摘要:基于PLC 控制的學校路燈控制系統在燈具節能上把握了節能的新方向,采用分時分段控制,克服了隔燈點亮的光照不均勻、燈具壽命縮短、不能點亮燈和電能的浪費等問題。該系統采用三菱FX2N-32MRPLC 可編程控制器作為主控單元,三菱F940GOT 觸摸屏作為控制系統操作和顯示終端的作用進行結合應用。具有運行可靠、可操作性強、可連續擴展、節能效果明顯、成本和維護費用低等優點,可通過PLC 編程來改變控制方案,適用于有不同時差的地區,是路燈節能的發展趨勢。
1 引言
目前,能源節約和環保問題倍受人們關注。飛速發展的經濟對能源的要求相當迫切,中國面臨能源問題也更為突出,我們學校也隨之重視起來。隨著我們新校區的落成,規模不斷壯大,更要科學合理的制定路燈控制方案,顯得越來越重要。
研究校園路燈控制技術的目的: 路燈照明時刻要合理和可靠,使其自動化,智能化,可靠地保證路燈在合理的時刻亮燈。亮燈的時刻不僅要根據光線的亮度、實際車流量和人流量設計具體路段的路燈控制方案,還要根據具體流量統計,及時進行方案的調整及優化。
本課題《校園路燈的PLC 控制系統設計》由三菱FX2N-32MRPLC可編程控制器作為主控單元和三菱F940GOT 觸摸屏作為控制系統操作進行相結合構成。采用光電傳感器對照度進行檢測。當照度低于一定值時,控制路燈開啟;當照度高于一定值時,控制路燈關閉。控制時間段的合理化,行人的安全性和人車流量,路燈的壽命等等進行設計。
2 學校路燈的主要問題
2.1 校園路燈現在采用控制方法以分散時控方式為主,即在路燈配電箱中安裝定時器,按預定的時間自行開/關燈;而有些路段燈開關通常是人工手動控制方法。現行的方法既不能及時調整開/關燈的時間,更無法及時反映照明設施的運行情況,并且故障率高、維修困難。
2.2 開關燈的地區不合理,有些地方到了晚上根本就不需要照明了,路燈還依然亮著,有些地方需要照明的,偏偏就不亮。
2.3 開關時間控制隨意,過早就浪費電能,過遲就影響行車行人。
2.4 路燈的基本上是同一時間打開,影響電網的穩定。
2.5 控制方式簡單,浪費資源,系統對電能的消耗過大:燈具燒壞頻繁,維護不方便。
3 路燈的控制設計
3.1 光電傳感器檢驗電路
為了讓路燈能在白天自動關閉和晚上自動開啟,需有一個亮度檢測裝置。如圖1 為路燈的亮度檢測電路。如圖1,亮度檢測電路是由四個電阻構成一個電橋,Re 光敏電阻,KM 為繼電器,電源電壓為12V.檢驗靈敏度由R2/R3 決定,R2=R3 時靈敏度最高,即為電橋的最高靈敏度。
圖1 亮度檢測電路
當有光照在光敏電阻Re 上時,Re 的電阻值為100KΩ,R1=50mΩ,R2=R3=1.2 mΩ。當光線較強時,Uab≈5V,繼電器KM 動作,路燈斷電停止工作。當光線較暗時,a、b 之間的電壓為0V,繼電器KM 不會動作,路燈開始工作,點亮。
3.2 控制要求
根據我校具體的情況,可以將學校路燈分為16 段:A1、A2、A3、A4、B1、B2、B3、B4、C1、C2、D1、D2、E1、E2、F、Z 段。主路段大道分為四段:A1、A2、A3、A4;生步行上下課路段:B1、B2、B3、B4;宿舍區路段:C1、C2 ;山區路段:D1、D2;文化長廊路段:E1、E2;學校廣場:F;其他:G;路燈的控制路段根據各區域不同和季節的變化進行更改,以下是控制要求:相對應的區域時間輸出如圖2。
圖2 相對應時間段路燈的輸出
3.3 控制電路設計
控制方式分為手動(機械)和自、手動(PLC)三種方式,可以隨意切換,操作靈活方便。下面圖是控制電路連接圖3。
圖3 控制電路連接圖
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