梁源

摘 要 隨著社會的發(fā)展，對于照明自動控制的要求逐漸朝著節(jié)能目標前進。就當前的學校而言，開展合理的照明自動控制系統(tǒng)設(shè)計，就可以幫助學校達到節(jié)約照明用電，實現(xiàn)節(jié)能降耗的目的，滿足照明自動控制系統(tǒng)設(shè)計的要求。所以，希望通過本文的探究，能夠?qū)φ彰髯詣涌刂葡到y(tǒng)的設(shè)計有一個全面的了解，同時也能夠更進一步的認識節(jié)能降耗的意義。

【關(guān)鍵詞】照明 自動控制 節(jié)能 設(shè)計

隨著社會對于節(jié)能減排的廣泛關(guān)注，尤其是在現(xiàn)階段電能短缺對經(jīng)濟發(fā)展以及人民生活造成影響的時刻，在很多學校，依賴人工管理的方式，很容易造成電能的浪費以及經(jīng)濟的損失。所以，通過照明自動控制系統(tǒng)的合理設(shè)計，不但可以節(jié)約經(jīng)濟，還可以達到節(jié)能降耗的目標。

1 節(jié)能潛力分析

就節(jié)能潛力而言，擁有怎樣的節(jié)能潛力會直接影響到自動控制系統(tǒng)設(shè)計是否值得，當自動控制設(shè)計能夠達到一定程度的資源節(jié)約，那么自動控制就非常的必要。我們以某個學校教室的照明設(shè)計國家節(jié)能標準來計算，教室照明功率的密度為10W/m2，每一天正常用電15h，一個教室標準面積為96m2，每一個教學年度按照270天來計算，假設(shè)一個學校有200間教室，節(jié)電按照平均30%來計算，那么一年所節(jié)約的電費在12-20萬元。所以，研究教室節(jié)能照明自動控制系統(tǒng)，不但可以滿足學?；镜恼彰餍枨螅瑫r也可以實現(xiàn)對照明的節(jié)能自動化控制，在節(jié)能降耗的基礎(chǔ)上，能夠延長燈具使用的基本壽命，進而降低運行的費用，最終成為建筑節(jié)能不可或缺的一部分。

2 教室自動控制系統(tǒng)設(shè)計的方案

在對教室自動控制系統(tǒng)進行設(shè)計的時候，首先我們需要了解系統(tǒng)控制的整體結(jié)構(gòu)，能夠?qū)ζ溆幸粋€清晰的分析與認識。然后，分析不同時間段的控制策略，這樣才能夠設(shè)計出完美的方案，實現(xiàn)教室自動控制系統(tǒng)的設(shè)計。

2.1 系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)

基于“上位機-PLC-現(xiàn)場節(jié)點”的結(jié)構(gòu)，按照“分布執(zhí)行，集中管理”的方式來控制系統(tǒng)的各個設(shè)備，其控制系統(tǒng)見圖1所示。本系統(tǒng)選擇的下位機為西門子S7-200型PLC，在工作人員登錄系統(tǒng)之后，就可以在其中設(shè)定特定的教室課表，然后發(fā)送到PLC中進行保存，并且在上位機中保存。在PLC接受課表數(shù)據(jù)之后，就會按照上課的時間段來對教室內(nèi)的照明燈具開關(guān)加以安排，最終達到照明自動控制的要求，這樣可以有效避免浪費的出現(xiàn)。工作人員按照上位機軟件，也可以對教室的特定課表進行隨時的更改，也可以直接利用遠程控制在對燈具開關(guān)加以控制，使得控制靈活快捷。在上位機軟件能夠監(jiān)控特定教室燈具使用的情況下，也包含了實時的開關(guān)狀態(tài)與使用時間等，數(shù)據(jù)能夠保存在上位機之中。

2.2 控制系統(tǒng)的主要控制策略

本控制系統(tǒng)是基于時間控制的策略，并且按照教室的實際工作時間來進行調(diào)整。

（1）正常工作日，在周一到周五，嚴格按照課表的時間來進行燈具的開關(guān)控制。

（2）在休息時間，控制系統(tǒng)白天不開燈，在教室內(nèi)按照現(xiàn)場的實際需求實施人工開燈。在晚上開啟三分之一燈具，22點之后，檢查開關(guān)并且關(guān)閉所有的燈具。

（3）寒暑假，控制系統(tǒng)不會開啟所有的燈具。

3 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計

按照某教學樓具體情況的分析，對于教室之內(nèi)所使用的燈具選擇同一布局的方式。燈具選擇36W日光燈，中等規(guī)模教室有9根日光燈。在教室內(nèi)部按照每一排三個燈具一組，前中后三排的模式，教室里面的開關(guān)一次性的控制一排三個燈具。所以，基于這一特點，就實施了前中后位置的一、二、三號燈具的位置劃分[2]。

4 控制系統(tǒng)上位機軟件設(shè)計

上位機軟件在本控制系統(tǒng)最上層運行，屬于控制系統(tǒng)的核心，也是整體系統(tǒng)的監(jiān)控平臺，可以滿足PLC控制、燈具運行監(jiān)控、現(xiàn)場燈具直接控制以及燈具運行時間統(tǒng)計等多種功能。這一控制系統(tǒng)上位機軟件選擇C#語言進行編寫，再利用.Net技術(shù)提供豐富資源，就可以滿足上位機的各項功能要求。

這一控制系統(tǒng)的控制是基于時間作為依據(jù)，同時，基于教室內(nèi)部時間使用的特殊要求，在設(shè)計之中提出了基于課表控制教室燈具的方法?；谶@一基本思想，按照課表的時間數(shù)據(jù)，當系統(tǒng)判斷為上課時間，就會控制燈具進行工作，但是出于下課時間，在預留一定時間之后，就會直接關(guān)閉燈具。

4.1 人機交互界面設(shè)計

在人機交互界面設(shè)計之中，用戶可以直觀方便的輸入課表數(shù)據(jù)，也可以直接對現(xiàn)場的燈具進行開關(guān)的控制。

4.2 現(xiàn)場照明燈具監(jiān)控

上位機本身作為控制系統(tǒng)的監(jiān)控平臺，就可以對現(xiàn)場燈具的使用狀態(tài)進行監(jiān)測，這樣也可以讓工作人員在平臺上及時的了解現(xiàn)場燈具的工作時間以及開關(guān)狀態(tài)。當燈具的工作時間超出了壽命，系統(tǒng)就會提出警報，并且提示工作人員及時的更換。

想要滿足監(jiān)控燈具狀態(tài)的功能要求，還需要上位機對PLC線圈的開關(guān)狀態(tài)加以查詢。可以通過Modbus協(xié)議的第1號功能，這一功能能夠直接讀取PLC數(shù)字量輸出口開關(guān)的實際狀態(tài)，發(fā)送欲讀取的輸出線圈地址以及線圈的數(shù)量，在PLC成功接收了數(shù)據(jù)之后，就會直接返回到對應的線圈。

5 結(jié)語

總而言之，本文主要是對照明電路的實施控制進行分析，希望可以解決傳統(tǒng)教室內(nèi)部不需要照明情況下照明燈亮造成資源浪費的問題，這樣也可以避免原本繁瑣的人工控制方式，不但裝置簡單，而且操作非常的方便，在當前社會中，是非常不錯的選擇。

參考文獻

[1]陳維仁.淺談建筑電氣照明節(jié)能設(shè)計[J].江西建材，2017（22）：193-194.

[2]姜震.電氣自動化中的節(jié)能設(shè)計技術(shù)[J].技術(shù)與市場，2017（11）：151.

[3]徐安高.建筑電氣照明中的節(jié)能方式與設(shè)計要點研究[J].建材與裝飾，2017（44）：99-100.

作者單位

山東省巨野縣第一中學 山東省巨野縣 274000