plc的路灯智能管理控制系统设计(附件)【字数：11247】
摘 要现如今，科学技术像是驶入了快车道的发展方向，公共道路照明智能化已经越来越成为一种必然的发展趋势。节约能源，提高道路照明管理水平，为人们出行提供照明和安全保障，已经成为对公共道路安全的一项基本要求。高压钠灯或金属卤化物灯在公共照明系统当中被广泛采用，而传统照明系统也会经常采用电感镇流器。本文以某交通主干道为研究对象，查阅文献资料，了解并掌握道路交通的照度要求，对道路实现智能控制。以节能为目的， PLC为控制中心，触摸屏为人机界面监控终端，实现路灯照明管理的智能化，以节约电能。通过检测并采集室外光强度，当室外光照强度低于某一值时，路灯智能系统自行进行调节，控制相应区域照明投入。
目 录
第一章 绪论 1
1.1智能路灯背景 1
1.2国内外智能路灯的发展现状 1
1.3各种路灯介绍 3
1.3.1高压钠灯 3
1.3.2节能灯 4
1.3.3半导体LED路灯 5
1.4智能路灯的介绍 6
1.4.1概念 6
1.4.2功能 6
1.4.3优势 7
第二章 理论设计基础 9
2.1照度计算公式 9
2.2常规照明路灯的五种排列方式 9
2.3道路照明的维护系数 10
2.4城市道路照明设计标准 10
2.4.1机动车交通道路照明标准 10
2.4.2人行道照明标准 11
2.4.3灯光选择 11
第三章 系统设计方案 12
3.1设计理念 12
3.2 设计原则和设计要求 12
3.2.1控制系统设计原则 12
3.2.2控制系统框图 13
3.2.3 控制原理图 14
3.2.4控制要求 14
第四章 硬件选型的设计 16
4.1 PLC(可编程控制器)介绍 16
4.2选用的三菱PLC简介 19
4.2.1 PLC类型的选择原则 19
4.2.2 FX2N32MR型 PLC 19
4.2.3.主机面板 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
结构 20
4.2.4基本单元规格与型号 21
4.2.5.技术特点： 21
4.2.6.FX2N32MR PLC 输入规格 22
4.2.7.一般技术指标 23
4.3相关器件 23
4.3.1光敏电阻 23
4.3.2亮度检测电路 24
4.3.3.硬件接线图 25
4.4三菱触摸屏 26
4.4.1触摸屏简介 26
第五章 软件系统的设计 27
5.1软件介绍（GX Works2） 27
5.2软件设计原理 28
5.2.1程序设计流程图 28
5.2.2.时钟指令 29
5.2.3. I/O分配图 30
5.2.4.完整软件程序 31
5.2.5程序说明 33
第六章 结束语 34
第七章 参考文献 35
第一章 绪论
1.1智能路灯背景
近些年来，我国的电力能源显得有些吃紧，其问题越来越受到世人关注，节约能源和环境保护的意识已经逐渐成为社会的共识。目前，我国的道路的路灯管理呈现如下这样的情况：主要依靠人工来管理，开关灯都需要工作人员来在规定时间手动操作，在凌晨以后，仍需要工作人员值班守候到路灯熄灭的时间来关闭路灯，这样会消耗大量的人力成本，有的时候采用定时器控制，但是随着四季的推移，昼夜到来的时间有所改变，这就需要管理路灯的人员不断的调节定时器的控制时间，这也十分地不方便。现有的路灯大都采用一个接触器来直接控制所有路灯，并不能随着实际的需求和环境的变化来改变照度，造成了用电的浪费。据统计，按照市场电价0.7元/度计算的话，每年的电量损耗约440亿度，经济直接损耗达310亿元人民币，如果能够想办法节省这笔经费，路灯节能的意义将是非常巨大的。
但随着科学技术的不断发展，城市规模的不断地膨胀和扩大，城市对照明的要求不能仅仅是局限于简简单单的照亮，还是对照明的亮度、照明开关时间的准确性、手动操作的优先权、照明是否绿色节能等提出了考量。由此，集计算机技术、传感器技术、供配电与照明技术等技术于一身的城市照明智能控制、节能和管理系统也就应运而生了。这种路灯智能管理系统，不仅能节约能源，还能够减少路灯灯具的损耗，进而可以减少路灯的维修费用和运行费用。根据一年四季的日出日落时间的变化规律得到四季早晨天亮和傍晚天色渐暗的规律，路灯智能管理系统可以自动感应光照强度，然后做出通电或者断电的操作，让路灯点亮或者熄灭;再者，按照一年四季的天亮和天黑的时间点来设置规定时间段，到点自动触发路灯点亮或是熄灭。
1.2国内外智能路灯的发展现状
在中国的国家路灯行业的统计中，中国已经安装了有2亿盏之多的路灯。路灯的平均功率大约是200 W，假设每天开启时间为10 h，那么每天就是2千瓦时/，365天就是730千瓦时/电量，2亿盏就是1460亿千瓦时/的电量，而中国最大的水电站长江三峡水力发电站的26台机组完全投入生产后，每年的发电量一共才847亿千瓦时/。所以，中国的所有路灯的总共用电量大约是2个三峡水力发电站的年发电量，这是一个不可小觑的数字量啊。更何况当下最紧张的态势是我国的路灯数量还在以每年新增两千万盏的加速度在增长着，而且，目前使用的绝大多数路灯都是高压钠灯。虽然高压钠灯有着很高的发光效率，但是它的缺点是使用寿命短，消耗的电量也十分地大，色温很差，显色性也差，而且灯泡中还含有汞（Hg）等有毒有害物质，万一路灯有破损，也会危及路人的健康，破坏环境。所以，在不久的将来，高压钠灯并不符合绿色环保的发展理念，早晚要被更新换代淘汰掉。
目 录
第一章 绪论 1
1.1智能路灯背景 1
1.2国内外智能路灯的发展现状 1
1.3各种路灯介绍 3
1.3.1高压钠灯 3
1.3.2节能灯 4
1.3.3半导体LED路灯 5
1.4智能路灯的介绍 6
1.4.1概念 6
1.4.2功能 6
1.4.3优势 7
第二章 理论设计基础 9
2.1照度计算公式 9
2.2常规照明路灯的五种排列方式 9
2.3道路照明的维护系数 10
2.4城市道路照明设计标准 10
2.4.1机动车交通道路照明标准 10
2.4.2人行道照明标准 11
2.4.3灯光选择 11
第三章 系统设计方案 12
3.1设计理念 12
3.2 设计原则和设计要求 12
3.2.1控制系统设计原则 12
3.2.2控制系统框图 13
3.2.3 控制原理图 14
3.2.4控制要求 14
第四章 硬件选型的设计 16
4.1 PLC(可编程控制器)介绍 16
4.2选用的三菱PLC简介 19
4.2.1 PLC类型的选择原则 19
4.2.2 FX2N32MR型 PLC 19
4.2.3.主机面板 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
结构 20
4.2.4基本单元规格与型号 21
4.2.5.技术特点： 21
4.2.6.FX2N32MR PLC 输入规格 22
4.2.7.一般技术指标 23
4.3相关器件 23
4.3.1光敏电阻 23
4.3.2亮度检测电路 24
4.3.3.硬件接线图 25
4.4三菱触摸屏 26
4.4.1触摸屏简介 26
第五章 软件系统的设计 27
5.1软件介绍（GX Works2） 27
5.2软件设计原理 28
5.2.1程序设计流程图 28
5.2.2.时钟指令 29
5.2.3. I/O分配图 30
5.2.4.完整软件程序 31
5.2.5程序说明 33
第六章 结束语 34
第七章 参考文献 35
第一章 绪论
1.1智能路灯背景
近些年来，我国的电力能源显得有些吃紧，其问题越来越受到世人关注，节约能源和环境保护的意识已经逐渐成为社会的共识。目前，我国的道路的路灯管理呈现如下这样的情况：主要依靠人工来管理，开关灯都需要工作人员来在规定时间手动操作，在凌晨以后，仍需要工作人员值班守候到路灯熄灭的时间来关闭路灯，这样会消耗大量的人力成本，有的时候采用定时器控制，但是随着四季的推移，昼夜到来的时间有所改变，这就需要管理路灯的人员不断的调节定时器的控制时间，这也十分地不方便。现有的路灯大都采用一个接触器来直接控制所有路灯，并不能随着实际的需求和环境的变化来改变照度，造成了用电的浪费。据统计，按照市场电价0.7元/度计算的话，每年的电量损耗约440亿度，经济直接损耗达310亿元人民币，如果能够想办法节省这笔经费，路灯节能的意义将是非常巨大的。
但随着科学技术的不断发展，城市规模的不断地膨胀和扩大，城市对照明的要求不能仅仅是局限于简简单单的照亮，还是对照明的亮度、照明开关时间的准确性、手动操作的优先权、照明是否绿色节能等提出了考量。由此，集计算机技术、传感器技术、供配电与照明技术等技术于一身的城市照明智能控制、节能和管理系统也就应运而生了。这种路灯智能管理系统，不仅能节约能源，还能够减少路灯灯具的损耗，进而可以减少路灯的维修费用和运行费用。根据一年四季的日出日落时间的变化规律得到四季早晨天亮和傍晚天色渐暗的规律，路灯智能管理系统可以自动感应光照强度，然后做出通电或者断电的操作，让路灯点亮或者熄灭;再者，按照一年四季的天亮和天黑的时间点来设置规定时间段，到点自动触发路灯点亮或是熄灭。
1.2国内外智能路灯的发展现状
在中国的国家路灯行业的统计中，中国已经安装了有2亿盏之多的路灯。路灯的平均功率大约是200 W，假设每天开启时间为10 h，那么每天就是2千瓦时/，365天就是730千瓦时/电量，2亿盏就是1460亿千瓦时/的电量，而中国最大的水电站长江三峡水力发电站的26台机组完全投入生产后，每年的发电量一共才847亿千瓦时/。所以，中国的所有路灯的总共用电量大约是2个三峡水力发电站的年发电量，这是一个不可小觑的数字量啊。更何况当下最紧张的态势是我国的路灯数量还在以每年新增两千万盏的加速度在增长着，而且，目前使用的绝大多数路灯都是高压钠灯。虽然高压钠灯有着很高的发光效率，但是它的缺点是使用寿命短，消耗的电量也十分地大，色温很差，显色性也差，而且灯泡中还含有汞（Hg）等有毒有害物质，万一路灯有破损，也会危及路人的健康，破坏环境。所以，在不久的将来，高压钠灯并不符合绿色环保的发展理念，早晚要被更新换代淘汰掉。
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