内容发布更新时间 : 2024/10/18 2:32:45星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
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照明自动控制系统设计
作者：梁源
来源：《电子技术与软件工程》2018年第02期
摘 要 随着社会的发展，对于照明自动控制的要求逐渐朝着节能目标前进。就当前的学校而言，开展合理的照明自动控制系统设计，就可以帮助学校达到节约照明用电，实现节能降耗的目的，满足照明自动控制系统设计的要求。所以，希望通过本文的探究，能够对照明自动控制系统的设计有一个全面的了解，同时也能够更进一步的认识节能降耗的意义。 【关键词】照明 自动控制 节能 设计
随着社会对于节能减排的广泛关注，尤其是在现阶段电能短缺对经济发展以及人民生活造成影响的时刻，在很多学校，依赖人工管理的方式，很容易造成电能的浪费以及经济的损失。所以，通过照明自动控制系统的合理设计，不但可以节约经济，还可以达到节能降耗的目标。 1 节能潜力分析
就节能潜力而言，拥有怎样的节能潜力会直接影响到自动控制系统设计是否值得，当自动控制设计能够达到一定程度的资源节约，那么自动控制就非常的必要。我们以某个学校教室的照明设计国家节能标准来计算，教室照明功率的密度为10W/m2，每一天正常用电15h，一个教室标准面积为96m2，每一个教学年度按照270天来计算，假设一个学校有200间教室，节电按照平均30%来计算，那么一年所节约的电费在12-20万元。所以，研究教室节能照明自动控制系统，不但可以满足学校基本的照明需求，同时也可以实现对照明的节能自动化控制，在节能降耗的基础上，能够延长灯具使用的基本寿命，进而降低运行的费用，最终成为建筑节能不可或缺的一部分。
2 教室自动控制系统设计的方案
在对教室自动控制系统进行设计的时候，首先我们需要了解系统控制的整体结构，能够对其有一个清晰的分析与认识。然后，分析不同时间段的控制策略，这样才能够设计出完美的方案，实现教室自动控制系统的设计。 2.1 系统控制结构
基于“上位机-PLC-现场节点”的结构，按照“分布执行，集中管理”的方式来控制系统的各个设备，其控制系统见图1所示。本系统选择的下位机为西门子S7-200型PLC，在工作人员登录系统之后，就可以在其中设定特定的教室课表，然后发送到PLC中进行保存，并且在上位机中保存。在PLC接受课表数据之后，就会按照上课的时间段来对教室内的照明灯具开关加以安排，最终达到照明自动控制的要求，这样可以有效避免浪费的出现。工作人员按照上位机软件，也可以对教室的特定课表进行随时的更改，也可以直接利用远程控制在对灯具开关加
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以控制，使得控制灵活快捷。在上位机软件能够监控特定教室灯具使用的情况下，也包含了实时的开关状态与使用时间等，数据能够保存在上位机之中。 2.2 控制系统的主要控制策略
本控制系统是基于时间控制的策略，并且按照教室的实际工作时间来进行调整。 （1）正常工作日，在周一到周五，严格按照课表的时间来进行灯具的开关控制。 （2）在休息时间，控制系统白天不开灯，在教室内按照现场的实际需求实施人工开灯。在晚上开启三分之一灯具，22点之后，检查开关并且关闭所有的灯具。 （3）寒暑假，控制系统不会开启所有的灯具。 3 控制系统硬件设计
按照某教学楼具体情况的分析，对于教室之内所使用的灯具选择同一布局的方式。灯具选择36W日光灯，中等规模教室有9根日光灯。在教室内部按照每一排三个灯具一组，前中后三排的模式，教室里面的开关一次性的控制一排三个灯具。所以，基于这一特点，就实施了前中后位置的一、二、三号灯具的位置划分[2]。 4 控制系统上位机软件设计
上位机软件在本控制系统最上层运行，属于控制系统的核心，也是整体系统的监控平台，可以满足PLC控制、灯具运行监控、现场灯具直接控制以及灯具运行时间统计等多种功能。这一控制系统上位机软件选择C#语言进行编写，再利用.Net技术提供丰富资源，就可以满足上位机的各项功能要求。
这一控制系统的控制是基于时间作为依据，同时，基于教室内部时间使用的特殊要求，在设计之中提出了基于课表控制教室灯具的方法。基于这一基本思想，按照课表的时间数据，当系统判断为上课时间，就会控制灯具进行工作，但是出于下课时间，在预留一定时间之后，就会直接关闭灯具。 4.1 人机交互界面设计
在人机交互界面设计之中，用户可以直观方便的输入课表数据，也可以直接对现场的灯具进行开关的控制。 4.2 现场照明灯具监控
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上位机本身作为控制系统的监控平台，就可以对现场灯具的使用状态进行监测，这样也可以让工作人员在平台上及时的了解现场灯具的工作时间以及开关状态。当灯具的工作时间超出了寿命，系统就会提出警报，并且提示工作人员及时的更换。
想要满足监控灯具状态的功能要求，还需要上位机对PLC线圈的开关状态加以查询。可以通过Modbus协议的第1号功能，这一功能能够直接读取PLC数字量输出口开关的实际状态，发送欲读取的输出线圈地址以及线圈的数量，在PLC成功接收了数据之后，就会直接返回到对应的线圈。 5 结语
总而言之，本文主要是对照明电路的实施控制进行分析，希望可以解决传统教室内部不需要照明情况下照明灯亮造成资源浪费的问题，这样也可以避免原本繁琐的人工控制方式，不但装置简单，而且操作非常的方便，在当前社会中，是非常不错的选择。 参考文献
[1]陈维仁.浅谈建筑电气照明节能设计[J].江西建材，2017（22）：193-194. [2]姜震.电气自动化中的节能设计技术[J].技术与市场，2017（11）：151.
[3]徐安高.建筑电气照明中的节能方式与设计要点研究[J].建材与装饰，2017（44）：99-100.
作者单位
山东省巨野县第一中学 山东省巨野县 274000