两种模式。而且使用一种编程模式也可以同时生成另一种编程模式。对于初学的PLC用户来说简直就是一个福音。LOGO！支持EIB、LON和ASi三种通讯方式，将LOGO！连入网络之中， 可以构成楼宇控制系统中的I/O子站和机械控制系统中的I/O子站。
近年来世界多家著名机构如CE、UL、CSA、FM等对于LOGO！均做出了较高的评价，而LOGO！也不负众望，凭借着高质量的产品取得了世界上几乎所有权威机构的质量认证。在中国，LOGO！也同样有着巨大的市场份额和使用前景，在楼梯照明系统、包括控制系统、水泵控制系统以及特殊车辆控制系统等众多行业中大放异彩！
图 22 LOGO！逻辑模块
每一个LOGO！都可以替代一组繁琐的继电器，通过LOGO！实现继电器的全部功能但价格更加低廉。LOGO!内部集成有编辑器，操作员输入和显示功能，用户可以免费使用这些功能。LOGO！模块体积较小，所以一个小型的配电柜就可以满足它的使用要求，而且附件较少，所以对比同级产品来说，成本低，竞争力强。LOGO！通过几个按钮来编程逻辑模块，省去了通常用足从组态到维护所需的大量时间。用户通过在PC上编写和测试用户程序，通过程序模块或者电缆将程序下载到LOGO！上。简单的使用方法也节省了很多接线的费用。在PC机上模拟程序时，如果需要修改，不必重新接线，只需要按一下按钮或者插入一个程序模块就能够解决。使用LOGO！时只要在DIN导轨上预留4个模块的空间就能够实现很多定时器、继电器、接触器和时钟的全部功能。虽然LOGO！集成了许多功能，但由于内部集成的29个功能块，并没有降低系统的灵活性，反而可以实现许多复杂的功能，不得不说这是一个很有市场竞争力的产品。
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