基于PLC的校園照明控制系統的設計

袁玉波 李樺芃

摘要：能源問題一直是制約社會發展的重大問題，各大專院校響應國家號召順應時代發展，正紛紛開展節約型校園的建設，而對校園照明實施有效監控是最有效的途徑之一。目前，大多數校園照明系統仍然使用人工控制，其缺點是控制復雜、修理困難、容易發生誤動作。針對這種情況，本設計使用西門子S7-200PLC代替傳統的人工控制校園照明系統。采用了PLC智能控制，系統穩定可靠，完全滿足學校的照明要求，校園照明系統主要有道路控制輸出信號、景觀燈輸出信號、公共綠地輸出信號，根據PLC控制原理對其進行I/0分配和繪制照明系統流程圖及編寫校園照明智能控制系統梯形圖控制程序。最后經過模擬仿真運行，能夠實現當設備發生故障或出現某些不正常運行情況時，由自動控制變換人工控制，在排除故障后再次實現自動控制滿足照明智能控制系統的要求。

關鍵詞：照明系統;西門子S7-200;輸出信號;智能控制

1引言

能源問題一直是制約社會發展的重大問題，特別是二十一世紀，降低能耗要求更是一個國家長期發展的重中之重。我國節能法第四條規定：“節約資源是我國的基本國策。國家實施節約與開發并舉、把節約放在首位的能源發展戰略”。國家規劃明確提出節約資源的基本國策，要求加快建設資源節約型、環境友好型社會。在此基礎上各大專院校順應時代發展，正紛紛開展“節約型校園”的建設。在眾多能源問題中，電能緊缺是束縛人們生活與經濟發展的重要問題之一。

2主要內容

本文以某大學新校區為研究背景，針對學校現有的照明系統的耗能高，管理不便，操作強度大的問題，采用S7-200控制器控制照明系統，根據校園照明系統的工作特點，采用PLC實現對照明系統的控制，總體設計主要包括硬件線路的設計和軟件的設計。硬件線路設計主要包括線路圖設計和排線布線設計。軟件設計根據控制的要求，對事道路、宿舍、公共綠地、景觀燈等進行I/0分配，同時編制了系統梯形圖控制程序，最后進行仿真與調試，達到校園照明系統的要求。

3校園照明控制系統設計方案

3.1自習室的設計方案

自習室是學生學習的主要場所，對燈光的要求應該很高，必須提供足夠的亮度，以保護學生的眼睛和給學生們營造一個明亮的學習環境。這里根據自習室的大小，在自習室的不同地方分別裝上照度傳感器和雙鑒傳感器，通過它們感知外界環境變化，來控制室內燈光的變化。進而實現自習室的燈光智能控制。

3.2辦公室的設計方案

在辦公室的設計方案中，也要重點考慮光線是否充足。現代的人們由于工作壓力大，對外界環境的變化很敏感，不好的環境會影響人們的心情，進而影響正常的工作，在對辦公室的燈光控制中，我們要營造一個有藝術氛圍的環境，用燈光來改變人們的心情，因此，智能化的燈光控制是必須的。它不僅能節約能源，還能提高人們的工作效率，實現金錢和好心情的雙豐收。

3.3閱覽室的設計方案

閱覽室也是圖書館人流量比較大的地方，對于光亮度的要求同樣很高。但是此區域的人員比較集中，我們可以重點控制人員集中的地方，給這些地方營造一個良好的看書環境。在人員集中的地方我們安裝照度傳感器和雙鑒傳感器，用它們來感知外界光線的變化，然后再通過PLC的控制，實現燈光的智能控制。

3.4公共區域的設計方案

對于這些區域，燈光控制要求不是太高，像衛生間、走廊、樓梯等，在有人的時候燈亮一段時間，沒人后燈自動滅掉。對于燈光的亮度也要求不高，一般的設計都可以達到標準，這里不再贅述。

4照明控制系統的主要組成部分

一般智能照明控制系統都為數字式照明管理系統，它由系統單元，輸入單元和輸出單元三部分組成。除電源設備外，每一單元設置唯一的單元地址，并用軟件設定其功能。如圖4.1所示。

4.2照明系統設計的程序流程

程序首先對時間進行冬春、夏秋時制判別，然后判別各個時段從而進行輸出。本設計輸出為繼電器形式輸出即高低電平的輸出。通過程序判斷輸出高低電平，控制照明燈具。校園照明控制程序流程圖如圖4.2所示。

4.3季節自動選擇程序

為了最大限度地節能，不同季節亮燈的時間有所不同，季節選擇程序主要是為夏、秋季和冬、春季節的不同時段控制而設置的。PLC有日期設定與識別功能，利用它可以完成季節的轉換控制，實現不同季節的不同時段控制方案。程序中的M100是控制季節程序轉換的信號，當M100使能時程序進入冬、春季控制，反之，程序為夏、秋時制控制方式。需要說明的是，該程序是根據校園所在地區的情況設計的，夏、秋時制的時間定為每年的5月1日0點至10月30日的24點，不同地區應適當調整。該程序是按2012年投入運行而編制的，在今后的運行中，每年必須對日期的設定調試一次，以保證運行無誤。季節控制程序如圖4.1所示。

5結語

本設計以PLC為核心，通過對照明控制系統的詳細分析，完成了控制系統的硬件和軟件設計，實現了“集中手動、自動復歸、重復動作”的電氣控制。其中主要包括斷路器、中間繼電器、接觸器型號的選取，I/O地址分配，程序流程圖的繪制，PLC程序編寫及電氣原理圖的繪制。并利用S7-200仿真軟件對程序進行了調試與仿真，將PLC控制和照明控制系統進行了很好的連接。本文根據高校的實際需求，結合計算機技術、無線通信技術、數據庫技術及技術，設計了一套校園照明系統，推進學校“節約型校園”建設。

參考文獻

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