基于plc的隧道照明控制系统设计

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1、分类号:U4910710-2012132047硕士学位论文基于PLC的隧道照明控制系统设计王青苗导师姓名职称李曙光教授申请学位类别硕士学科专业名称交通信息工程及控制论文提交日期2015年06月02日论文答辩日期2015年06月16日学位授予单位长安大学TunnelLightingControlSystemDesignBasedonPLCAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：WangQingmiaoSupervisor：Prof.LiShuguangChang’anUni

2、versity,Xi’an,China摘要随着我国山区高速的快速发展，公路隧道修建里程迅速增加。隧道照明系统是保障隧道正常运营的重要组成部分，传统的隧道照明控制系统存在缺陷，不但造成了大量的电能浪费，而且由于照明均匀度不足容易产生危害行车安全的因素。因此，设计出合理的隧道照明控制系统显得尤为重要。本文在分析传统隧道照明系统存在问题的基础上，针对隧道照明的特点，设计了一种基于PLC的隧道照明控制系统。首先设计了照明控制系统的硬件架构，将控制系统划分为上位机、PLC和其他现场设备三个层次。使用基于电力载波技术的Lonworks

3、现场总线实现与灯具的通信，减少系统布线成本。对系统网络配置和数据存储的结构及详细流程进行了设计，介绍了灯具控制和状态查询的具体方法。软件设计重点是对照明控制系统的PLC软件控制模块进行设计，在分析各模块功能的基础上给出了各个软件模块实现流程，并对上下位机及下位机与灯具通信协议的具体格式进行了详细阐述。使用梯形图语言编写各个模块的具体软件代码，并在软件运行过程中实时监视PLC内存数据变化。本文根据PLC的工作方式，设计了一种增量式隧道照明控制算法。以温州江北岭隧道右洞为研究实例，根据洞内实际亮度与需求亮度的关系，使用控制算法

4、对灯具亮度进行调节，对比隧道调光前后的能耗变化，分析隧道的节能情况。最后，搭建系统实验平台，对整个系统进行调光测试。关键字：隧道照明控制，节约电能，PLC，调节功率，调光IAbstractWiththerapiddevelopmentofmountainoushighwayinChina,theconstructionofthetunnelisrapidlyincreasing.Tunnellightingsystemisanimportantpartofthenormaloperationforthetunnel.The

5、traditionaltunnellightingcontrolsystemisincomplete.Itnotonlycausesthewasteofenergy,butalsomaybeleadtounsafefactorstoharmtrafficsafetyinthetunnelduetotheunevendistributionoflight.Therefore,designingareasonabletunnellightingcontrolsystemisparticularlyimportant.Thisp

6、aperanalyzesthemainproblemsoftheconventionaltunnellightingsystemsanddesignsatunnellightingcontrolsystembasedonPLCaccordingtothecharacteristicsoftunnellighting.Thepaperfirstdesignsthehardwarearchitecturesystem.Controlsystemisdividedintothreeparts:PC,PLC,tunnellight

7、sandotherfielddevices.UsingLonworksfieldbusbasedonpowerlinecarriertocommunicatewithlightsandtoreducesystemwiringcosts.Detailedflowofsystemnetworkconfigurationsanddatastructuresstoredisdesigned.Introducingspecificmethodstocontrollampsandstatusinquiry.Softwaredesign

8、focusesonthedesignofPLCsoftwaremoduleoftunnellightingcontrolsystem,andthentheflowchartofthevarioussoftwaremodulesareshownrespectively.Specificprotocolfo