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基于PLC的智能路灯控制系统设计与节能实现

内容摘要

当前我国城市街道普遍采用“全夜灯”的方式进行照明，但是有些街道上在夜间人流量和车流量都比较小，这时候如果灯还全部大功率亮着，这就造成了电的浪费，与可持续发展相背。有些地区采取了很多种应急手段，比如关闭全部街道的景观照明，隔一亮一等手段。但这些手段可能造成亮度的不均匀，有很大的安全隐患。

本文研究的是一种可编程程序控制与路灯远程监控相结合的智能路灯控制系统。根据当地的日出日落情况控制路灯智能开关。当日出后，天亮了，关闭路灯；当日落了，天暗了，自动开启路灯。采用PLC作为控制核心。用地感线圈（电磁感应现象）检测车流量，用光敏电阻检测出天气情况。然后根据车流量和天气的变化，自动做出灯开关的调整。当天气变暗了，就提前开启路灯；在夜晚12点以后，如果车流量还是很大，就开启高功率路灯。远程监控系统，可以监控实时系统状况：可以应对突发状况，人为做出反应。实现路灯系统的智能化与节能化。

关键词：光敏电阻器；PLC；远程控制；节能控制

目录

TOC\o1-3\h\z\u2854内容摘要 1

253851绪论 4

203321.1课题的背景及意义 4

146391.2国内外发展现状 4

35711.2.1国外研究现状 4

164941.2.2国内研究现状 5

86581.3本文的主要内容 6

126972系统总体设计 6

192322.1系统控制方法概述 6

137982.2系统控制需求分析 7

229592.3总体设计方案 7

254642.4系统器件选型 7

169953系统硬件设计 10

239983.1系统结构 10

73053.2西门子S7-200PLC及其相关电路 11

169043.2.1概述 11

119283.2.2车流量检测模块 11

24803.2.3光检测模块 13

118393.2.4时间模块 14

57563.2.5路灯控制模块 15

137494系统软件设计 16

8104.1系统主程序设计 16

165414.2天气模块子程序设计 16

248994.3车流量检测子程序设计 17

217604.4监控模块子程序设计 18

58044.4.1监控软件的组成与介绍 18

248784.4.2监控软件设计 19

247145结论 20

23936参考文献 20

1绪论

1.1课题的背景及意义

近年来，在党和中央的领导下，全社会响应节能减排和绿色环保的号召，这和习主席倡导节能型社会是一致的[1]。但是不可否认现有的发电还是以火力发电为主，新能源发电的范围很小，还没大面积的使用，所以我国的能源的消耗的显著特点就是煤的消耗量大，这就不可避免的造成环境污染，为了实现节能减排，在日常生活中就需要重视节能工作，涉及到路灯方面，路灯系统是城市重要的一部分，是关键一环，一个城市好的照明环境，不仅与市民生活息息相关，而且还与这个城市的发展息息相关，好的照明环境不仅可以创造生活治安和交通环境，而且可以吸引更好的投资，促进了经济的发展，由于路灯的照明时间较长，但是现在的路灯系统却不节能，浪费了大量的电能，因此改善路灯系统的控制就尤为重要[2]。

如今，街道照明是我们生活的保障，是道路安全的保障，深夜以后，人流量会减少，但是有些灯还是全功率的亮着，造成浪费[3]。如果12点以后，灯还是很亮，不仅造成光污染，还会影响城市居民的生活。因此，城市路灯系统控制尤为重要。可编程序控制器（PLC）以其可靠性好、灵活性好、可利用性快捷方便，在工业控制领域，比如路灯系统的控制愈来愈受到人们的青睐[4]。在许多控制系统中，PLC取代了连续电气（接触器控制系统）。本次毕业论文，就是更加用好PLC，实现路灯的节能控制。本论文研究的路灯智能控制系统由可编程序控制器（PLC），光敏电阻器，地感线圈，触摸屏等组成，构成了路灯系统的节能化和智能化。进行本课题研究的目的和意义有于以下几个方面[5]：

（1）城市交通公共照明完全自动化，不需要更多的人力，只需输入一段程序。

（2）安装了合适的路灯和控制系统，在运行中就可以减少能量的损耗，以达到节能的目的。

（3）可以实现更好的夜景装置设置，以达到节能的目标，同时让老百姓喜欢这种方式。

1.2国内外发展现状

1.2.1国外研究现状

国外有一种框架，框架结合了各种人工智能科技(AI)和统计数据，如人工神经网络(ANN)，多智能体系统(MAS)，EM算法，这些