基于LOGO的商店橱窗照明系统的设计毕业设计论文.docx
《基于LOGO的商店橱窗照明系统的设计毕业设计论文.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于LOGO的商店橱窗照明系统的设计毕业设计论文.docx（50页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
基于LOGO的商店橱窗照明系统的设计毕业设计论文
毕业设计（论文）
基于LOGO！
商店橱窗照明系统的设计
湖南工业大学科技学院毕业设计（论文）
基于LOGO！
商店橱窗照明系统的设计
教学部：
机电信息工程
专业：
电气工程及其自动化
2012年5月
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重承诺：
所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：
日 期：
指导教师签名：
日 期：
使用授权说明
本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：
按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：
日 期：
学位论文原创性声明
本人郑重声明：
所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：
日期：
年月日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名：
日期：
年月日
导师签名：
日期：
年月日
指导教师评阅书
指导教师评价：
一、撰写（设计）过程
1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神
□优□良□中□及格□不及格
2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度
□优□良□中□及格□不及格
3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力
□优□良□中□及格□不及格
4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性
□优□良□中□及格□不及格
5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况
□优□良□中□及格□不及格
二、论文（设计）质量
1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？
□优□良□中□及格□不及格
三、论文（设计）水平
1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意？
设计是否有创意？
□优□良□中□及格□不及格
3、论文（设计说明书）所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
建议成绩：
□优□良□中□及格□不及格
（在所选等级前的□内画“√”）
指导教师：
（签名）单位：
（盖章）
年月日
评阅教师评阅书
评阅教师评价：
一、论文（设计）质量
1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？
□优□良□中□及格□不及格
二、论文（设计）水平
1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意？
设计是否有创意？
□优□良□中□及格□不及格
3、论文（设计说明书）所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
建议成绩：
□优□良□中□及格□不及格
（在所选等级前的□内画“√”）
评阅教师：
（签名）单位：
（盖章）
年月日
教研室（或答辩小组）及教学系意见
教研室（或答辩小组）评价：
一、答辩过程
1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况
□优□良□中□及格□不及格
2、对答辩问题的反应、理解、表达情况
□优□良□中□及格□不及格
3、学生答辩过程中的精神状态
□优□良□中□及格□不及格
二、论文（设计）质量
1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？
□优□良□中□及格□不及格
三、论文（设计）水平
1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意？
设计是否有创意？
□优□良□中□及格□不及格
3、论文（设计说明书）所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
评定成绩：
□优□良□中□及格□不及格
（在所选等级前的□内画“√”）
教研室主任（或答辩小组组长）：
（签名）
年月日
教学系意见：
系主任：
（签名）
年月日
摘要
本文以LOGO!
230RC为核心，设计的一款商店橱窗照明系统。
文中首先介绍了LOGO!
的特点，详述了商店橱窗照明系统的控制要求，LOGO!
线路的输入输出接线方式，并描述了LOGO!
SoftComfortv5.0.22软件实现功能的过程，采用锁存器控制、时间控制等控制模块进行逻辑设计，最终通过仿真和实际运行，验证了LOGO!
的实用性和可靠性。
本设计基于逻辑控制模块LOGO！
商店橱窗照明系统设计，不但结构紧凑，操作方便，而且投资少、易维护、编程简单、节约电能和可靠性高，它完全可以替代传统成本高，效率低的控制器件，在商店橱窗照明系统中有着良好的应用前景。
关键词：
橱窗照明，逻辑控制模块，时间控制，LOGO！
ABSTRACT
AkindofautomaticshowcaselightingsystemoftheshopisdesignedinthepaperbasedonLOGO!
230RCasthecore.Firstly,thecharacteristicsofLOGO!
isintroducedbrieflyinthepaper.Thenthecontrolrequirementoftheautomaticshowcaselightingsystem,andtheinputandoutputwiringmethodsofLOGO!
linesarediscussedelaboratelyinthepaper,andtheachievementprocessofthesoftwareofLOGO!
SoftComfortv5.0.22isdescribed.Thelogicdesignisbasedonthecontrolmodulessuchasregistercontrolmoduleandtimecontrolmodule.Atlast,thepaperverifiesthepracticalityandreliabilityofLOGO!
throughsimulationandpracticaloperation.
TheshowcaselightingsystembasedonthelogiccontrolmoduleLOGO!
hasnotonlycompactandeasyoperation,butalsoitcanhavemanyadvantagessuchaslowinvestment,easymaintenance,simpleprogramming,energysavingandhighreliability.Soitcanreplacethetraditionalcontrolsystem,ofwhichthecostishighandtheefficiencyislow.Anditwillhavegoodapplicationprospectsintheshowcaselightingsystem.
Keywords:
Showcaselightingsystem,Logiccontrolmodule,Timecontrol,LOGO!
第1章绪论
1.1课题背景
1.1.1商店橱窗照明系统发展现状
现代商店为了使顾客能够更好的观赏、挑选和购买他们的商品，都会设置很多的展示橱窗。
橱窗照明系统是这类商品展示橱窗的重要设施之一，而一些橱窗照明系统一味的追求更高的照明效果，采取了多线、多灯来照明，这势必形成了一种能源的浪费。
当代，能源危机的阴影笼罩着全球，照明节能问题应引起我们的注意。
所以，避免能源的浪费，设计一种简单有效，经济实用的橱窗照明系统势在必行。
同时在当今的商店橱窗照明系统控制方式上也有着很大的差别，比如：
一些中小型商店，由于经济的原因，选择成本较低的方式，人工手动控制、通过时间定时器进行控制和根据光照强度进行控制，这三种控制方式都有各自不同的优缺点，如表1.1所示。
表1.1三种控制方式的比较
控制方式
优点
缺点
手动控制
人为操作，以人的意愿进行控制。
时刻需要人控制，对人力的浪费，提高了控制的成本。
时间控制
时间控制准确性高。
过于对照明时间的限制，如突遇比赛，时间不合理，不够人性化。
光照控制
通过光照强度的变化，来自动控制灯组的开闭，节约了不必要的电能浪费。
过于完全依赖对光照强度的变化，不能适应对四季光照特点不同变化的影响。
通过以上三种控制方式的比较，很容易看出每种控制方式的优缺点。
将这三种控制方式的优势结合起来，扬长避短，就能够设计一款集手动、时间控制、光照控制于一体的照明控制系统。
也有一些大型商店，经济实力雄厚，开始使用自动化的控制方式，如基于计算机控制的、逻辑芯片控制的和工业控制器控制的，但是这里面也都有利弊，如表2.2所示。
表1.2各种控制器的比较
控制器名称
优缺点
人工控制
优点：
人为操作，以人的意愿进行控制，应用范围广泛。
缺点：
费时费力，不够精准，劳动了成本高而且容易造成失误。
计算机控制
优点：
操作简单，控制比较精准。
缺点：
必须依附网络才能控制。
逻辑芯片控制
优点：
控制简单，成本相对较低。
缺点：
可靠性差，用于大功率控制时成本较高。
工业控制器控制
优点：
目前可靠性最高，控制最精准。
缺点：
成本较高，对于中大型系统，成本才可以相对降低。
综合以上表格分析比较，由于工业控制器控制在同等控制要求上是最经济划算的、而且可靠性高、抗干扰能力强、使用寿命长、维修检测也方便，所以选择可编程序逻辑控制器作为控制核心是最好的选择。
1.1.2可编程序逻辑控制器在商店橱窗照明控制系统中发展现状
随着工业控制器的价格降低，工业控制器迈入民用行业（特别是像商店橱窗照明系统这样的中小型控制系统）已成一种可能。
我们知道，通常的工业和民用控制器最主要的区别在于可靠性和价格，如今价格已不成为大问题，若使工业控制器可以民用化，既降低了成本，同时又提高了产品可靠性。
这些都为在民用行业中可以使用到工业控制器提供了契机。
在各种控制系统中选择合适控制器非常重要，目前的控制器主要有硬连线可编程控制器（VPS）、可编程逻辑控制器（SPS）以及逻辑模块。
由于这些控制器均用于自动化系统的低功率领域，因此也被称作小型控制器。
控制器类型VPS和SPS主要用于对工业企业中的电机和设备进行控制，即用于具有较小至中等控制要求的电气设备的电机之中；逻辑模块则主要用于较小型的控制任务，即用于像照明系统等需要装置的安装程序之中。
目前市场上提供了各种各样的控制器，主要包括：
硬连线可编程控制器（VPS，即可编程继电器模块）、可编程逻辑控制器（SPS，即PLC）以及逻辑模块。
VPS的优点可浅显易懂地描述为：
当控制任务不很多时，该系统比较便宜。
缺点是：
布线费用的增加与接触器的数量不成比例；查找故障麻烦费力；技术资料必须使用耗时费力的程序“以手工方式”编制；必须更改布线才能进行变更或者扩展升级。
SPS的特点是：
故障诊断方便迅速；自动制作技术资料；有丰富的指令；实时特性；复杂的数学函数以及相对于其它系统的开放式通讯功能。
与这种灵活性相背的是：
要求操作工具有丰富的知识；必须将各个运算组成复杂的函数；解决方案不很复杂时，相对价格较高。
PLC是继继电器之后出现的一种新型的控制器，于1969年在美国问世。
它使用可编程序的存储器来存储指令，并实现逻辑运算、顺序控制、计数、计时和算数运算功能，用来对各种生产过程进行控制。
在PLC中，控制时首先会询问控制器输入端的信号状态0或者1，接着由程序对这些状态进行处理，通过输出端将处理结果发送给执行器。
图1.1为PLC的控制原理图。
图1.1PLC的控制原理图
相对于继电器，PLC具有可靠性高、抗干扰能力强、通用性强、灵活性好、功能齐全等优点。
但是PLC编程比较复杂，要求操作人员掌握丰富的综合知识。
此外，具有强大数学运算功能的PLC更适合进行复杂的工业控制，对于一般的大功率电机控制而言，使用PLC显得大材小用。
逻辑模块是在PLC的基础上发展而来的一种微小型PLC，它的出现填补了继电器和PLC之间的技术空白。
逻辑模块采用整体式结构，内部集成了丰富的逻辑功能模块、操作与显示单元、电源、I/O接口、扩展接口等，具有功能多、通用性好、体积小、使用方便等特点。
经过十多年的发展逻辑模块现在已经发展成为了模块化的标准组件产品，涵盖了传统继电器的大部分功能，在某种程度上，用户可以将逻辑模块理解成为“智能的继电器”。
由于逻辑模块本身具有多种定时器、计数器功能块，它可以省去系统设备的控制柜中的多种低压电器元件。
同时，由于逻辑模块的继电器输出点具有较大的电流承载能力（最大可高达10A），它还可直接连接各种执行元件，如小电机、照明设备等。
与传统继电器方案相比逻辑模块的解决方案具有减少连接配线、缩短设备配线时间、节省控制柜空间、便于维护等优点。
基于这些特点，逻辑模块在家庭和安装。
工程中得以广泛使用，例如用于自动铃、楼梯照明、室外照明、遮阳蓬、百叶窗等控制；也可在开关柜和机电设备中使用，如门控制系统、空调系统或水泵恒压供水控制系统。
逻辑模块还用于暖房或温室等专用控制系统以及各种小型机械设备、电气装置等一系列应用。
在软件方面，逻辑模块使用功能模块图（FBD）进行编程，使用简单，特别便于操作人员掌握，与PLC相比大大地节省开发周期和开发成本。
LOGO!
是可编程序控制器（PLC）的新一代超小型控制器,亦称可编程通用逻辑控制模块,与以往的PLC相比具有以下优点。
1.编程操作简单。
不管哪家公司的PlC，都必须使用编程工具（如编程器或计算机加编程软件），而LOGO!
编程可在本机上直接操作。
2.编程语言简单。
对PLC编程，必须学习编程语言（梯形图和语句表），还要了解PLC的内部地址分配，而LOGO!
编程是将需要实现的功能所对应的功能块连接起来，就像用时间继电器、中间继电器通过导线连接一样简单和方便。
3.输出电流大。
PlC输出端所能承受电流一般为2A（继电器输出，阻性负载），而L0GO!
输出端可以承受电流达10A（继电器输出，阻性负载）。
4.自带显示面板、参数设置方便。
PlC自身不带面板，如要显示或修改内部参数就必须增加额外的显示面板，甚至还要对面板进行编程和组态，而LOGO!
不需要增加任何辅助设备，可直接在自带面板上设置、更改和显示参数。
5.具有通信功能。
带AS—I总线功能的LOGO!
可作为远程I/O（输入/输出）使用。
6.价格低廉。
与同点数的小型PlC相比，LOGO!
具有更低的价格和更高的性价比。
7.面向大众、方便用户。
LOGO!
不需要专门编程训练，只要懂得一些电知识就行；工厂的电工十分容易掌握它的使用。
LOGO!
主要控制功能有：
开关量输入和输出；友好操作界面和显示面板；由6种基本功能块和11种特殊功能块来实现各种控制任务。
根据工作原理、性能等方面的区别，几种控制器的性价对比如表1.3所示。
表1.3三种控制器性价比
控制器类型
可靠性
可维护性
操作性
价格
继电器
差
差
差
低
可编程逻辑控制器
好
好
一般
较高
可编程逻辑模块
好
好
好
一般
无论从控制效果，设备维护，还是成本来说逻辑控制模块都比其它两种控制器更具有优势。
正是基于以上的这些优势逻辑模块被越来越多的运用于中小型电气系统控制领域。
当前主要的生产逻辑模块的厂家主要有两家：
三菱和西门子。
其中西门子LOGO!
于1996年面世，一经面世便凭借其高性能、高质量的特点得到了广泛的应用，同时西门子公司也不断在提高和增加其内外部的功能。
本设计采用的就是西门子公司的LOGO!
。
1.2课题设计设想、方法及其应用前景
设计一稳定实用的商店橱窗照明系统，首先需要考虑的是控制器的选择。
传统的照明系统都是以传统PLC为基础，通过时间控制继电器模块来实现设计的。
通过传统PLC设计的商店照明系统，虽然控制思想容易实现，但程序太长，费时费力，成本较高。
而逻辑模块易于操作，结构紧凑，简单、精悍，故障率低，使用它能简化控制线路，优化控制性能，减少开发成本。
鉴于以上分析比较，选择通用逻辑控制模块来进行商店橱窗照明系统的设计。
本设计旨在利用LOGO！
的时钟功能来实现橱窗照明自动控制，其工作流程为：
当处于工作时间内时，开启橱窗的基本照明；光线不足时，开启补充照明；在商店特殊位置设置聚光灯照明。
在工作时间外，前面灯组熄灭，开启晚上最低照明。
本设计主要采用了以下的措施：
1.设计工艺流程及控制线路
本设计起动、停止、故障闭锁联锁控制，外围相应的保护电路，同时设计出LOGO！
的基本型控制线路原理图，逻辑控制原理图。
2.控制系统的软件设计
LOGO！
的程序设计是通过使用LOGO！
中的功能块实现的。
LOGO！
中的功能块包括基本功能块和特殊功能块两部分。
基本功能块主要实现与、或、非、与非、异或等基本的数字逻辑功能，特殊功能块可以实现延时接通、延时断开、锁定继电器等继电器逻辑控制功能。
LOGO！
的程序设计可以说是对其功能块的综合应用。
3.突发事故急停设计
即有突发事故时，设备能瞬间全部停止运行，等待处理。
本设计是基于LOGO！
的商店橱窗照明控制系统的设计。
由于LOGO！
使用方便,功能丰富、性价比高，使橱窗照明控制系统减少了灯组的使用，节约了能源，杜绝了白天与晚上不同照明产生的浪费，简化了接线方法，让以后进行维护更容易执行，也同时实现了自动与手动的转换增强了使用性。
此设计简单易行，具有良好的应用前景。
第2章设计方案与要求
2.1设计方案
本设计摒弃原有使用继电器控制的方法，采用全新的逻辑模块控制法，即使用LOGO！
作为系统的控制器。
所以在本设计中将以LOGO！
为基础制定设计方案。
首先根据控制对象的实际情况和控制要求选择适合型号的LOGO！
作为控制器。
确定好要选用型号的LOGO！
后，就要设计相应的硬件电路。
硬件电路的设计包括主电路的设计和控制电路的设计。
其中，在设计控制电路时，要根据所选LOGO！
的型号确定接线方式，同时还要根据具体的控制要求对LOGO！
的输入和输出端口进行功能分配。
完成硬件设计后，将开始软件设计。
采用LOGO！
的配套编程软件在PC机上开发控制系统程序，并进行仿真调试。
最后把程序下载到LOGO！
主机上进行验证。
整个设计流程如图2.1所示。
图2.1总体设计流程图
首先按照客户的要求制定设计规划。
在完成设计规划后，根据控制对象的实际情况和控制要求选择适合型号的LOGO！
作为控制器，依照所选用型号的LOGO！
设计相应的硬件电路。
硬件电路的设计主要由主电路设计和控制电路设计组成。
其中控制电路设计包括LOGO！
的接线和I/O端口的功能分配。
硬件设计完成后，将开始软件设计。
采用LOGO！
的配套编程软件在PC机上开发控制系统程序，并进行仿真调试。
如果仿真出错，将根据错误的类型重新进行软件编程或硬件设计，直至仿真成功。
最后把仿真好的程序下载到LOGO！
主机上进行运行验证，直到控制系统能够正常运行，完成使用文档，最终交付用户使用。
2.2设计要求
在本设计，为了保证橱窗照明系统的灵活性，故配有手动控制开关，以便随时可以开启和关断灯组。
同时，为了时刻了解到所有灯组的好坏，设置一个测试功能的开关。
此外，考虑到运行安全和便于维护等方面的因素，橱窗照明控制系统还需要具有急停功能。
根据以上的特点，对商店橱窗照明系统具体控制要求如下：
1.由定时时钟控制商店橱窗照明时间安排，工作时间星期一至五8:
00-22:
00,星期六和星期日8:
00-24:
00的基本照明。
在工作时间之外，提供维持橱窗晚上的最低亮度，其余照明熄灭。
2.在工作时间内的晚上或者遇到阴雨天气，既光线不足的情况下，由光敏开关控制提供照明补充。
3.在商店特殊位置（如：
商店面街的橱窗、商店的门面招牌等）需要聚光照明的情况下，由手动开关控制聚光灯，使特殊位置得到聚光照明。
4.为了测试所有灯组的好坏设置一个测试开关，在测试状态下，手动触发测试开关就能使所有灯组同时亮起一定时间。
同时为了避免误测试造成的能源浪费，还要设置一个测试的选择开关，选择开关闭合不可以进行测试，反之则可以进行测试。
5.设置手动和自动控制开关，实现这之间随意转换。
设置急停开关。
由于LOGO！
使用方便,功能丰富、性价比高，使橱窗照明控制系统减少了灯组的使用，节约了能源，杜绝了白天与晚上不同照明产生的浪费，简化了接线方法，让以后进行维护更容易执行，也同时实现了自动与手动的转换增强了使用性。
第3章LOGO!
可编程逻辑控制器
LOGO!
即可编程序逻辑控制器，是可编程序控制器（PlC）的新一代超小型控制器,亦称可编程通用逻辑控制模块，现阶段主流的逻辑控制模块生产商是西门子和三菱公司。
LOGO!
系列产品是西门子公司于1996年研制开发的一种创新的通用逻辑控制模块，它填补了传统继电器与PLC之间的技术空缺，并且现在已经发展成为了模块化的标准组件产品。
该模块本身集成了“与”、“或”、“非”等8种基本功能以及时间定时、计数器和模拟量处理等29种专有功能，LOGO!
通过采用内部功能块编程的方式来代替传统继电器开关的外部接线方案，在一个体积小小的模块之中，用户可以任意地调用所需要的各种功能块来编辑自己的应用程序，从而实现需要很多定时器、继电器、时钟和接触器搭配才能实现的控制任务。
LOGO!
不是PLC，不具备数学运算功能，但它在很多方面优于P
升级会员 