文/吳忠偉

在學(xué)校中時常會出現(xiàn)這樣的一種狀況，教室中并沒有學(xué)生在學(xué)習(xí)也沒有老師在講課但是照明燈卻一直亮著，甚至電腦與投影也持續(xù)保持著運行狀態(tài)，這不但對于學(xué)校中的資源是一種浪費，而且對于我國的電力資源也是一種浪費。為了減少這種情況的發(fā)生，我們引進了基于WINCC的校園教室節(jié)能控制系統(tǒng)，它可以實現(xiàn)在閑時自動斷電等功能。這樣既可以節(jié)約能源同時也可以增加相應(yīng)用電器的使用年限。

1 硬件結(jié)構(gòu)

1.1 總體方案

基于WINCC的校園教室節(jié)能控制系統(tǒng)的設(shè)計主要以工業(yè)控制技術(shù)為主，其間又插入了一些相關(guān)的數(shù)據(jù)庫以及相應(yīng)的軟件控制。首先，我們需要將我們的日常教室安排以及課表等相應(yīng)數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)上傳至WINCC監(jiān)控中的數(shù)據(jù)庫中，以方便校園節(jié)能控制系統(tǒng)對于供電時間的安排。其次，校園教室節(jié)能控制系統(tǒng)是由總線連接兩側(cè)相應(yīng)的教室，并在兩側(cè)設(shè)有相應(yīng)的可人工操作的照明配電箱等設(shè)備，與此同時，還在兩側(cè)的設(shè)備中設(shè)有相應(yīng)的以太網(wǎng)接口，方便網(wǎng)絡(luò)以及其他系統(tǒng)的接入。校園教室節(jié)能控制系統(tǒng)采取了集中控制與分散控制相結(jié)合的控制模式，在學(xué)校所設(shè)立的操作站中的工作人員可以通過系統(tǒng)對于全校的燈光、電腦以及其他相應(yīng)用電設(shè)施進行管理，并且若是由于校園節(jié)能控制系統(tǒng)發(fā)生了問題而導(dǎo)致工作人員在操作站中無法控制，可以通過在各個教室中所設(shè)立的配套的照明控制箱中的開關(guān)對于教室的用電設(shè)施進行管理。這樣的設(shè)計既在方便了我們對于教室用電控制的同時也減少了由于意外狀況而導(dǎo)致問題的發(fā)生率，同時這也對系統(tǒng)的容錯率進行了相應(yīng)的提高。此外，若是發(fā)生日常的教室安排需要進行臨時調(diào)整等問題，也可以通過在操作站中的值班人員對于校園教室節(jié)能系統(tǒng)進行相應(yīng)的調(diào)整，以保證教室正常的使用。

1.2 安裝說明

在進行教室節(jié)能控制系統(tǒng)的相關(guān)安裝時，不需要對于其原先的電路設(shè)計進行極大的改動，只需要對于其原先的配電箱中預(yù)留兩個用于相互連接的通線孔即可，其次我們還需要在操作站與各個教室之間通過總線將所有教室的照明控制箱進行連接，方便在操作站中系統(tǒng)對于各個教室的控制，之后我們需要通過PLC控制系統(tǒng)將各個教室中的照明配電箱與操作站中的WINCC監(jiān)控設(shè)備進行相應(yīng)的連接。我們之所以對這些控制系統(tǒng)進行具體的安裝說明，就是為了減輕使用者在使用安裝系統(tǒng)時所出現(xiàn)的一些問題，大大方便了他們的日常工作。加強各個教室之間的控制聯(lián)系，也是為了使得我們可以對設(shè)備有一個更好的掌握，可以及時操控好設(shè)備。

2 軟件設(shè)計

對于校園教室節(jié)能控制系統(tǒng)中主要控制教室中各種電器的使用的PLC控制程序，它主要是依據(jù)與我們上傳至數(shù)據(jù)庫中的課表以及相關(guān)教室的使用情況進行控制教室電源的連通與斷開。首先在我們的系統(tǒng)的設(shè)計中，通過相應(yīng)的教室安排以及課表安排，教室節(jié)能控制系統(tǒng)需要對于需要的教室提前十分鐘進行供電，以保證老師們對于電腦的以及投影等相應(yīng)的準(zhǔn)備工作可以順利進行。再者若是一個教室在相隔不遠的兩個時間段內(nèi)被連續(xù)使用，那么教室節(jié)能系統(tǒng)對于該教室不需要進行斷電處理。為了保證教室內(nèi)投影設(shè)備的散熱，以及電腦的使用壽命，所以若是教室的使用時間段相隔不遠將不進行斷電操作，以免由于頻繁的重啟對于電腦以及其他電子儀器造成一定損傷。這種軟件設(shè)計理念處于學(xué)校和學(xué)生的基本需求，在我們后期的實行過程中這種軟件設(shè)計所存在的獨特性也將會成為一種時尚。更加符合學(xué)生和老師的根本需求，使得校園電能可以得到有效使用。避免在校園運行過程中出現(xiàn)的過度浪費現(xiàn)象。

3 基于WINCC的校園教室節(jié)能控制系統(tǒng)對于學(xué)校的益處

3.1 改善同學(xué)們的學(xué)習(xí)環(huán)境、提高學(xué)習(xí)效率

隨著科技的進步，自動化、智能家居等多種名詞也開始逐漸的出現(xiàn)在我們的生活當(dāng)中，作為對于對于我們現(xiàn)在最為重要的學(xué)習(xí)，自然教室也加裝了基于WINCC的自動化的節(jié)能控制系統(tǒng)。這類自動化的校園教室節(jié)能控制系統(tǒng)對于我們來講不僅僅是減少了電力資源的消耗，而且也極大地程度上幫助了我們的學(xué)習(xí)。首先基于WINCC的校園教室節(jié)能控制系統(tǒng)可以根據(jù)教室中的亮度自行的調(diào)節(jié)燈光的亮度，這樣可以使我們的教室保持一種適宜的學(xué)習(xí)環(huán)境，同時校園教室節(jié)能系統(tǒng)還可以根據(jù)我們所需要的燈光對于電路的溫度以及電壓、電流等進行調(diào)節(jié)，這在一方面減少了能量資源的損耗，一方面也保證了線路的安全狀況。與此同時，在現(xiàn)代的教學(xué)中，老師們大都采取使用現(xiàn)代化教學(xué)的方式，為了使同學(xué)們可以更加清晰的看到投影上所投射的畫面，老師可以通過使用教室中所安裝的校園教室節(jié)能系統(tǒng)的配電設(shè)備對于需要的燈光進行關(guān)閉或是調(diào)暗。

3.2 實現(xiàn)多種照明模式

基于WINCC的校園教室節(jié)能控制系統(tǒng)除了可以改善我們的學(xué)習(xí)環(huán)境并且使我們提高相應(yīng)的學(xué)習(xí)效率，還可以使我們的教室出現(xiàn)多種不同的照明效果以方便在不同的場合中使用。在我們的日常學(xué)習(xí)中時常需要不同的光暗環(huán)境以保證各種不同的學(xué)習(xí)環(huán)境的需要。例如在進行舞臺劇等類型的活動時，時常需要我們對于燈光進行不同的亮度的調(diào)整，而這就可以通過設(shè)置在教室中的配電設(shè)備進行調(diào)節(jié)。而在傳統(tǒng)的人工控制中，只能對于燈光的開關(guān)進行相應(yīng)的控制，而并不能控制燈光的亮度以及相應(yīng)的柔和度，但這對于新型的校園教室節(jié)能控制系統(tǒng)是極為輕松的。多種照明模式可以使得不同場合試用于不同的照明模式，更加方便我們節(jié)約電力資源工作的有效開展。通過智能化電力開關(guān)控制，大大使得學(xué)校電力資源浪費方面得到有效抑制。這種用電模式相信在不久之后將會被廣大校園所接受。

3.3 提高相應(yīng)的管理水平，降低人力資源的浪費

在傳統(tǒng)的人工控制中，需要工作人員對于教室中的各種用電器的使用定期的進行監(jiān)督，并在其閑時將其關(guān)閉。而若是對于教室中的用電器需要使用，則需要提前的告知相應(yīng)的工作人員，方便工作人員提前開通教室相應(yīng)的供電設(shè)備。對于現(xiàn)在的新型的校園教室節(jié)能控制系統(tǒng)則不需要這么繁瑣，只需要我們將需要使用教室的時間安排上傳至校園教室節(jié)能控制系統(tǒng)的操作站即可在使用前自動的對于教室進行供電，以保證我們可以正常的使用教室。這樣不但提高了我們對于學(xué)校供電的管理水平，同時也減少了對于人力資源的利用。傳統(tǒng)的管理模式我們需要專門的工作人員對于教室中的供電以及斷電進行管理，而現(xiàn)在我們只需要一個監(jiān)督校園教室節(jié)能控制系統(tǒng)正常運行的管理員即可。

4 小結(jié)

為了加強校園學(xué)生們的節(jié)約用電意識，使得他們能夠真正意義上意識到在校園在提倡節(jié)約電力能源的重要性。我們基于WINCC的校園教室節(jié)能控制系統(tǒng)研究這一話題展開了一個深刻的探討。相信在不久以后的校園建設(shè)過程中，我們會不斷向?qū)W生推行一些有關(guān)于提升節(jié)約電能意識的工作。節(jié)約用電，人人有責(zé)，文明校園，從我做起。身為一名合格的學(xué)生，要謹(jǐn)記國家所推行的節(jié)約資源，及時認(rèn)識到國家目前電力資源嚴(yán)重缺乏的現(xiàn)狀。節(jié)約用電的同時，要勇于開發(fā)一些新的資源來開發(fā)出新的電力能源。學(xué)生是一個思維能力極強的主體，他們中的一部分未來會從事一些國家能源單位的工作，并且將會為國家目前的電力資源發(fā)展不利現(xiàn)狀做出一些新的改革。讓我們一起拭目以待吧，未來的社會將會更加美好。