基于PLC的簡易照明防護系統的設計

鄧金鳳，盧榮敏（茂名技師學院，廣東茂名，525000）

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基于PLC的簡易照明防護系統的設計

鄧金鳳，盧榮敏
（茂名技師學院，廣東茂名，525000）

摘要：本文提出了基于三菱PLC控制部件為核心的簡易節能照明及防護報警系統方案，對系統控制進行了分析，并說明了實現的功能和軟、硬件設計。實際運行表明，本系統簡單可靠、功能性強，性能好，為人們的日常工作帶來便利，起到了一定的防護作用。

關鍵詞：PLC；節能照明；紅外傳感器；防護報警

0 前言

龍荔農場是一個小型農場，養殖有較多的雞、牛等動物。由于該農場處于比較偏僻的半山腰上，而且動物養殖場離人住處有一段距離，為了夜晚照明以及做好夜晚相關的防護工作，這就需要在動物養殖場處進行夜晚防護和節能照明的控制。市面上基于單片機的防護系統雖然集成度高，功能全，但結構復雜，價格高，維護比較麻煩，抗干擾性和可靠性較差，而且缺少照明節能控制。由于PLC抗干擾、可靠性好，使用維護簡單，本文根據農場實際情況，采用PLC實現簡易實用的節能照明及防護報警控制。

1 系統構成

1.1 系統控制要求

動物養殖場的照明燈需要在夜晚開啟，以方便人員半夜查看動物養殖處的情況，白天照明燈關閉，而且夜晚有動物或人員非法入侵動物養殖場時，能進行報警提醒，不需要時可手動關閉防護系統。系統的控制要求如下：

（1）節能照明控制：早上7：00關閉，晚上19：00開啟；

（2）防護系統控制：早上7：00防護系統關閉，晚上19：00防護系統開啟；非法入侵時：報警燈閃爍、蜂鳴器響；不需要時：可手動關閉防護系統；

（3）按復位鍵，報警停止，恢復正常。

1.2 系統總體設計框圖

根據系統的控制要求，系統主要由四部分組成：（1）PLC：驅動照明電路和防護電路工作；（2）紅外傳感器及處理電路：檢測非法入侵信號并轉換為PLC的輸入信號；（3）復位電路：使系統恢復正常工作狀態；（4）照明及防護電路：實現智能照明及報警防護工作。系統總體設計框圖如下：

1.3 系統工作原理

本系統利用了PLC的程序編寫實現對照明電路的節能自動控制，同時結合熱釋紅外傳感器實現夜晚自動值守防護。將照明燈安裝在所需地點，同時將傳感器放置于檢測區域，在該系統開始工作后，照明電路按照程序的設定實現定時開啟和關閉，報警系統開啟后，報警信號指示燈亮，熱釋電紅傳感器將檢測到人體或較大動物的紅外信號轉換成電壓信號，經處理電路整形處理為開關信號送入PLC，PLC經過運算處理，輸出一個驅動電壓給相應的電路，從而驅動防護電路執行相關動作，使得報警燈閃爍和揚聲器發出聲音，提醒人員進行查看。防護電路執行后，按下復位按鈕，系統恢復正常工作。在不需要防護系統工作時，可手動關閉，報警信號指示燈亮熄滅，即使傳感器檢測到信號時，防護電路不執行。

圖1 系統控制框圖

2 系統配置說明

2.1 紅外傳感器

本系統選用的是人體紅外感應模塊HC-SR501，HR-SR501是基于紅外線技術的自動控制模塊，采用德國原裝進口LHI778探頭設計，靈敏度高，可靠性強，超低電壓工作模式，價格低廉，技術性能穩定，安裝比較方便，抗干擾能力強，隱蔽性強。當有人體經過時，傳感器探頭將感測到的人體紅外信號，然后通過HC-SR501模塊將其轉換為電壓信號放大控制從而實現了防盜報警功能，達到了安全防護之目的。紅外感應模塊HC-SR501是利用熱電元件的熱釋電效應探測人體等輻射的紅外光的紅外傳感器，它是一種被動式調制型溫度敏感器件，利用熱釋電效應工作，采用雙元探頭，通過目標發出的紅外輻射來探測目標的，其相應速度雖不如光子型，但由于它可在室溫下使用、光譜響應寬、工作頻率寬、靈敏度與波長無關，容易使用。

2.2 PLC

PLC是個可編程序控制器，它主要控制的是開關量。根據控制系統的工作要求、實際需求以及輸入輸出變量等因素綜合考慮，選用三菱FX2N-16MR-D PLC。其質量高、耐用，主要參數如下：輸入點數為8個，輸出觸點為8個，輸出電流2A。

2.3 開關電源

系統自備一組+5V+12V開關電源，為人體紅外感應模塊HCSR501提供+5V工作電壓，同時給PLC輸出負載提供+12V工作電壓，以及作為PLC的短路保護工作電源。

2.4 負載

運行指示燈和報警信號指示燈采用IED發光二極管，照明燈采用12WLED燈，報警揚聲器采用24W汽車喇叭。

3 PLC程序設計

3.1 PLC I / O分配表，如表1所示

表1 PLC I / O分配表

3.2 PLC接線圖，如圖2所示

圖2 PLC接線圖

3.3 PLC梯形圖，如圖3圖4所示

4 元器件明細表

元器件明細表如表2所示。

圖3

圖4

表2 元器件明細表

5 結論

PLC與人體紅外感應模塊HC-SR501配合構成的防護控制系統，在農場使用了三個多月，運行狀況較好，有效解決了節能照明和夜晚防護的問題。該系統結構簡潔，方便施工，程序靈巧，操作方便，抗干擾能力強，穩定性好，價格相對低廉，對于防護要求不高且資金投入少的場合實現報警控制有一定的參考作用。

參考文獻

［1］電工新技術教實訓指導.廣東省職業技能鑒定指導中心組.

［2］張方慶主編.可編程控制器技術及其應用.北京：電子工業出版社，2013.

Design of a simple lighting protection system based on PLC

Deng Jinfeng，Lu Rongmin
（Maoming Technician College，Maoming Guangdong，525000）

Abstract：In this paper we propose based on Mitsubishi PLC control unit for core simple and energy-saving lighting and protection alarm system，of the control system are analyzed，and illustrates the functions and soft，hardware design.The actual operation shows that，the system is simple，reliable，functional， performance is good， for the people's daily work convenience and plays a protective role.

Keywords：PLC；energy saving lighting；infrared sensor；protection alarm