基于PLC的楼宇供配电系统研究

论文总字数：14988字

摘 要

随着人们生活水平的提高，高层智能小区逐渐走进人们的生活，为了满足楼宇节能减排和环境保护的需求，智能化供配电系统正逐渐兴起。本文简述了供配电的发展背景，分析了楼宇供配电的国内外研究现状，选用了PLC作为本设计的控制器，利用MCGS组态软件进行了楼宇供配电的组态设计，最后给出了本设计楼宇供配电的梯形图并用STEP7进行仿真。实验结果表明，该系统能够对供配电主回路以及低压设备进行监测，对照明系统和空调系统进行控制，完成了楼宇供配电控制的全过程。

关键词：楼宇供配电，MCGS ，STEP7，梯形图

Abstract:With the improvement of people"s living standards, the high-rise intelligent community gradually comes into people"s life. In order to meet the needs of building energy saving and environmental protection, intelligent power supply and distribution system is gradually rising. This paper describes the development background of power supply and distribution, analyzes the research status of building power supply and distribution at home and abroad, selects PLC as the controller of this design, and uses MCGS configuration software to design the configuration of building supply and distribution. Finally, it gives the ladder diagram of this design building supply and distribution and simulates it with STEP7. The experimental results show that the system can monitor the main circuit of power supply and distribution and low voltage equipment, control the lighting system and air conditioning system, and complete the whole process of building power supply and distribution control.

Keywords: building power supply and distribution; MCGS; STEP7; ladder diagram.

目 录

1 绪论 3

1.1 课题背景与研究意义 3

1.2 国内外研究现状 3

1.3 论文主要工作 4

1.4 本章总结 4

2 楼宇供配电系统分析与方案选择 5

2.1 楼宇供配电系统 5

2.2 楼宇供配电控制系统方案论述 5

2.2.1 方案一：PLC与继电器-接触器方案比较 5

2.2.2 方案二：PLC与单片机控制方案比较 6

2.3 本章总结 7

3 楼宇供配电控制系统的硬件设计与选型 7

3.1 PLC介绍 7

3.2 PLC的发展及应用 9

3.3 PLC选型 10

3.4 供配电控制系统硬件接线 10

3.5 控制系统的I/O分配 11

3.6 本系统各传感器选型 12

3.7 本章小结 13

4 楼宇供配电控制系统的软件设计 13

4.1供配电控制系统流程图 13

4.2 S7-200 CPU226CN实验仿真 14

4.3 MCGS软件概述 17

4.4 楼宇自控上位机运行图 17

4.6 本章小结 22

结 论 24

5.1 本文总结 24

参 考 文 献 25

致 谢 26

附录A（梯形图） 27

1 绪论

1.1 课题背景与研究意义

随着城市发展的进行，住宅用地越来越少，所以分散建房的方式已经逐渐的变为了集中住宅，而随着信息技术的发展，以及相关的城市建设的不断推进，集中住宅往往将建筑技术以及信息科技结合起来，发展成为了新型的智能小区，而这些智能小区的各个楼宇都会将科技渗透应用其中，高层的小区也逐渐的走进人们的生活，智能化的小区不仅为人们提供非常方便的居住以及舒适的环境，还为人们提供高效安全的生活。

楼宇供配电方面的研究已经具有很久的历史，大约有四十多年的时间，这种楼宇供配电系统的研究是结合了很多种学科的，而且，随着后来的计算机技术的迅速发展，以及半导体技术的飞跃，还有传感器技术的跨越式的发展之后，楼宇供配电方面的研究逐渐开始大踏步的前进，尤其是一些传感器的应用，更是使得这方面的发展更快，而一些传感器能够增加系统的智能性，以及外界的感知性，而楼宇供配电的软件方面的发展，更是使得该系统的柔性大大提升，比如一些特殊的功能就可以选择不同的传感器来进行设计，还有一些智能化的控制器比如PLC的出现，使得楼宇供配电系统的柔性大大增强，人们可以根据不同的功能来设计，未来的发展方向就是更加的智能化的发展。

随着科技的进步，PLC 控制器的产生带来了全新的革命，带来全新的控制方式，使得控制系统的结构与继电器-接触器这种控制系统相比，发生了巨大的变化，控制效果也是非常的强大。随着PLC控制技术的逐渐成熟，使得该控制方式更加简单，而且这种控制技术能够大大提升系统整体的可靠性，所以说，在工业领域上具有极大的发展前景，而且这种控制技术所使用的编程语言也极其简单，这是一种梯形图语言，不仅编写简单，而且技术人员也非常熟悉，而且这种开发方式也与先前技术人员所熟知的继电器-接触器控制方式非常接近，这样技术人员一目了然，PLC的输入输出与传感器的输入输出直接连接即可，抗干扰能力极强，在程序修改的时候，只需要更改PLC的程序便可以更改功能，而无需要更改硬件连接。

1.2 国内外研究现状

在国际上的一些供配电系统的研究，主要面对的是中压部分，或者低压部分的研究，所谓的供配电系统，能够完成智能化信息的采集以及处理，并将计算机技术以及传感器技术应用其中，在上个世纪七八十年的时候，亚洲的日本首先完成了供配电系统的设计，并在一些主要的城市中开始应用，比如日本东京，或者大板，都应用了这种供配电监视网络，而上个世纪的八九十年代的时候，韩国也开始了供配电监控系统的研究，他们主要是在局部的城市进行试验的，后来建立起来了全部的供配电监控网络进行运行，而供配电自动化系统是一种新型的技术，一些欧美工业强国已经开始大规模的应用，而我国在这一方面则非常落后。

最近几年，我国的供配电技术取得了较高的成就，虽然我国的国土结构比较复杂，山区众多，供配电比较困难，而且很多时候都是依靠人力来进行供配电的监视，或者供配电的检修，所以自动化水平非常的低下，这种情况带来的问题就是可靠性不能得到保证，所以为了加强配电网络的发展，进行输电网的强化是非常重要的，在未来的很长的时间里，我国都需要进行供配电监控系统的自动化建设的研究。

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