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PLC技术在路灯控制管理系统中的应用程序doc

时间：2024-03-21 05:42:24   作者: 智能灯杆解决方案

  PLC技术在路灯控制管理系统中的应用 摘要：近年来，由于能源供求矛盾突出，能源生产、建设、流通和消费领域都存在不少问题，能源已成为制约我们国家的经济发展的主要的因素。在节约能源上，我们大家可以用所学的技术对旧设备改造，使其在发挥功效的同时，达到节能的目的。 关键词：节约能源、自动控制、路灯 采用PLC技术进行路灯系统控制有很多优点，它能按照每个客户的要求对路灯系统来进行智能化的控制，进而达到节约能源的目的。其外围硬件电路很少，它主要是通过PLC编程进行软件控制，大幅度的提升了系统的可靠性与抗干扰的能力。 近年来，由于能源供求矛盾突出，能源生产、建设、流通和消费领域都存在不少问题，能源已成为制约经济社会持续健康发展的主要的因素。专家预言，能源问题有几率会成为制约中国经济发展的瓶颈。二○○三年的缺电和二○○四年的能源危机已使许多地区出现电荒、煤荒和油荒，这严峻考验着我国的经济发展。实际上能源问题是关系中国经济发展、社会稳定和国家安全的重大战略问题。在节约能源上，我们大家可以用所学的技术对旧设备改造，使其在发挥功效的同时，节约大量的能源。现在很多城市的路灯都开通宵，造成了极大的能源浪费，使国内本来紧缺的能源状况雪上加霜，为了更好地节约能源，本人建议，全部路灯只在人流比较繁忙的时段才开，如晚上19：00开灯，到0：00关灯，一晚路灯共运行5个小时，按一晚开灯12个钟计算，与开通宵相比一天能节约使用七个钟。如果用一台8个输出端的PLC接上交流接触器控制路灯，设一个交流接触控制26.4KW，如果8个输出端全部用上则可控制211KW，一个晚上可以省电211KW*7小时=1477度电。当然如采用二次控制技术（选用小电流的继电器控制交流接触器的线圈，再用交流接触器控制路灯）则可实现更大功率的电路控制。 一、研究的课题的提出： 设钟村锦绣生态园附近道路上的路灯要进行线路改造：钟林叉道段路灯50个、骏业路路灯50个、105国道段路灯80个，每个路灯功率约300瓦，各路段分别为15KW、15KW、24KW。设计的基本要求：第一次于15:00（上班时间）按X1启动，到19:00后路灯自动开启，到0:00时熄灭3/4的路灯（Y1、Y3、Y5），1/4的路灯亮至早晨6点（Y2、Y4、Y6），即四个路灯中有一个还亮。如果因季节变换，使白昼长短变化时，可通过按X2使路灯系统停止运行，再在15:00前后约半个小时按X1即可使路路系统提前或延时半小时运行。第一次启动后,路灯便能按24小时自动循环运行,后续运行无需人工控制,既能实现自动控制,又可节能,时序图如下: X1 ? ? Y1、Y3、Y5 ? 4H 5H 15H 4H 5H ? Y2、Y4、Y6 ? 4H 5H 6H 13H ? 15:00 19:00 0:00 0:06 15:00 19:00 0:00 二、选取器材:考虑只有三条道路控制,功率约为54KW,选用松下FP1-C24晶闸管输出型PLC,用CJ10-40型交流接触器， MDZD-013型路灯，参数如下表所示: 名称 参数说明 FP1-C24 负载电压:100~240V,最大负载电流1A/点,1A/公共端 CJ10-40(KM1-3) 闭合前瞬间功率230VA,吸合后32VA,12W,标称电压220V时可控制11KW MDZD-013(路灯) 300W/灯,产地:烟台 三、接线图及I/O分配表 I/O分配表输入（I） 输出（O） 说明 SB1 X1 KM1 Y1 钟林叉道3/4的路灯接口 SB2 X2 KM2 Y2 钟林叉道1/4的路灯接口 ? ? KM3 Y3 骏业路3/4的路灯接口 ? ? KM4 Y4 骏业路1/4的路灯接口 ? ? KM5 Y5 105国道3/4的路灯接口 ? ? KM6 Y6 105国道1/4的路灯接口 说明：上图因受幅面的限制，只画出每条路的3/4部分的路灯控制图，1/4部分路灯接线即可。 四、梯形图 五、程序指令 六、工作原理：1、循环实现：在上述指令中，0-24步：按X1使R0得电，R0的常开闭合，一方面实现电路的自锁，另外使T1开始定时，延时14400S即4小时后，T1的常开闭合，T1的常闭断开；因T1的常开闭合使定时器T2开始工作，再在T1的基础上延时18000S即5小时后（累计9小时），T2的常开闭合，T2的常闭断开；因T2的常开闭合使定时器T3开始工作，再在T2的基础上延时21600S即6小时后（累计16小时），T3的常开闭合，T3的常闭断开；因T3的常开闭合使定时器T4开始工作，再在T3的基础上延时32400S即9小时后（累计24小时），T4的常开闭合，T4的常闭断开；因T4的常闭断开，使T1、T2、T3、T4同时失电，因T4失电后，常闭复位后又恢复为原来的常闭，使T1重新定时工作，从而进入下一个24小时周期性的循环。2、3/4部分的路灯控制过程：在25-57步中：设15：00压下X1，4小时后即19：00后T1的常开闭合 Y1有输出 KM1得电 KM1的常开闭合 钟林叉道段的路灯亮（第一条路3/4的路灯）；Y1 得电 Y1的常开闭合 延时2S T5的常开闭合 Y3有输出 KM3得电 骏业路的路灯亮（第二条路3/4的路灯）；Y3 得电 Y3的常开闭合 延时2S T6的常开闭合 Y5有输出 KM5得电 105国道路段的路灯亮（第三条路3/4的路灯）；亮灯5个小时以后即0：00时因T2的常闭断开，使Y1无输出从而使Y3和Y5也停止输出，所有路灯熄灭。 直到第二天19：00到来时，路灯又被点亮，0：00关，接下来，将自动循环下去。3、1/4部分的路灯控制：在25-57步中：15：00压下X1，4小时后即19：00后T1的常开闭合 Y2有输出 KM2得电 KM2的常开闭合 钟林叉道段的路灯亮（第一条路1/4的路灯）；T1的常开闭合 延时2S T7的常开闭合 Y4有输出 KM4得电 骏业路的路灯亮（第二条路1/4的路灯）； T7的常开闭合 延时2S T8的常开闭合 Y6有输出 KM6得电 105国道路段的路灯亮（第三条路1/4的路灯）；亮灯11个小时以后即0：06时因T3的常闭断开，使Y2、Y4、Y6停止输出，所有路灯熄灭。 直到第二天19：00到来时，路灯又被点亮，0：06关，接下来，将自动循环下去。4、说明：上图中用T5（T7）和T6（T8）的目的是为避免三个交流接触器同时启动，使PLC提供的启动电流过大，采用时差启动能减小PLC带负载的瞬间提供的启动电流，起到了保护PLC的作用，而对实践应用中对路灯的亮灯时间来说根本就不存在影响，3/4部分路灯电路中相当于第一条19：00开启路灯，第二条路19：00：02开启路灯，第三条路19：00：04开启路灯，这样设计对生产生活是没影响的。 采用PLC控制的路灯系统，硬件简单，技术经济指标好，通过实验室调试运行，可靠性高；实施前后对比，能节约较多的电能，如附表，取得了良好的经济效益，程序稍作修改，就能够完全满足不同客户的控制要求。 ? ? ? ? 附表 用电情况 改造前后 日用电量（度） 节电量（度） 月用电量（度） 月用电费用（￥元） 月节约费用（￥元） 改造前 54*11=594 ? 17820 12474 ? 改造后 54*5+54*1/4*6=351 243 10530 7371 5103 ? ?

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