福州职业技术学院
《PLC控制技术》课程设计
设计题目
狭窄隧道汽车双向行的PLC控制
系别
机械工程系
年级专业
14级数控技术一班
姓名学号
张德孔141202023141
陈凌越141202023142
刘立宇141202023143
杜玉林141202023144
2015年12月28日
目录
一、控制要求 (2)
（一）控制示意图 (2)
（二）PLC控制要求 (2)
二、PLC控制系统硬件设计 (3)
（一）I/O地址分配 (3)
（二） PLC外部接线图 (3)
三、PLC控制系统软件设计 (4)
（一）程序设计 (4)
1、 SFC图 (4)
2、梯形图 (5)
（二）程序调试 (6)
四、结论 (8)
狭窄隧道汽车双向行的PLC控制设计
一、控制要求
（一）控制示意图
（二）PLC控制要求
1)无人值班指挥，能错开时序双向行车。
2)按动启动按钮，A口绿灯亮，B口红灯亮，信号灯控制系统开始工作。
3)两道口绿灯不能同时亮，如果万一同时亮，系统停止工作并报警。
4)从A口绿灯开始亮时计算，在持续5S内如果无车辆进入A口，则A口绿灯闪烁2S后熄灭且红灯亮，而B口红灯熄灭绿灯亮。两样，如果B口绿灯持续亮S内无车辆进入B口，则B口绿灯闪烁2S熄灭而此时A口绿灯亮……。这是两道口均无车进入隧道的要求。
5)当A口绿灯亮时，从A口进入第一辆车算起，B口红灯持续亮90S，同时A口绿灯持续亮20S接着闪烁2S后熄灭，红灯亮68S（B口红灯仍亮着）。即将从A口进入隧道内的汽车全部开出后，B口才能进车。
6)当B口绿灯亮时，从B口进入第一辆车算起，A口红灯持续亮90S，B 口绿灯持续亮20S，接阗闪烁2S熄灭，此后，两道口红灯同时亮68S。即将从B
口进入隧道内的汽车全部开出后，A口才能进车。
7)周而复始。
8)两道口出入处，在隧道中从A口算起130和260处各安装一个停止信号灯控制系统工作开关S，作为交通事故时的总停用。
9)两道口安装有红外线自动检测装置，检测车辆进入隧道的情况，并通过小型继电器的触点，KA1和KA2，把信号输入PLC。
二、PLC控制系统硬件设计
（一）I/O分配表
（二)PLC外部接线图
三、PLC控制系统软件设计
(1)程序设计
1、SFC图
2、梯形图
（二）程序调试
S0-S31
程序初始状态。A、B两入口均亮红灯
按启动按钮，SB1，程序启动
B口亮红灯
在计时5S内，A口亮绿灯
当A口无车进入时，计时5秒
计时5S后，A口绿灯闪烁2秒
A口无车进入且A口绿灯闪烁2秒后，程序转向S41
A口有车进入，程序转向S31
按动停止按钮X1，程序转向初始状态S0
Y2、Y4同时得电，即A，B绿灯同时亮时，程序转向S51
B口红灯亮
T2计时20秒，即A口进车开始计20S
T3计时90秒，即A口进车到待其从B口全部开出的总计时间在A口进车开始的20S内，A口绿灯亮
A口绿灯亮在20S后闪烁2S
22秒后，A口亮红灯
90秒后程序跳转向S41，B口允许汽车进入
3个停止触点并联，控制程序跳转向S0初始状态
Y2、Y4同时得电，即A，B绿灯同时亮时，程序转向S51
S41-51
A口红灯亮
B口绿灯亮5秒的时间
B口无车进入时，计时5S
5秒后，B口绿灯闪烁2S
7S后，B口无车进入，程序跳转向S21
B口有车进入，程序转向S42
按动停止按钮X1，程序转向S0初始状态
Y2、Y4同时得电，即A、B口绿灯同时亮时，程序转向S51 A口亮红灯
T7计时90S，即B口进车到待其从A口全部开出的总计时间T8计时20S，即B口进车开始计时20S
B口进车开始的20S内，B口绿灯亮
B口绿灯在亮20S后，闪烁2S
22S后，B口红灯亮
90S后，程序跳转到S21，A口允许进车
3个停止触点并联，能单独控制程序转向S0初始状态
Y2、Y4同时得电，即A、B口绿灯同时亮时，程序转向S51 A口红灯亮
B口红灯亮
报警
程序结束
四、总结
在一个学期快要结束的时候，老师安排了我们一次通过一些要求并结合实际的PLC 控制设计编程课题，我们小组被分配了“狭窄隧道双向行的PLC控制”课题，进行了为期一周的实训。
在实训过程中我们把老师对我们的要求与课题编程要求结合进行了分析，接着拟定了草稿，再通过回宿舍与小组成员的分工合作，把收集的资料进行整理。最后写出了一份编程，通过PLC编程软件“GX 8.0”进行了输入，并使用相关的模拟调试软件进行了调试，再经过多天的修改和向老师咨询，我们最终在实验室调试成功，调试结果符合老师与课题对我们小组的要求。
在快提交成果的时候，通过一学期的学习和此次课题设计，我对PLC有了更近一步的了解，在实际生产实践中PLC有着便捷的使用方法，PLC能够使很复杂的一些事情变得很有条理，便于掌握。在此次课题设计中我发现，我们小组成员不仅配合越来越默契，而且对于分配到手的任务认真完成，我们组员相处之间不断了解对方，吸取互相的优点，弥补不足。编程的时候，也是对一学期的知识进行巩固和复习，汲取了课堂上还不足的知识与部分章节上没有搞懂的要点，也学到了课本上还没要求的知识点，在完成中大家一起进步，也为以后相关内容设计打下了牢固的基础。
由于能力所限，经验不足，设计中还有许多不足，希望老师多加指教！
一、填空题（每空 1 分，共 25 分） 1. 选择接触器时应从其工作条件出发，控制交流负载应选用___交流接触器 _______；控制直流负载则选用 _______直流接触器 ___。 2.当接触器线圈得电时，使接触器 ______常开触头 ______闭合、 ____常闭触头 ______断开。 3.中间继电器的作用是将一个输入信号变成 ______多个 ____输出信号或将信号 _____放大 ____。 4.当电路正常工作时，熔断器熔体允许长期通过 ____1.25~1.3______倍的额定电流而不熔断。当流过熔断器的 电流 _________过载 _____时，熔体熔断切断电路。 5.试举出两种不频繁地手动接通和分断电路的开关电器：_______刀开关 _____、 _______转换开关 _____。 6.试举出两种主令电器： ________按钮 ______、_____行程开关 _________。 7. PLC 是通过一种周期扫描工作方式来完成控制的，每个周期包括____输入采样，用户程序执行，输出刷新__ ______、______________、______________三个阶段。 8. 当运行如下图所示的PLC 程序时： 若输入继电器X0 得电，则经过 __ 5 __s 后，常开触头 _____闭合，输出继电器Y0__得电接通， _____；若输入继电器 X1 得电，则输出继电器Y0______失电断开 ______。 9. JO2-51-2 型 10kW 异步电动机，电源频率为50Hz，转子额定转速 n N=2930 r/min，则其额定转差率 s N=_________。 10.试举出交流异步电动机的三种调速方法： __调压调速，串级调速，变频调速（或矢量控制 ______________________、__________________________、。 11. 试举出 FP1 的两种特殊功能： _________________、_________________。 1~5. ×√√××6~10. ×√√×√ 二、判断题（正确划“√”，错误划“×”。每小题 1 分，共 10 分） （） 1.交流接触器通电后如果铁心吸合受阻，将导致圈烧毁。 （） 2.低压断路器具有失压保护的功能。 （） 3.行程开关、限位开关、位置开关是同一种开关。 （） 4.三相笼型异步电动机的电气控制线路中，如果使用热继电器作过载保护，就不必再装设熔断器作短路保护。 （） 5.在反接制动控制线路中，必须采用以时间为变化参量进行控制。 （） 6.绘制电气原理图时，电器应是未通电时的状态；二进制组件应是“1”时的状态；机械开关应是接通的状态。 （） 7.小型 PLC 的 I/O 点数一般在 128 点以下。 （） 8. FP1 的 CT 计数器为预置计数器，当计数输入端信号由OFF 变为 ON 时，计数器减 1；当计数值减为 0 时，计数器为 ON，使其接点动作。 （） 9. ED 是有条件结束指令，而 CNDE 是无条件结束指令。 （） 10. 直流电动机闭环调速系统的机械特性比开环系统的机械特性硬得多。 三、指出如下图所示控制线路有何错误？应如何改进？（ 8 分） 控制要求： (1)对三相异步电动机进行“正—停—反”控制（在主电路中，KM1 、KM2 分别为实现正、反转的接触器主
2011年8月第22卷第4期照明工程学报 ZHAOMING GONGCHENG XUEBAO Aug．2011Vol.22No.4 LED 隧道照明控制系统的研究与开发 张玲 郝翠霞 （南京工业职业技术学院，江苏南京 210046） 摘 要：针对山区高速公路隧道车流量较小、能耗高等特点，研制出一种隧道LED 照明控制系统。系统包括控制 计算机、隧道照明控制器以及LED 照明控制调光模块，本文介绍了LED 隧道照明控制系统架构、控制策略、通信方式和所采用的DALI 数字可寻址照明协议，着重介绍了基于PWM 技术的LED 照明调光控制模块的原理、硬件构成、工作方式、技术要点。LED 隧道照明控制系统能自动采集洞外照度、时间、车流量等信息，分析计算后下发调光指令，由LED 照明调光控制模块通过PWM 方式调节LED 灯平均工作电流，从而自动调节隧道内照明灯的光通量，以最大限度地节能降耗，提高隧道运营管理效益，具有一定的推广应用价值。关键词：高速公路隧道照明；LED 照明控制器；DALI 协议；节能 The Research and Development of LED Tunnel Lighting Control System Zhang Ling Hao Cuixia （Nanjing Institute of Industry Technology ，Nanjing 210046） Abstract A LED lighting control system ，which consisted of control computer ，tunnel light controller and LED lighting dimming control module ，is developed for the low traffic volume and high energy consumption freeway tunnel in mountain area．This paper describes the frame ，control strategy ，communication mode of LED tunnel lighting controller system and the DALI Digital Addressable Lighting Agreement that used ，and highlights the principle ，hardware ，work pattern ，technical points of the LED lighting dimming control module which based on PWM technology．The LED tunnel lighting control system can automatically capture the illuminance outside the tunnel ，time ，traffic volume and so on．And based on all the information collected ，the system can analyze and send dimming command to adjust the average working current of LED by the PWM method in LED lighting dimming control module ，so that the brightness of the lights inside the tunnel can automatically be adjusted to maximize energy-saving and improve the effectiveness of the operation and management ，which is worth to be promoted and applied． Key words ：freeway tunnel lighting ；LED lighting controller ；DALI protocol ；energy-saving 基金项目：南京工业职业技术学院科研基金项目YK09- 04-021引言 在山区高速公路建设中，隧道所占比例很大， 建成通行后公路隧道用电费用相当惊人。由于偏远 山区经济欠发达，车流量很小，隧道照明费用已成为高速公路隧道管理部门的一笔沉重负担，特别在运营的前几年，征收的通行费还不够运营养护支出。
___________继续教育学院20XX年秋季学期考试试卷 试卷编号A卷（闭卷） 课程名称：电气控制技术专业班级： 姓名：学号：成绩： 一、单项选择题 (每小题2分，共20分) 1．下列关于世界第一台数控机床的描述正确的是（）。 A）1946年在美国研制成功的B）它是一台3坐标数控铣床 C）用它来加工直升机叶片D）它用晶闸管-直流电机驱动 2．数控机床半闭环控制系统的特点是（）。 A）结构简单、价格低廉、精度差B）结构简单、维修方便、精度不高 C）调试与维修方便、精度高、稳定性好D）调试较困难、精度很高 3．低压断路器即低压自动开关它相当于（）的组合。 A）刀开关、熔断器、热继电器、欠压继电器B）刀开关、熔断器、热继电器、启动器 C）刀开关、熔断器、热继电器、压力继电器D）刀开关、熔断器、热继电器、操作手柄4．交流接触器常用于远距离接通和分断（）的电路。 A）电压至380V、电流至630A B）电压至1140V、电流至630A C）电压至1140V、电流至1000A D）电压至380V、电流至1000A 5．热继电器是一种利用（）进行工作的保护电器。 A）电流的热效应原理B）监测导体发热的原理 C）监测线圈温度D）测量红外线 6．数控机床的性能很大程度上取决于（）的性能。 A）计算机运算B）伺服系统C）位置检测系统D）机械结构7．数控机床主轴用三相交流电动机驱动时采取（）方式最佳。 A）调频和调压B）变级和调压C）调频和变级D）调频 8．数控机床进给伺服系统的负载不大，加工精度不高时，可采用（）控制。 A）全闭环B）半闭环C）开环 9．使用闭环测量与反馈装置的作用是为了（）。 A）提高机床的安全性B）提高机床的使用寿命 C）提高机床的定位精度、加工精度D）提高机床的灵活性
机床电气控制技术试题及答案 一、填空题： 1、电器按动作性质分为手动和自动电器。 2、接触器的结构主要由电磁机构，触头系统，灭弧装置等组成。 3、电流继电器的励磁线圈应串接于被测量电路。 4、中间继电器具有触点对数多，容量小的特点。 5、常见的灭弧方法有电动力吹弧，窄缝灭弧室，栅片灭弧，磁吹灭弧。 6、机械开关电器在需要修理或更换机械零件前所能承受的无载操作次数，称为机械寿命。在正常工作条件下，机械开关电器无需修理或更换零件的负载操作次数称为电寿命。 7、电气控制系统中常见的保护线路用欠压保护、过载保护、缺相保护、短路保护和电气、机械互锁等。 8. 中间继电器在电路中的作用是增加触头的数目；热继电器在电路中的作用是过载保护，熔断器在控制线路中的作用是短路保护。9. 通常构成机械设备的电气工程图有电气原理图、电器位置图和安装接线图等三种。而设计电气控制线路，常用的方法是经验设计法和逻辑设计法。 10. 交流接触器从结构上看是由触头系统、触头系统和灭弧装置、以及其他部分组成，通常用它可作为零压保护和欠压保护。二、选择题
1. 在低压电器中，用于短路保护的电器是（ B ）。 A. 过电流继电器 B. 熔断器 C. 热继电器 D. 时间继电器 2. 在电气控制线路中，若对电动机进行过载保护，则选用的低压电器是（ C ）。 A. 过电压继电器 B. 熔断器 C. 热继电器 D. 时间继电器 3. 下列不属于主令电器的是（ D ）。 A. 按钮 B. 行程开关 C. 主令控制器 D. 刀开关 4. 用于频繁地接通和分断交流主电路和大容量控制电路的低压电器是（ B ）。 A. 按钮 B. 交流接触器 C. 主令控制器 D. 断路器 5. 下列不属于机械设备的电气工程图是（ D ）。 A. 电气原理图 B. 电器位置图 C. 安装接线图 D. 电器结构图 6、接触器是一种自动控制电器，其作用是：（C ） （A）不频繁地接通或断开电路 （B）频繁地接通或断开电路，但不具备任何保护功能。 （C）频繁的接通或断开电路，且具有一定的保护功能。 （D）和普通开关的作用基本相同，只是能够控制的距离较远。
高速公路隧道照明自适应智能控制系统 引言 安全、经济、环保、节能是公路工程建设追求的目标，隧道照明系统的安全性和节能性存在着此消彼长的矛盾。隧道的建成通车，在照明系统应用方面迫切需要解决两个重要的现实问题： 1.如何保障隧道行车的舒适性及安全性 隧道通车后交通量较大且本工程隧道所占路线比重大，易造成驾驶员的紧张和疲劳，因此隧道内行车的舒适性及安全性显得尤为重要，如何保障隧道行车的舒适性及安全性是需要解决的首要问题。 2.隧道照明系统节能 通过对隧道较多的江西、湖南、广东、福建等地隧道管理部门的调查表明，隧道照明费用已成为公路隧道运营中一笔沉重的负担，研究节能、高效、安全、维护费用低的隧道智能照明系统已显得非常重要。 因此，以上述两个问题为导向，根据广东省高速公路隧道运营照明的实际问题，本文采用文献调研、理论分析、实验分析、现场测试等科学手段，对高速公路隧道照明需求与节能技术进行分析。并结合国内外隧道照明节能技术的现状和发展趋势，系统性地解决公路隧道照明节能问题。 现通过电能浪费的主要因素分析，总结目前的隧道照明系统的发展现状及存在的问题，提出基于新一代照明节能系统解决方案。 隧道照明电能浪费的主要因素分析 洞外亮度大范围变化而洞内亮度相对固定 在隧道照明系统设计时，规范要求按照夏天中午时的最大洞外亮度进行计算，并考虑足够的维护系数。但在实际运营期间，洞外亮度会随着天气、季节和时辰的不同而每时每刻变化，图1给出了明天隧道洞外亮度的变化情况。对于这种连续变化的洞外亮度，仅仅采用简单的分级调光方式照明，显示电能浪费相当巨大。
夏至白天亮度曲线冬至白天亮度曲线 早晨中午傍晚 图1 晴天隧道洞外亮度的变化情况 图2给出了晴天分级调光系统与LED自适应智能控制系统的调光功率、能耗相对比值曲线。图中曲线以上部的面积即为浪费的电能，它是实际需求能耗的三倍以上。即使是四级调光的LED灯，其晴天的能耗也是实际需求的2倍。因此，隧道加强照明若能采用自适应智能控制系统可实现按需照明的目标。 图2 不同季节晴天隧道加强照明功率变化图灯具功率规格少 隧道照明的标准标准值在待业标准中是有具体规定的。若照度大幅度地超出行业标准，则属过度照明。由于高压钠灯光源的功率规格通用型只有100、150、250、400瓦几种，而许多高速公路隧道基本照明灯具仅需40-100瓦即可，但市场上技术成熟的的高压钠灯光源并没有这些规格，因此隧道的基本照明不得不选用100瓦的高压钠灯。这使得隧道单侧开灯亮度不够，双侧开灯过渡照明现象严重。而选用LED灯具，其设计功率一般在35-70瓦之间，过度照明较钠灯要低得多，但依旧存在着过度照明。若采用智能无级控制，则可根据需要进行照明，可有效地避免过度照明。例如某条隧道基本照明灯具采用45瓦的LED灯亮度正好达到规范要求的4.5cd/㎡，而实际设计功率一般选
（1）根据工艺流程分析控制要求，明确控制任务，拟定控制系统设计的技术条件。技术条件一般以设计任务书的形式来确定，它是整个设计的依据。工艺流程的特点和要求是开发PLC控制系统的主要依据，所以必须详细分析、认真研究，从而明确控制任务和范围。如需要完成的动作（动作时顺、动作条件，相关的保护和联锁等）和应具备的操作方式（手动、自动、连续、单周期，单步等）。 （2）确定所需的用户输入设备（按钮、操作开关、限位开关、传感器等）、输出设备（继电器、接触器、信号灯等执行元件）以及由输出设备驱动的控制对象（电动机、电磁阀等），估算PLC的I/O点数；分析控制对象与PLC之间的信号关系，信号性质，根据控制要求的复杂程度，控制精度估算PLC的用户存储器容量。 （3）选择PLC。PLC是控制系统的核心部件，正确选择PLC对于保证整个控制系统的各项技术、经济指标起着重要的作用，PLC的选择包括机型的选择、容量的选择、I/O模块的选择、电源模块的选择等。选择PLC的依据是输入输出形式与点数，控制方式与速度、控制精度与分辨率，用户程序容量。 （4）分配、定义PLC的I/O点，绘制I/O连接图。根据选用的PLC所给定的元件地址范围（如输入、输出、辅助继电器、定时器、计数器。数据区等），对控制系统使用的每一个输入、输出信号及内部元件定义专用的信号名和地址，在程序设计中使用哪些内部元件，执行什么功能格都要做到清晰，无误。 （5）PLC控制程序设计。包括设计梯形图、编写语句表、绘制控制系统流程图。控制程序是控制整个系统工作的软件，是保证系统工作正常，安全。可靠的关键，因此，控制程序的设计必须经过反复测试。修改，直到满足要求为止。 （6）控制柜（台）设计和现场施工。在进行控制程序设计的同时，可进行硬件配备工作，主要包括强电设备的安装、控制柜（台）的设计与制作、可编程序控制器的安装、输入输出的连接等。在设计继电器控制系统时，必须在控制线路设计完成后，才能进行控制柜（台）设计和现场施工。可见，采用PLC控制系统，可以使软件设计与硬件配备工作平行进行，缩短工程周期。如果需要的话，尚需设计操作台、电气柜、模拟显示盘和非标准电器元部件。 （7）试运行、验收、交付使用，并编制控制系统的技术文件。编制控制系统的技术文件包括说明书、设计说明书和使用说明书、电器图及电器元件明细表等。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有10年工业用品电子商务领域研究，
电气控制技术试题库及答案 一、名词解释：（每题5分） 1、低压电器：（B） 是指在交流额定电压1200V，直流额定电压1500V及以下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器。 2、主令电器：（B） 自动控制系统中用于发送控制指令的电器。 3、熔断器：（B） 是一种简单的短路或严重过载保护电器，其主体是低熔点金属丝或金属薄片制成的熔体。 4、时间继电器：（B） 一种触头延时接通或断开的控制电器。 5、电气原理图（B） 电气原理图是用来表示电路各电气元器件中导电部件的连接关系和工作原理的电路图 6、联锁（C） “联锁”电路实质上是两个禁止电路的组合。K1动作就禁止了K2的得电，K2动作就禁止了K1的得电。 7、自锁电路：（C） 自锁电路是利用输出信号本身联锁来保持输出的动作。 8、零压保护（B） 为了防止电网失电后恢复供电时电动机自行起动的保护叫做零压保护。 9、欠压保护（B） 在电源电压降到允许值以下时，为了防止控制电路和电动机工作不正常，需要采取措施切断电源，这就是欠压保护。 10、星形接法：（A） 三个绕组，每一端接三相电压的一相，另一端接在一起。 11、三角形接法：（C） 三个绕组首尾相连，在三个联接端分别接三相电压。 12、减压起动（A） 在电动机容量较大时，将电源电压降低接入电动机的定子绕组，起动电动机的方法。13、主电路：（A） 主电路是从电源到电动机或线路末端的电路，是强电流通过的电路， 14、辅助电路；（B）
辅助电路是小电流通过电路 15、速度继电器：（C） 以转速为输入量的非电信号检测电器，它能在被测转速升或降至某一预定设定的值时输出开关信号。 16、继电器：（C） 继电器是一种控制元件，利用各种物理量的变化，将电量或非电量信号转化为电磁力(有触头式)或使输出状态发生阶跃变化(无触头式) 17、热继电器：（C） 是利用电流的热效应原理来工作的保护电器。 18、交流继电器：（C） 吸引线圈电流为交流的继电器。 19、全压起动：（C） 在电动机容量较小时，将电动机的定子绕组直接接入电源，在额定电压下起动。 20、电压：（A） 电路两端的电位差 21、触头 触头亦称触点，是电磁式电器的执行元件，起接通和分断电路的作用。 22、电磁结构 电磁机构是电磁式电器的感测元件，它将电磁能转换为机械能，从而带动触头动作。23、电弧 电弧实际上是触头间气体在强电场作用下产生的放电现象 24、接触器 接触器是一种适用于在低压配电系统中远距离控制、频繁操作交、直流主电路及大容量控制电路的自动控制开关电器 25、温度继电器 利用过热元件间接地反映出绕组温度而动作的保护电器称为温度继电器。 26、点动电路 按下点动按钮，线圈通电吸合，主触头闭合，电动机接人三相交流电源，起动旋转；松开按钮，线圈断电释放，主触头断开，电动机断电停转， 27、电气控制系统 电气控制系统是由电气控制元器件按一定要求连接而成 28、变极调速：（A） 异步电动机调速中，改变定子极对数的调速方法。 29、电器元件位置图 电器元件布置图是用来表明电气原理中各元器件的实际安装位置的图 30、电器元件接线图 电气安装接线图是电气原理图的具体实现形式，它是用规定的图形符号按电器元件的实际位置和实际接线来绘制的 31、变频调速：（C） 异步电动机调速中，改变电源频率的调速方法。 二、填空：（每题2分） 1、常用的低压电器是指工作电压在交流( )V以下、直流( )V以下的电器。(B) 1200、 1500 2、选择低压断路器时，额定电压或额定电流应( )电路正常工作时的电压和电流。(C)
公路隧道照明控制系统研究与实现 郭兰英,梁波 （长安大学 信息工程学院，陕西 西安 710064） 摘要：隧道照明控制系统在达到基本的照明指标后，安全、舒适又节能的照明技术永远是系统追求的目标。将西汉高速公路铁炉沟隧道照明系统分为基于照明回路控制的手动模式，可以提高系统的安全性；基于五个照明等级控制的分段时序控制模式能够满足不同季节、不同时段的照明要求；基于电路回路控制的自动控制模式不仅能使洞内的照明亮度与外界自然光的亮度相适应，而且节约电能；建议后期采用的基于动态调光的自动控制模式，不仅更好的节约电能，而且提供了舒适的照明，通过一年多的运行证明了其技术方案的可行性。 关键字：隧道照明；控制模式；动态调光 中图分类号：U459.2 文献标识符：A Study on Lighting Control System of the Tunnel on Expressway GUO Lan-ying ,Liang Bo (School of Information Engineering , Chang’an University , Xi’an 710064 , Shaanxi , China) Abstract: When the tunnel illuminating control system has achieved its basic illumination indexes, the illuminating technology with safety, comfort, and economy of energy becomes the always aim of the system. The illuminating control system of Tie Lugou tunnel on Xi’an-Hanzhong expressway be divided into manual control pattern based on circuit control can improve the safety of the system. The illuminating control strategy based on five level time sequence can adapt different season and time. The automatic strategy based on circuit control not only can accommodate the lightness in the tunnel to the nature light outside but also can save power. We advises to adopt the automatic control strategy based on dynamic dimming technique, this scheme can saving power and achieving more comfortable effect. The feasibility of the proposed technique scheme has been demonstrated after running for one year. Key words: tunnel lighting；control strategy；Dynamic dimming 0 引言 隧道是一种特殊的管状构造物，车辆进入隧道的过程是一个明亮--黑洞--明亮的过程。人眼在明暗交替变化的过程中，往往会产生“黑洞效应”和 “白洞效应”，极易发生交通事故。因此，如何在隧道内各段采用不同强度的照明来改善隧道内的照度，创造洞内良好的工作视觉，确保在白天和夜间行驶的车辆以设计速度能够安全地接近、穿越和通过隧道，就是隧道照明控制系统要解决的问题。国内目前对隧道照明设备的控制方式有三种：手动控制模式，分时段进行的时序控制模式和有级控制模式[2]。目前大部分都采用手动控制模式 [3]。深圳的迭福山隧道与陕西的铁炉沟隧道长度相当，照明控制系统以自动控制为主，采用四个照明等级的手动遥控为辅[4]。目前隧道照明系统主要存在以下两个问题： (1)采用手动控制模式及分段时序模式的系统，不能随时根据洞外的亮度变化进行洞内 亮度调节，在隧道照明方面造成了很大的浪费。 (2)以自动控制模式为主，手动控制模式为辅的系统，洞内调光采用控制灯具的不同 开关组合有级模式，不能实现无级调光[5]。 针对以上不足，结合国内外高速公路隧道照明控制技术的应用研究，本文提出了满足铁炉沟隧道照明要求的手动控制、分段时序控制、自动控制模式，即弥补了手动控制模式及分
plc控制系统设计的一般步骤 丰炜PLC说明资料1-PLC系统设计及选型方法 在现代化的工业生产设备中，有大量的数字量及模拟量的控制装置，例如电机的起停，电磁阀的开闭，产品的计数，温度、压力、流量的设定与控制等，工业现场中的这些自动控制问题，若采用可编程控制器(PLC)可以轻松的解决，PLC已成为解决自动控制问题最有效的工具之一，越来越广泛的应用于工业控制领域中，本文简要叙述了PLC控制系统设计的步骤及PLC的基本选型方法，供大家参考。 一、可编程控制器应用系统设计与调试的主要步骤 （ 1 ）深入了解和分析被控对象的工艺条件和控制要求 这是整个系统设计的基础，以后的选型、编程、调试都是以此为目标的。 a ．被控对象就是所要控制的机械、电气设备、生产线或生产过程。 b ．控制要求主要指控制的基本方式、应完成的动作、自动工作循环的组成、必要的保护和连锁等。对较复杂的控制系统，还可将控制任务分成几个独立部分，这样可化繁为简，有利于编程和调试。
（ 2 ）确定 I/O 设备 根据被控对象的功能要求，确定系统所需的输入、输出设备。常用的输入设备有按钮、选择开关、行程开关、传感器、编码器等，常用的输出设备有继电器、接触器、指示灯、电磁阀、变频器、伺服、步进等。 （ 3 ）选择合适的 PLC 类型 根据已确定的用户 I/O 设备，统计所需的输入信号和输出信号的点数，选择合适的 PLC 类型，包括机型的选择、 I/O 模块的选择、特殊模块、电源模块的选择等。 （ 4 ）分配 I/O 点 分配 PLC 的输入输出点，编制出输入 / 输出分配表或者画出输入 / 输出端子的接线图。接着就可以进行 PLC 程序设计，同时可进行控制柜或操作台的设计和现场施工。 （ 5 ）编写梯形图程序 根据工作功能图表或状态流程图等设计出梯形图即编程。这一步是整个应用系统设计的最核心工作，也是比较困难的一步，要设计好梯形图，首先
电气控制试题及答案 一、填空题：（每空1分，共20分）1．行程开关也称开关，可将信号转化为电信号，通过控制其它电器来控制运动部分的行程大小、运动方向或进行限位保护。2．电流继电器的线圈应联在电路中，绕组较，电压继电器的线圈应在电路中，绕组较。3．常用的低压电器是指工作电压在交流以下、直流以下的电器。4．低压电器触点的接触形式有_______、_______和接触。5．低压电器基本结构是、 和。6. 电磁机构中的__________是静止不动的，只有_______是可动的。7．自动空气开关又称开关，它是既能通断电路，又能进行、、、保护。二、简答题（每小题5分、共10分）1、交流电磁线圈误接入直流电源，直流电磁线圈误接入交流电源，会发生什么问题？为什么？2、一台具有自动复位热继电器的接触器正转控制电路的电动机，在工作过和中突然停车，过一段时间后，在没有触动任何电器情况下，电路又可重新起动和正常工作了。试分析其原因。三、设计题（10分）有一台专机,由二台三相异步电动机拖动，要求M1先起动，经过20秒后M2自行起动，M2起动后M1自行停转。四、实作题（60分）按图安装三相异步电动机星形—三角形降压起动
控制线路1、设负载为3kW、额定电压380伏、工作转速1440转/分的三相笼型异步电动机。根据考题及负载要求，选择电器元件。2．按给定的电气原理图在规定的安装板上配线安装线路。（1）按钮固定在安装木板上，按钮、电源、负载均应经接线端子排出入。（2）主回路选用BLV—2.5mm2导线，控制回路选用BV—1.5mm2导线，按钮进出线选用BVR—1mm2导线。（3）在安装板上进行板前配线，导线敷设要求平直、整齐、合理。各接点必须牢固、板面整洁。3．安装完毕，考生应主动向监考教师提出通电试车要求，经同意，由监考教师陪同进行通电。通电试车时不得对线路作改动或对线路是否正确进行带电检查。在通电试车前将时间继电器动作延时时间调整到合适。4．一次通电试车不成功，必须断电检修故障，检查完毕，应再次向监考教师提出通电要求。5．考试完毕，保留安装板备查。考生打扫完工位的清洁卫生后，经监考教师同意，方可离开。电气控制原理图如下：答案一、填空题1．限位、机械位移2．串联、短粗、并联、细长3．1200V、1500V4．点、线、面5．电磁机构、触点系统、灭弧装置6．静铁心、动铁心7．空气开关或自动开关、短路、过载、失压、欠压保护二、 简答题1．交流电磁线圈误通直流电源时，因其等效直流电阻较小，将导致线圈发热。直流电磁线圈误通交流电时，因线圈铁心为整块硅钢做成，会产生较大涡流，产生大量热量，
7.1现状 单条隧道照明控制的通讯方式目前有三种： 1.总线制的控制方式 就是通过线路（网线、双绞线）作为通讯介质的控制方式。可采用不同通讯协议、电压来实现对灯具的开关及调光采集设备数据进行控制与管理。信号传输准确率较高，传输距离远，干扰性能优越，单独组网不会受到其他设备的共用网络的干扰。但需要铺设专线，施工成本高、维护负担重对线缆有一定要求；挂从机数量少，布线比较复杂，施工要求比较高，需要做总线匹配:通常有一个网络设备出现放障会导致系统整体进行或局部的瘫痪，而且又难以判断。 2.无线通讯模式控制模式 通过无线传输信号通讯方式去控制灯具。每盏灯具配备一个天线和地址进行控制与数据的收集。可以独立组网和采用公共网络组网。其监控范围广，无须单独布线，可扩展性强，安装方便。但通信距离短；单灯控制器的成本较高。每个单灯控制器内不仅有电流，电压数据采集的模块，还有GPRS/CDMA通信Modem，总的成本相对较高。 3.电力载波控制通讯控制模式 利用独立的市电供电线路作为通讯介质，采用移相监控多载波的调制技术，来进行灯具控到的一种模式。其支持点对点通信，通信速率相对较高，主机挂从机数量多，无须布线、施工方便、价格低廉、延伸方便，加入自动路由功能后监控范围成倍增加，监控范围可达数公里。但对电网环境要求比较高，需要专线供电，配电变压器对PLC信号有阻隔作用，电力线对载波信号易造成高削减，电力线存在本身固有的脉冲干扰。 控制装置向隧道内的灯具传送的控制信号可分为模拟信号和数字信号。模拟信号的优点是直观且容易实现，但存在保密性差和抗干扰能力弱的主要缺点；数字信号的优点是加强了通信的保密性和提高了抗干扰能力，但仍存在占用频带较宽即对线路的要求更高、技术要求复杂尤其是同步技术要求精度更高、进行模拟/数字信号转换时会带来量化误差等缺点。 隧道照明控制设计宜采用智能控制或自动控制为主、手动控制为辅的控制方式。控制模式方面目前只有电力载波控制方式完成工业化一体设计可靠性得到验证，所以推荐载波调光照明控制系统。照明控制系统赋予每个照明段在不同时间有不同亮度，这些亮度的控制是随隧道洞外亮度、色温、交通量、车辆速度大小而变化，隧道照明控制应根据洞外不同天气、时间段亮度的强弱或者不同时间交通量的大小采用无级连续调光控制方式。
《电气控制技术》试题库及答案 一、名词解释：（每题 5 分） 1、低压电器： 是指在交流额定电压 1200V，直流额定电压 1500V 及以下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器。 2、主令电器： 自动控制系统中用于发送控制指令的电器。 3、熔断器： 是一种简单的短路或严重过载保护电器，其主体是低熔点金属丝或金属薄片制成的熔体。 4、时间继电器： 一种触头延时接通或断开的控制电器。 5、电气原理图 电气原理图是用来表示电路各电气元器件中导电部件的连接关系和工作原理的电路图 6、联锁 “联锁”电路实质上是两个禁止电路的组合。 K1 动作就禁止了 K2 的得电， K2 动作就禁止了 K1 的得电。 7、自锁电路： 自锁电路是利用输出信号本身联锁来保持输出的动作。 8、零压保护 为了防止电网失电后恢复供电时电动机自行起动的保护叫做零压保护。 9、欠压保护 在电源电压降到允许值以下时，为了防止控制电路和电动机工作不正常，需要采取措 施切断电源，这就是欠压保护。 10、星形接法： 三个绕组，每一端接三相电压的一相，另一端接在一起。 11、三角形接法： 三个绕组首尾相连，在三个联接端分别接三相电压。 12、减压起动 在电动机容量较大时，将电源电压降低接入电动机的定子绕组，起动电动机的方法。 13、主电路： 主电路是从电源到电动机或线路末端的电路，是强电流通过的电路， 14、辅助电路；
辅助电路是小电流通过电路 15、速度继电器： 以转速为输入量的非电信号检测电器，它能在被测转速升或降至某一预定设定的值时 输出开关信号。 16、继电器： 继电器是一种控制元件，利用各种物理量的变化，将电量或非电量信号转化为电磁力 (有触头式 )或使输出状态发生阶跃变化(无触头式 ) 17、热继电器： 是利用电流的热效应原理来工作的保护电器。 18、交流继电器： 吸引线圈电流为交流的继电器。 19、全压起动： 在电动机容量较小时，将电动机的定子绕组直接接入电源，在额定电压下起动。 20、电压： 电路两端的电位差 21、触头 触头亦称触点，是电磁式电器的执行元件，起接通和分断电路的作用。 22、电磁结构 电磁机构是电磁式电器的感测元件，它将电磁能转换为机械能，从而带动触头动作。 23、电弧 电弧实际上是触头间气体在强电场作用下产生的放电现象 24、接触器 接触器是一种适用于在低压配电系统中远距离控制、频繁操作交、直流主电路及大容 量控制电路的自动控制开关电器 25、温度继电器 利用过热元件间接地反映出绕组温度而动作的保护电器称为温度继电器。 26、点动电路 按下点动按钮，线圈通电吸合，主触头闭合，电动机接人三相交流电源，起动旋转；松开按钮，线圈断电释放，主触头断开，电动机断电停转， 27、电气控制系统 电气控制系统是由电气控制元器件按一定要求连接而成 28、变极调速： 异步电动机调速中，改变定子极对数的调速方法。 29、电器元件位置图 电器元件布置图是用来表明电气原理中各元器件的实际安装位置的图 30、电器元件接线图 电气安装接线图是电气原理图的具体实现形式，它是用规定的图形符号按电器元件的 实际位置和实际接线来绘制的 31、变频调速： 异步电动机调速中，改变电源频率的调速方法。 二、填空：（每题 2 分） 1、常用的低压电器是指工作电压在交流(1200)V 以下、直流 (1500 )V 以下的电器。 2、选择低压断路器时，额定电压或额定电流应(不小于 )电路正常工作时的电压和电流。 3、行程开关也称(限位)开关，可将 (机械位移)信号转化为电信号，通过控制其它电器来
第25卷第—期电子计工程2017^ 4月 Vol.25 No.24 Electronic Design Engineering Dec. 2017 基"PLC # 隧％ 王静 (榆林学院陕西榆林719000) 摘要：基于西门子S7-200PLC设计了隧道照明控制系统，采用了自动和手动两种控制方法。手动 控制主要针对特殊天气状况或灯具设备维护时的照明，自动控制根据隧道外光照强度来对照明系 统进行控制。通过P L C系统软硬件设计实现了隧道照明所需功能要求。本设计在照明的同时能 够实现节能，并且保证司机人员的安全性与舒适性，具有一定的实际意义。 关键词：隧道照明；光照度；PLC-传感器；梯形图 中图分类号：TN705 文献标识码：A文章编号+1674-6236(2017)24-0152-05 The design of tunnel lighting control system based on PLC WANG Jing (Yulin University,Yulin719000, China) Abstract: T his paper designs tunnel lighting control system based on Siemens S7- 200 PLC,uses automatic and manual two control methods.Manual control mainly aimed at the special weather conditions or equipment maintenance of lighting lamps,automatic control according to the light intensity of tunnel outside to control lighting system.T hrough the hardware and software design of the it achieves the necessary functional requirements of the tunnel lighting.T his design can achieve tunnel lighting as well as energy saving at the same time,and ensure safety and comfort of the driver personnel, so it has a certain practical significance. Key words:tunnel lighting;light illumination;PLC;sensor;ladder diagram 隧道照明有别于一般公路照明，其对隧道内交 通行车安全起着决定性的作用，对隧道照明系统进 行合理设计，不仅要满足驾驶员的视觉舒适要求，提 高驾驶安全性，而且要做到电能的节约避免浪费能 源我国公路隧道研究相对国外起步较晚，上世纪 80年代隧道照明理论和技术的研究开始萌芽，90年 代，我国的公路隧道进人了研究设计阶段，众多学者 提出了公路隧道的设计思路。2 000年左右，我国国 内的第一部有关公路隧道照明设计的专用技术规范 《公路隧道通风照明设计规范》正式发布。隧道照明 控制的研究开始深人，成果显著。主要的研究方向 从如何设计照明系统，转移到了如何控制照明系统， 注重照明系统的优化、节能及自动化。文献[2]首次 提出了基于洞外亮度、交通量和平均车速的公路隧 道照明控制模型。文献[3]使用L E D灯作为隧道照 收稿日期：2016-11-15 稿件编号：201611118 项目基金：愉林市科技计划项目（2014cxy-04-02) 作者简介：王静（1983—），女，陕西榆林人，硕士，讲师。 -152-明灯具，设计了基于智能照明曲线的照明控制系统。文献[4]设计的是基于F P G A的公路隧道照明控 制系统。采用C A N现场总线控制方式，实现在无人 值守的情况下隧道照明系统的自动控制，降低了系 统成本。文献[5]分析了可调光的LE D的优势，设计 了基于Zig B e e技术的无线模块CC2430作为网络 节点的隧道照明控制系统。 1系统结构和控制方案 !1系统结构 隧道内照明可以根据不同因素条件来进行控 制，例如车流量，车速，日出日落时刻，光照度等来控 制隧道照明改变照明亮度@]。本设计根据隧道外光 照强度变化来控制调整隧道内照明。以西门子S7- 200PLC作为控制核心，分为自动控制和手动控制。自动控制根据洞外光照强度不同来自动控制照明回 研究方向：PLC应用，电气控制自动化。
电气控制技术题库 三、判断：（每题2分） 1、开关电器在所有电路都可直接接负载。（X ） 2、主令电器在自动控制系统中接入主回路。（X ） 3、刀开关安装时，手柄要向上装。接线时，电源线接在上端，下端接用电器。（√） 4、熔断器在电路中既可作短路保护，又可作过载保护。（X ） 5、热继电器在电路中既可作短路保护，又可作过载保护。（X ） 6、接触器按主触点通过电流的种类分为直流和交流两种。（√） 7、继电器在任何电路中均可代替接触器使用。（X ） 8、电气原理图绘制中，不反映电器元件的大小。（√） 11、电气原理图设计中，应尽量减少电源的种类。（√） 12、电气原理图设计中，应尽量减少通电电器的数量。（√） 13、电气接线图中，同一电器元件的各部分不必画在一起。（X ） 14、热继电器和过电流继电器在起过载保护作用时可相互替代。（X ） 15、一台线圈额定电压为220V的交流接触器，在交流220V和直流220V的电源上均可使用。（X ） 16、检修电路时，电机不转而发出嗡嗡声，松开时，两相触点有火花，说明电机主电路一相断路。（√） 18、时间继电器之所以能够延时，是因为线圈可以通电晚一些。（X ） 19、熔断器的额定电流大于或等于熔体的额定电流。（√） 20、中间继电器实质上是电压继电器的一种，只是触点多少不同。（√） 21、分析控制电路最基本的方法是查线读图法。（√） 24、交流接触器通电后，如果铁芯吸合受阻，会导致线圈烧毁。（√） 25、低压断路器是开关电器，不具备过载、短路、失压保护。（X ） 27、热继电器的电流整定值是触点上流过的电流值。（X ） 29、正在运行的三相异步电动机突然一相断路，电动机会停下来。（X ） 30、在控制电路中，额定电压相同的线圈允许串联使用。（X ） 31、在正反转电路中，用复合按钮能够保证实现可靠联锁。（√） 33、低压断路器具有失压保护的功能。（√） 34、电压线圈并联在电源两端，匝数多，阻抗小，电流线圈串联在电路中，导线细，电流大。（X ） 35、电动机采用制动措施的目的是为了停车平稳。（X ） 36、电动机采用制动措施的目的是为了迅速停车。（√） 37、在点动电路、可逆旋转电路等电路中主电路一定要接热继电器。（X ） 38、交直流电压线圈电磁机构其衔铁动作不会引起线圈电流的变化。（X ） 48、接触器的额定电流指的是线圈的电流（X） 49、接触器的额定电压指的是线圈的电压。（X） 50、交流接触器的衔铁无短路环。（X） 51、直流接触器的衔铁有短路环。（X） 53、行程开关可以作电源开关使用。（X）） 55、刀开关可以频繁接通和断开电路。（X）） 60、中间继电器在控制电路中，起中间中间转换作用，永远不能代替交流接触器。（X） 61、电气原理图中所有电器的触电都按没有通电或没有外力作用时的开闭状态画出。（√）62、在原理图中，各电器元件必须画出实际的外形图。（X） 63、全压控制，主回路电压一定是380V。（X） 64、电动机正反转控制电路为了保证起动和运行的安全性，要采取电气上的互锁控制。（√） 79、正确选用和使用低压电器元件对电器安全运行是极其重要的。（√）