智能楼宇基于plc与组态王的楼宇综合管理系统——毕业设计(编辑修改稿)

智能楼宇基于plc与组态王的楼宇综合管理系统——毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

运行 STEP7Micro/WIN 软件 编程 时 上载 及 下载 应用 程序 以及与上位机组态画面在进行实时通信 [2]。 I/O 设备定义 组态王提供有专门 为 定义 I/O 设备的配置 的 向导，我们根据配置向导的 提示进行 添加、 或 者修改和配置硬件设备 操作。 在进行配置 I/O 设备时有几个要点 [3]。 ① 打开工程浏览器的目录区，左键单击设备栏里的 COM1，会在右 侧 内容显示 5 区出现“新 建”栏 目图标，如图 211 所示。 图 211 组态王管理的 I/O 设备 ② 左键双击“新建”图标，会弹出“设备配置向导”对话框 ， 如图 212 所示。 图 212 设备配置向导 ③ 在设备配置向导中选择 PLC并在下分的选项中 依次 找到 西门子、 S7200系列、 6 PPI，选择中后点击“下一步”按钮，会弹出“设备配置向导 —— 逻辑名称”对话框，如图 213 所示。 图 213 设备配置向导 —— 逻辑名称 ④ 输入 要 配置的设备逻辑名称，点击“下一步”按钮， 会 弹出“设备配置向导—— 选择串口号” 的 对话框，如图 214 所示。 图 214 设备配置向导 —— 选择串口号 ⑤ 正确选择与设备连接的串口，点击“下一步 按钮 ” 会 弹出“设备配置向导 — 7 — 设备地址设置指南” 的 对话框，如图 215 所示。 图 215 设备配置向导 —— 设备地址设置指南 ⑥ 在这一步中，指定的地址要与下位机 PLC 地址相同。 设置完成后点击“下一步”弹出“通信参数”对话框。 如图 216 所示。 图 216 设备配置向导 —— 通信参数 8 ⑦ 通信参数的设置主要是在发生通信故障时 对故障处理而配置一些参数 ，系统会 根据这些参数 尝试恢复通信。 在这里我们使用默认值。 点击“下一步”弹出 “设备配置向导 —— 信息总结”对话框。 该对话框主要是对一些刚刚设备的通信参数进行显示，方便后期设计时对设置的串口设备信息进行查看。 如图 217 所示。 图 217 设备配置向导 —— 信息总结 通讯连接与调试 当设备完成串口参数设置后， 将下位机 的 PPI 通讯电缆 与 PC 机相连接进行通信。 如果通信连接成功，在组态王的信息窗口会出现有关通 信成功的提示，如图 218 所示 （ 已用 红色进行了标准）。 如果通信未成功，可以在地址 设备配置向导 —— 设备地址设置指南中对设备地址进行更改，对照着 PLC 地址进行更改。 如下图，可以看出，在远行整个系统时，会弹出信息窗口，信息窗口中分别会对系统远行的一些信息进行提示，比如时间，连接的设备名，以及是否开始进行数据库记录，在信息窗口中都会有明确的指示性说明，其中最主要的是会对关联的设备进行一个说明。 9 图 218 通讯成功信息窗口 楼宇温湿度控制设计 传统 楼宇温湿度 控制方法 现代建筑中在楼宇温湿 度控制方面 大多 是以用户为单位进行控制，用户根据自己的需求购买相应的设备进行温湿度控制，这样做第一会给用户造成过多的开支；第二对资源的使用会出现过多浪费的情况，不符合现代社会提倡的构建节约型社会的要求；第三会对环境产生过多污染，不符合构建环境友好型社会；第四会对楼宇的整体美观造成破坏。 虽然有些楼宇采用了中央空调的设计，但这些楼宇的中央空调系统智能性过低，操作的“复杂性”和不“可视性”也使这种设计需要过多的操作员，并且如果出现故障检修起来相当复杂。 本设计针对这些缺点进行了相应的设计，改变了现代楼宇在温湿度控制方 面的缺点 [4]。 楼宇温湿度控制方法设计 本设计采用二个“一”多个“集”的控制方法。 二个“一”分别是指系统采用一个“可视化” 中央空调系统 和一套“可视化”通风机系统 ；多个“集”是指管理系统采用多节点集中采集温湿信息以及进行集中化处理的方法。 中央空调系统在本设计主要是对温度进行调节的设备，下位机通过 多节点的 EM235 模块 对 10 楼宇温度信息进行采集，采集的信息通过 PPI 通讯电缆将信息传递给上位机，同时上位机也会从下位机读取用户设定的温度数据，上位机程序会自动将二个数据进行对比，判断出是执行送热风操作还是送 冷风操作，得出结果后会给下位机发送相应的指令，下位机就会执行相应操作。 同样对于通风机系统，下位机通过EM235 模块收集相应的湿度信息，并通过 PPI 通讯电缆将信息传递给上位机，上位机则根据已设定的相对湿度进行分析对比，得出相应的操作指令发送给下位机，下位机将执行相应的操作。 整个系统在运行过程中温度与湿度信息传递是实时性的，两者的操作也能同时进行，只要满足相应的条件。 同时上位机设计出相应的监控管理画面，可以实时对楼宇温湿度管理系统进行操作 [5]。 楼宇温湿度控制过程 流程图 楼宇温湿度控制过程流程图， 如下图 221 所示。 开 始E M 2 3 5 模 块 采 集 现 实 温 湿度 信 息 及 用 户 设 定 的 温 湿度 信 息对 比 设 定 温 度与 采 集 温 度对 比 设 定 湿 度与 采 集 湿 度送 风 机送 热 风关 闭 对 应 的 调节 设 备送 风 机送 冷 风通 风 机开 启温 度 相等湿 度 相等过低过低过高结 束 图 221 温湿度控制过程流程图 11 楼宇温湿度控制 组态画面 设计 针 对楼宇在控制时需要一些画面进行监控各个设备的运行状态，因 此 在设计过程中将数据的改变 进行了实时显示，同时监控画面也会与数据改变相同步。 这样设计方便宜以后如果系统中设备发生故障时，能从组态画面上第一时间找到是那个设备，那个地方发生了故障，能及时去进行检修。 此种设计也是本系统中比较有创新的方面，在系统使用过程中能够为操作人员与维护人员节约大量的时间。 在设计过程中考虑到楼层过多等因素，我们将中央空调系统画面与通风机系统进行了分画面显示，同时为了管理者能够及时查看楼宇温湿度信息，我们在主画面上设置了相应的画面切换按钮，当管理者需要进行画面切换时，可以直接通过点击按钮来进行画面切换。 同时对相对湿度进行固定是因为人类最适合生存的相对湿度为 45%PH，在画面中设置了相应的讲解图标，用鼠标点击就可进行查看。 楼宇温湿度管理系统总体设计图分为三块 [3]，分别如下图 222（楼宇温湿度监管系统图）、图 223（中央空调监控系统图）、图 224（通风机监控系统图）。 图 222 楼宇温湿度监管系统图 12 图 223 中央空调监控系统图 图 224 通风机监控系统图 13 楼宇单行道地下停车场设计 常见的地下停车场设计方案 停车场要求占有大量的空间，因此在一些一线城市，楼宇停车场的设计相当重要，它无论是对于开发商利益还是用户的需求都息息相关，如何使地下停车场在建造费用最低，同时又能满足用户的要求，成了现代楼宇在建设时要考虑的问题。 常见的楼宇地下停车场主要是双行道地下停车场，两个车道合在一起的也有相对独立的。 最为常见的是相对独立的， 也就是一 个下行车道在楼宇的一边，别一个在另一边，这样分开设计是从安全角度进行考虑，防止出现碰撞等问题，但是这样设计也带来了车道占用空间过大（二个地下车道），造成本过高，对地下车库管理不方便等问题。 而采用双车道的地下停车场也存在着一些问题，比如设计难度增大，双车道在建造时要求的宽度相当大，会给建造带来相当大的难度，同时双车道使用也不能比较好的提高安全度。 这些条件限制了地下停车场的发展，针对这些问题，在本设计中也做了相应的改变，可以从成本、管理难度、建造时难易 度、安全成度方面进行集中体现 [7]，这样的设计也是基于一些考 察后进行的设计。 楼宇地下停车场设计 本设计中在楼宇地下停车场设计方面我们采用单行 道 地下停车场设计思路，与传统的单行道地下停车场的设计不同之处在于我们采用双向指示管理的方法。 双向指示是指我们设计出的单行道地下车库无论是车辆上行还是下行，车库的入口出口处都能够及时对车道中行驶车辆的状态进行指示，并且能够记录并且显示出车库中剩余的 停车 位的数目， 这样不仅能够使在外面等待停车的人能够及时了解到空余停车位，还能在车位不足时及时改变行驶路线去别的停车场。 同时这个系统还能够使管理员实时了解到车库中一些状态，可 以进行相应的管理，并对一些突发状况做出及时处理。 这个系统无论从建造成本还是安全成度，占用空间面积及建造的难易成度方面都做出了相当大的改进，使单行道地下车库能够更大发挥它的作用 [8]。 楼宇地下停车场的控制部分流程图 楼宇地下停车场的控制部分 采用上行与下行双向同时进行判断，这样设计也是为了使整个系统在运行过程中能够更加接近与现场情况，其楼宇地下停车场的 14 控制部分 流程图，如下图 231 所示。 开 始判 断 是 否 有车 上 行程 序 初 始 化 车 库 记录 显 示判 断 是 否 有车 下 行入 口 出 口 上 行指 示 灯 闪 烁车 库 计 数 器 减 一入 口 出 口 下 行指 示 灯 闪 烁车 库 计 数 器 加 一记 录 数 据 显 示结 束是是否否 图 231 地下停车场的控制部分流程图 楼宇地下停车场监控组态画面设计 在设。