周雙喜

（阜新高等?？茖W(xué)校，遼寧? 阜新 123000）

[摘要]中國(guó)特色小鎮(zhèn)是國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展項(xiàng)目，培育特色小鎮(zhèn)的主要目的是為了促進(jìn)有條件的鎮(zhèn)更好地發(fā)展，不僅可以帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也可以吸納小鎮(zhèn)周邊一部分農(nóng)村勞動(dòng)力就業(yè)。PLC是一種專門服務(wù)于工業(yè)自動(dòng)化控制的裝置，在工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的智能制造時(shí)代，它能夠勝任各種控制要求和通信要求。隨著智能化技術(shù)的發(fā)展，通過PLC實(shí)現(xiàn)特色鄉(xiāng)鎮(zhèn)家居及公共設(shè)施的智能控制，使特色鄉(xiāng)鎮(zhèn)逐步向智能鄉(xiāng)鎮(zhèn)演變，從而提高小鎮(zhèn)居民生活的自動(dòng)化程度以及居住的舒適性和安全性，智能鄉(xiāng)鎮(zhèn)將成為我們特色鄉(xiāng)鎮(zhèn)發(fā)展的重點(diǎn)方向。

[關(guān)鍵詞]特色鄉(xiāng)鎮(zhèn);智能鄉(xiāng)鎮(zhèn);智能化技術(shù); PLC

[中圖分類號(hào)]S224.2[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

1 引言

中國(guó)特色小鎮(zhèn)是指國(guó)家發(fā)展改革委、財(cái)政部以及住建部決定在全國(guó)范圍開展特色小鎮(zhèn)培育工作，計(jì)劃到2020年，培育1000個(gè)左右各具特色、富有活力的休閑旅游、商貿(mào)物流、現(xiàn)代制造、教育科技、傳統(tǒng)文化、美麗宜居等特色小鎮(zhèn)，引領(lǐng)帶動(dòng)全國(guó)小城鎮(zhèn)建設(shè)。近日，遼寧省特色鄉(xiāng)鎮(zhèn)建設(shè)工作領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室公布了2018年首批20個(gè)省級(jí)特色鄉(xiāng)鎮(zhèn)名單，法庫縣大孤家子特色白酒小鎮(zhèn)，新民市興隆堡鎮(zhèn)康養(yǎng)休旅小鎮(zhèn)等榮登榜單。

智能化技術(shù)在其應(yīng)用中主要體現(xiàn)在計(jì)算機(jī)技術(shù)，精密傳感技術(shù)，GPS定位技術(shù)的綜合應(yīng)用。隨著產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈，產(chǎn)品智能化優(yōu)勢(shì)在實(shí)際操作和應(yīng)用中得到非常好的運(yùn)用，其主要表現(xiàn)在：大大改善操作者作業(yè)環(huán)境，減輕了工作強(qiáng)度;提高了作業(yè)質(zhì)量和工作效率;一些危險(xiǎn)場(chǎng)合或重點(diǎn)施工應(yīng)用得到解決;環(huán)保、節(jié)能;提高了機(jī)器的自動(dòng)化程度及智能化水平;提高了設(shè)備的可靠性，降低了維護(hù)成本;故障診斷實(shí)現(xiàn)了智能化等。

可編程邏輯控制器，即PLC，它是種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)。它采用一種可編程的存儲(chǔ)器，在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，通過數(shù)字式或模擬式的輸入輸出來控制各種類型的機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過程。

隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，智能化技術(shù)的應(yīng)用必然向鄉(xiāng)鎮(zhèn)延伸，從而使特色鄉(xiāng)鎮(zhèn)向智能鄉(xiāng)鎮(zhèn)轉(zhuǎn)變，而PLC就是實(shí)現(xiàn)智能控制的重要手段。在智能鄉(xiāng)鎮(zhèn)，通過PLC可以實(shí)現(xiàn)兩大系統(tǒng)的智能控制，即智能家居系統(tǒng)與智能公共設(shè)施系統(tǒng)。

2在特色鄉(xiāng)鎮(zhèn)，通過PLC實(shí)現(xiàn)家居的智能控制

智能家居，或稱智能住宅 （smart-home），是以建筑物為平臺(tái)，集住宅設(shè)備、家電、網(wǎng)絡(luò)通信和自動(dòng)化為一體，將系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、服務(wù)管理等結(jié)合在一起的安全、高效、舒適、便利、環(huán)保的家居環(huán)境。其利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)，將與家居生活有關(guān)的各種子系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)家居生活的智能化。

智能家居的產(chǎn)品主要包括家用電器的控制系統(tǒng)以及安全防盜系統(tǒng)。家用電器的控制系統(tǒng)包括電燈的控制、空調(diào)的控制、熱水器的控制、智能晾衣架的控制、掃地機(jī)器人的控制等，安全防盜系統(tǒng)包括門禁系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、煤氣檢測(cè)系統(tǒng)、煙霧監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等。

2.1 以臥室燈兩個(gè)位置控制為例說明智能家居家用電器控制

系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1.1 控制要求。運(yùn)用三菱FX3U系列PLC來實(shí)現(xiàn)臥室燈在兩個(gè)位置的點(diǎn)亮與熄滅控制，如圖1，控制要求如下：

（1）A位置開關(guān)：可以控制臥室燈的點(diǎn)亮與熄滅。

（2）B位置開關(guān)：可以控制臥室燈的點(diǎn)亮與熄滅。

2.1.2 I/O分配表。根據(jù)臥室燈點(diǎn)亮與熄滅的控制要求可知：輸入信號(hào)有A位置的開關(guān)SA1、B位置的開關(guān)SA2;輸出信號(hào)是臥室燈HL1。確定他們與PLC中的輸入繼電器和輸出繼電器的對(duì)應(yīng)關(guān)系可得PLC控制系統(tǒng)的I/O分配表，見表1。

2.1.3 硬件接線圖。根據(jù)臥室燈在兩個(gè)位置的點(diǎn)亮與熄滅PLC控制的I/O分配表1可以設(shè)計(jì)出其PLC的外部硬件接線圖如圖2所示。

2.1.4 程序設(shè)計(jì)。根據(jù)I/O分配表1及控制要求分析，設(shè)計(jì)PLC程序，如圖3所示，梯形圖程序如圖a，指令表程序如圖b。如圖3所示，A位置和B位置的兩個(gè)開關(guān)狀態(tài)一致時(shí)，即都為“ON”或都為“OFF”時(shí)，臥室燈點(diǎn)亮;狀態(tài)不一致時(shí)，即一個(gè)為“ON”，另一個(gè)為“OFF”時(shí)，臥室燈熄滅。臥室燈處于熄滅狀態(tài)時(shí)，不管人是在A位置還是B位置，只要撥動(dòng)該處的開關(guān)到另外一個(gè)狀態(tài)，即可以臥室燈點(diǎn)亮。同樣，臥室燈處于點(diǎn)亮狀態(tài)時(shí)， 不管人是在A地還是B地，只要撥動(dòng)該處的開關(guān)到另外一個(gè)狀態(tài)，都可以使臥室燈熄滅。

將PLC程序調(diào)試無誤之后寫入到PLC，就可以實(shí)現(xiàn)臥室燈處于熄滅狀態(tài)時(shí)，不管人是在A位置還是B位置，只要撥動(dòng)該處的開關(guān)到另外一個(gè)狀態(tài)，即可以臥室燈點(diǎn)亮。同樣，臥室燈處于點(diǎn)亮狀態(tài)時(shí)， 不管人是在A地還是B地，只要撥動(dòng)該處的開關(guān)到另外一個(gè)狀態(tài)，都可以使臥室燈熄滅。

2.2 以入戶門密碼鎖控制為例說明智能家居安全防盜系統(tǒng)的

設(shè)計(jì)

2.2.1 控制要求。采用PLC實(shí)現(xiàn)入戶門密碼鎖控制，如圖4，以三位密碼為例，密碼鎖有3個(gè)置數(shù)開關(guān)（即12個(gè)按鈕），分別代表三個(gè)十進(jìn)制數(shù)，如所撥數(shù)據(jù)與密碼鎖設(shè)定值相同，則3s之后開鎖，20s之后重新自動(dòng)上鎖。

2.2.2 I/O分配表。根據(jù)入戶門密碼鎖的控制要求可知：輸入信號(hào)是12個(gè)按鈕，即SB1-SB12;輸出信號(hào)是開鎖裝置。確定他們與PLC中的輸入繼電器和輸出繼電器的對(duì)應(yīng)關(guān)系可得PLC控制系統(tǒng)的I/O分配表，見表2。

2.2.3 硬件接線圖。根據(jù)入戶門密碼鎖PLC控制的I/O分配表2可以設(shè)計(jì)出其PLC的外部硬件接線圖如圖5所示。

2.2.4 程序設(shè)計(jì)。根據(jù)I/O分配表2及控制要求分析，假如設(shè)定密碼是621，設(shè)計(jì)PLC程序，如圖6所示，梯形圖程序如圖a，指令表程序如圖b。如圖6所示，按動(dòng)按鈕SB1-SB12，就會(huì)使輸入繼電器X0-X13處于0或者1的狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)密碼數(shù)據(jù)的輸入，這個(gè)時(shí)候輸入的數(shù)據(jù)是二進(jìn)制說，程序中的H621代表十進(jìn)制數(shù)621。

將PLC程序調(diào)試無誤之后寫入到PLC，就可以實(shí)現(xiàn)入戶門密碼鎖控制，當(dāng)輸入數(shù)據(jù)與設(shè)定密碼相同時(shí)，開鎖，當(dāng)輸入數(shù)據(jù)與設(shè)定密碼不一樣時(shí)，不開鎖。

3 在特色鄉(xiāng)鎮(zhèn)，通過PLC實(shí)現(xiàn)公共設(shè)施的智能

控制

智能公共設(shè)施，包括智能電網(wǎng)、智能交通系統(tǒng)、智能垃圾清理系統(tǒng)、智能水處理系統(tǒng)、智能圖書館、智能停車場(chǎng)等，有序的交通、綠色的樓宇、良好的水處理技術(shù)以及智能化供電系統(tǒng)，能讓特色鄉(xiāng)鎮(zhèn)快速向智能鄉(xiāng)鎮(zhèn)發(fā)展，從而步入可持續(xù)發(fā)展道路。以交通燈控制為例說明智能公共設(shè)施的設(shè)計(jì)。

3.1 控制要求

如圖7，當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕，信號(hào)燈系統(tǒng)開始工作，且先東西綠燈、南北紅燈亮，1min后，東西綠燈閃爍三次，之后東西黃燈亮5s，最后東西紅燈亮，南北綠燈亮，系統(tǒng)如此循環(huán)。當(dāng)按下停止按鈕時(shí)，所有信號(hào)燈全部熄滅。

3.2 I/O分配表

根據(jù)十字路口交通燈的控制要求可知：輸入信號(hào)有系統(tǒng)停止按鈕SB1、系統(tǒng)啟動(dòng)按鈕SB2;輸出信號(hào)是東西綠燈、東西黃燈、東西紅燈、南北紅燈、南北綠燈、南北黃燈。確定他們與PLC中的輸入繼電器和輸出繼電器的對(duì)應(yīng)關(guān)系可得PLC控制系統(tǒng)的I/O分配表，見表3。

3.3 硬件接線圖

根據(jù)十字路口交通燈PLC控制的I/O分配表3可以設(shè)計(jì)出其PLC的外部硬件接線圖如圖8所示。

3.4程序設(shè)計(jì)

根據(jù)I/O分配表3及控制要求分析，設(shè)計(jì)PLC程序，如圖9所示，順序控制功能圖程序如圖a，指令表程序如圖b。如圖9所示，按下起動(dòng)按鈕，系統(tǒng)啟動(dòng)，并按照固定規(guī)律循環(huán)運(yùn)行，按下停止按鈕，所有信號(hào)燈全部熄滅。

將PLC程序調(diào)試無誤之后寫入到PLC，就可以實(shí)現(xiàn)十字路口交通燈的自動(dòng)控制。

智能家居系統(tǒng)和智能公共設(shè)施包含的產(chǎn)品很多，上述實(shí)例不能說明全部系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，但是卻有很大的幫助，如需設(shè)計(jì)全部系統(tǒng)，需要分析控制任務(wù)、選用合適的PLC之后再按照上述思路設(shè)計(jì)即可，對(duì)于煤氣檢測(cè)系統(tǒng)等需要使用傳感器的控制任務(wù)在選擇PLC型號(hào)的時(shí)候要特別注意，否則會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)任務(wù)的失敗。

4結(jié)束語

綜上所述，通過PLC技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)特色鄉(xiāng)鎮(zhèn)家居以及公共設(shè)施的智能控制，但是由于我國(guó)智能鄉(xiāng)鎮(zhèn)實(shí)際發(fā)展較晚，各項(xiàng)建設(shè)內(nèi)容還處于發(fā)展完善階段，在建設(shè)過程中仍舊存在諸多問題，所以當(dāng)前需要針對(duì)問題提出相關(guān)發(fā)展措施，更好地促進(jìn)智能鄉(xiāng)鎮(zhèn)的發(fā)展建設(shè)。隨著科學(xué)技術(shù)和智能化技術(shù)的不斷發(fā)展，手機(jī)已經(jīng)成為人們生活中不可或缺的一部分，未來的智能鄉(xiāng)鎮(zhèn)將會(huì)采用手機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)家居系統(tǒng)的智能控制和遠(yuǎn)程控制，可見，智能技術(shù)在特色鄉(xiāng)鎮(zhèn)中擁有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。

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