基于PLC的智能楼宇控制系统设计.doc
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1、目录摘要2第一章 绪论51.1 引言51.2 智能楼宇的课题背景51.3 智能楼宇的功能和优势6第二章 智能楼宇系统总体方案确定72.1 智能楼宇系统总体方案的设计72.1.1 智能楼宇概述72.1.2 智能楼宇的分类71、建筑设备自动化系统(BA)72、通讯自动化系统(CA)73、办公自动化系统(OA)74、火灾报警于消防联动自动化系统(FA)85、安全保卫自动化系统(SA)82.1.2 总体控制方案的设计82.2 电梯系统92.2.1电梯系统概述92.2.2电梯的分类92.2.3 电梯工作原理112.2.4 控制要求112.2.5 工作流程设计112.3 照明系统122.3.1 照明系统概
2、述122.3.2 照明系统的分类132.3.3 照明系统的工作原理132.3.4 照明系统的控制要求132.3.5 照明系统的工作流程设计132.4 门禁系统142.4.1 门禁系统概述142.4.2 门禁系统的分类142.4.3 门禁系统的工作原理152.4.4 门禁系统的控制要求152.4.1 门禁系统工作流程设计16第三章 智能楼宇系统的硬件设计173.1 系统总体硬件方案173.2 硬件选型及原理173.2.1 PLC型号及原理173.2.2 西门子18S7-200PLC如下图3.3所示:18S7-200有以下特点:1)功能强大 2)程序结构紧凑先进 3)寻址灵活简便183.2 PLC
3、的输入/输出分配表19用一个开关控制三个二极管按顺序亮灭20图3.6门禁输入/输出分配表第四章智能楼宇系统软件调试214.1 PLC控制系统设计224.1 电梯部分调试224.2 照明部分调试221. 初始程序:224.3 门禁部分调试23第五章 结论25致谢26参考文献27摘要智能楼宇系统是运用计算机、通讯等多方面技术来实现照明、报警、电力、办公设备的统一化智能管理。随着中国经济的快速发展,高层建筑如雨后春笋般涌现出来,而楼宇管理系统并没有跟着发展起来,仍是倚靠旧时的方法,这与现代化都市的理念大相径庭。在这种情况下,我们提出了智能建筑的概念,并逐渐被了解,接受和使用。相信在不久的之后,我们就
4、会领略到智能楼宇技术在我们日常生活中扮演越来越重要的作用。在中国房地产业不断蓬勃发展的巨大背景之下,智能楼宇系统近年来在中国的发展越来越快速。目前推动21世纪经济发展的主要力量是信息、智能和新材料技术。其中的智能化技术在电梯系统、照明系统、门禁系统拥有极大的发展空间。电梯是机械和电气相结合的大型特种机器。机与电的高度合一,使电梯成了现代科学技术的综合产品。智能照明相比较普通照明确实能够实现安全,节能,便捷,高效的目的,可用来实现照明软启动、一键式调光变光、灯光模式转换、点对点遥控及分区灯光照明管理。随着智能照明研发的技术开发和产品推广力度的不断增加,智能家居照明领域的应用有望成为热门话题。门禁
5、系统不仅仅是简单的钥匙管理系统,它将在工作和人事安全方面将发挥越来越重要的作用。关键字:智能楼宇、PLC、电梯、智能照明、智能报警Intelligent building systems is the use of computer, communications and many other smart technology to achieve unified management of lighting, alarm, electricity, office equipment. With the rapid development of Chinese economy, high-ri
6、se buildings have sprung up, and the building management system and did not follow the developed, still rely on the old method, which is very different idea of the modern city. In this case, we put forward the concept of intelligent buildings, and gradually understanding, acceptance and use. I belie
7、ve that in the near, we will appreciate the intelligent building technology play an increasingly important role in our daily lives. Under tremendous background Chinese real estate continues to flourish, intelligent building systems in recent years, more and more rapid development in China. Currently
8、 promoting economic development in the 21st century, the main force is information, intelligence and new materials technology. Intelligent technology which has great development space elevator systems, lighting systems, access control systems. The elevator is a combination of mechanical and electric
9、al large special machines. Machine and electrical degree of unity, the elevator became an integrated product of modern science and technology. Intelligent lighting compared to general lighting can indeed achieve safe, energy-saving, convenient and efficient purpose, can be used to achieve the lighti
10、ng soft-start, one-button dimmer dimmer, lighting mode conversion, point the remote control and lighting management district. With the increasing development of intelligent lighting technology development and product promotion efforts, the application of intelligent home lighting in the area is expe
11、cted to become a hot topic. Access control system is not just a simple key management system, it will play an increasingly important role in the work and personnel safety.Keywords: intelligent buildings, PLC, elevator, smart lighting, smart alarm前言随着中国经济的快速发展,高层建筑如雨后春笋般涌现出来,而楼宇管理系统并没有跟着发展起来,仍是倚靠旧时的方
12、法,这与现代化都市的理念大相径庭。此外,伴随高层建筑层数的增多,管理人员需要承担更为沉重的压力。因此,我们需要一种用来自动地控制建筑和劳动力解放的智能化管理方法,在这种情况下,我们提出了智能建筑的概念,并逐渐被了解,接受和使用。智能楼宇系统集成了计算机,通讯等多方面先进的技术来实现照明、报警、电力、办公设备的统一化智能管理。与此同时,计算机控制所有的空调,电梯,给排水,供配电设备,消防,安保设备,实现楼宇的全面自动化,信息化,从而使高层建筑的用户们获得了经济又舒适,高效又安全的环境。目前智能楼宇在北上广等全国一线城市的高档建筑物中已经成为高档物业楼宇应用的新潮流。从此世界开始进入了高速智能建筑
13、化的发展道路中来。在中国智能楼宇技术的发展较慢,但在北上广等全国一线城市已经出现了智能楼宇建筑。但是随着我国房地产业的巨大发展推动下和国家政府给予的足够重视下,智能楼宇将会在我国高速发展,相信在不久之后,我们就会领略到智能楼宇技术在我们日常生活中越来越重要的作用。第一章 绪论 1.1 引言在中国房地产业不断蓬勃发展的巨大背景之下,智能楼宇系统近年来在中国的发展越来越快速。由于楼宇智能化的这一新兴概念已经越来越深入人心,相关技术也日趋成熟,各地房产开发商所开发的智能楼宇工程普遍受到了购房者的强烈关注。从那以后,北京金融中心、上海金茂大楼等一个个应用性的楼宇智能化的建筑陆陆续续地出现开始不断改革国
14、内的智能楼宇市场。目前智能楼宇在北上广等全国一线城市的高档建筑物中已经成为高档物业楼宇应用的新潮流。尤其在门禁管理、照明管理、电梯系统等已经较为常见。智能楼宇目前的潮流是低碳化、节能化、健康化,这为人们的生活带来了更好的舒适体验选择。中国每年新增的建筑面积都居高不下,加之政府对智能楼宇建设更加规范化、科学化的引导下,业内普遍看好智能楼宇的发展。总体来说,智能楼宇技术有着广阔光明的发展空间。1.2 智能楼宇的课题背景 随着科学高新技术的日新月异,现代社会中人们对信息的需求量越来越大,信息传递速度的要求也越来越高。目前推动21世纪经济发展的主要力量是信息、生物和新材料技术,在这之中信息技术对人们的
15、日常生活影响最大,信息化技术正在成为我国的主要支柱技术,人们科技的进步将取决于信息技术的发展和应用。在中国智能楼宇技术的发展较慢,但在北上广等全国一线城市已经出现了智能楼宇建筑。但是随着我国房地产业的巨大发展推动下和国家政府给予的足够重视下,智能楼宇将会在我国高速发展,相信在不久之后,我们就会领略到智能楼宇带给我们日常生活质量的不断提升。 1.3 智能楼宇的功能和优势 从智能楼宇的功能化方面来看,智能楼宇能够提供的功能应包括以下几个方面: 1、具有信息化处理功能,智能楼宇的信息处理范围不仅仅只拘束在建筑物大楼里面,还应该能在城市对城市或国家对国家之间进行。 2、能对建筑物内灯光、水电、暖气、空
16、调、防灾、安保、运输设备等进行综合自动化控制。 3、具有监视所有设备运行状态和统计记录自动化管理设备的功能,而且是以安全为前提的情况下。 4、建筑物内拥有足够的空间适应性和空间可扩展性。 与普通楼层相比,智能化楼宇系统的建筑物优势主要体现在如下几个方面: 1、拥有先进的信息接收和处理能力,可以大大提高效率。 2、提升了建筑物的安全性、舒适性、便捷性、环保性。 3、拥有效果显著的节能效果。通过对空调、照明、电梯等设备的有效控制,不仅给住户提供了舒适的环境,并且达到了明显的节能效果(一般节能效果可达15%到20%)。 4、节省楼宇设备正常运行维护费用。一方面系统能正常运行得更久更稳定,最大化发挥设
17、备作用又可大大降低系统设备的维修成本;另一方面由于系统的高度统一化集成,楼宇的相关操作和管理也变得简单明了,人员安排更合理更少时,从而使得人工成本降到最低。5、能够满足用户对不同的环境所需功能下的要求。 6、高新科技技术的多种运用能够大大地提高工作效率。第二章 智能楼宇系统总体方案确定2.1 智能楼宇系统总体方案的设计 2.1.1 智能楼宇概述世界各国对智能楼宇地定义参差不齐。在日本的智能楼宇的提法跟我们的国家相类似,他们定义智能建筑:集成了计算机,通讯等多方面先进的技术来实现照明、报警、电力、办公设备的统一化智能管理来实现楼宇的自动化(BA),通讯的自动化(CA),办公的自动化(OA),保安
18、的自动化系统(SAS)和消防的自动化系统(FAS)。这五种功能相结合的架构,再加上结构化布线系统(SCS),集成网络系统(SNS),智能楼宇综合信息管理自动化系统(MAS)组成的智能楼宇建筑系统。2.1.2 智能楼宇的分类1、建筑设备自动化系统(BA) 又称楼宇自动化系统,该系统能对建筑物内部的供水、变配电系统进行监控和测量,以保证建筑物内的水电的正常供应,并能通过对空调、外墙照明等系统的综合控制达到节约能源、减轻管理人员劳动强度的效果。该系统以中央处理计算机为核心,对建筑物内部的设备进行实时的监控与管理,可以随时根据要求调整建筑物内部的环境,节省能源和成本,既减少了人力物力,又能提供了一个更
19、加舒适、环保、安逸的工作生活环境。 2、通讯自动化系统(CA) 该系统是用来保证建筑物内声音、图片数据传输的基础,可以和世界各地互通信息。系统可以通过计算机网络、卫星等提供快捷可靠的信息服务,包括语音、文字、图像及计算机数据等服务。通讯网络系统可以用语音信箱留言;可以联入互联网实现电子邮件的收发、网上购物看书、网上门诊等;在大门口可以LED显示系统、电视会议系统等现代科技通讯的先进系统。 3、办公自动化系统(OA) 该系统是以计算机为中心的,采用打印机、E-mail、国际网络等大量现代化办公通讯设备,利用高科技先进信息处理装备最大化的提高办公效率,另外可以避免绝大多数人为照成的差错。办公自动化
20、技术通过计算机等实现数字化、无纸化办公。 4、火灾报警于消防联动自动化系统(FA) 火灾报警系统主要是用来起灭火的功能,具有绝对的优先权。它通过安置在建筑物内不同地方的烟火感应装置来收集信息从中进行确认后报警。其中的联动系统可以产生联动动作包括开启逃生门和排烟装置、紧急广播疏散人群等消防运作,可以尽可能多的减少生命和财产损失。5、安全保卫自动化系统(SA) 系统多是用来提供避免人们受到伤害、财务受到损失的工作环境,在危险到来时起到安全保护的作用,创造一个安全、舒适的不受干扰的生活环境。本次的毕业设计将从电梯系统、照明系统、门禁系统三个方面来探究。2.1.2 总体控制方案的设计本课题设计到的智能
21、楼宇的相关内容主要是采用PLC进行的一系列系统控制,不仅能够大幅度提高动作的可靠度,还可以加强对工作环境的适应能力。硬件部分的设计需要包括有如下三个方面:(1) 确定所需要的PLC有几个I/O输出口和输入口;(2) 设计智能楼宇的电气原理图及硬件接线图;(3) 选择PLC型号并且根据接线图联接各个硬件设备。软件部分的设计需要包括有如下三个方面:(1) 按照智能楼宇所需要的要求设计控制流程图;(2) 根据设计的流程图加上输入/输出I/O分配表进行梯形图程序的编写;(3) 把编好的梯形图程序进行相关调试和修改、如有必要可通过对硬件进行修改来满足智能楼宇的控制要求。2.2 电梯系统2.2.1电梯系统
22、概述 电梯是机械和电气相结合的大型特种机器。机与电的高度合一,使电梯成了现代科学技术的综合产品。对于电梯的结构而言,传统的方法是分为机械部分和电气部分,但以功能系统来描述,则更能反映电梯的特点。图2.2如下:图2.22.2.2电梯的分类电梯的种类有很多,一、按用途,可分为载人电梯、货用电梯、医用电梯、观光电梯和施工专用电梯等;二、按驱动方式,可分为交流电梯(速度一般小于2M/S)、直流电梯(速度一般大于2M/S)、液压电梯等;三、按速度,可分为低速梯(1m/s以下速度的电梯)、中速梯(速度介于12m/s之间)、高速梯(速度大于2m/s)和超高速梯(速度在4m/s以上);四、按电梯控制方式,可分
23、为司机有无控制电梯、信号控制电梯、简易集选控制电梯和群控电梯等。1)曳引系统 电梯的相对运动是靠曳引系统来实现的。 曳引系统主要由曳引机、曳引钢丝绳,曳引轮组成的。曳引机又称电梯的主机,用来运行电梯。曳引钢丝绳根据曳引比有不同的绕线方法,常用的绕法有1:1绕法、2:1绕法和3:1绕法。 曳引轮主要利用摩擦力起传递作用,材料上多用QT60-2球墨铸铁。 2)导向系统 导向系统多由导轨、导架、导靴构成的,使轿厢和对重只能沿着导轨作升降运动。 导轨安装在井道壁上,常用导轨是T字形导轨,具有可靠性高和刚性高等特点。 3)轿厢 轿厢是运送乘客和货物的重要组件,外形似个箱体。 轿厢由轿厢架、轿厢体和有关构
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