PLC的家庭節能電路的應用與研究

摘 要：本文針對家庭照明電路節能問題提出了一種方案，利用現有的技術對家庭照明電路控制進行改造，將PLC作為主控器，通過采集聲控，光控和時間分段信息來實現對家庭照明電路綜合控制。運用傳感器和PLC進行模擬實驗，模擬家庭室內照明系統在發揮功效的同時，達到節能的目的，同時，大大提高了系統的可靠性和抗干擾性。

關鍵詞：PLC；傳感器；家庭照明

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.13.184

1 引言

現在社會由于能源的匱乏我們提倡節約用電。就家庭用電來說我們節約用電可以通過兩個方面來實現。一是通過使用電能轉換效率高的設備實現節能；二是通過控制用電設備的使用方法，來實現節能的最大化[1]。第一種方法一般是在用電設備研發過程中實現，國家有相關的節能標準。按照國家相關規定，我國的能效標志分為五個等級。低于等級五的用電設備是不允許進行生產銷售的。方法二是對不同用電設備進行有效管理，實現利用最少的電能，實現最大的設備應用效果。

本設計對家庭節能方面的研究主要是針對第二種方法，對用電設備進行有效管理。對于家庭電路來說，電路通斷是通過普通開關實現的，需要手動完成電路的通斷。這種傳統的方法既不節能也不方便。我們可以用已經成熟的技術對現有設備進行改造，使其在發揮功效的同時，達到節能的目的，同時，大大提高了系統的可靠性和抗干擾性。通過PLC技術實現對家庭電路控制，將光控節能，聲控節能和時控節能相結合，從而達到節能，快捷，安全的效果。

2 PLC在家庭電路中應用的創新點

現有的家庭電路系統大同小異，基本都是依靠手動或者簡單的聲控光控來實現對家庭電路的通斷進行控制，本文主要設計了一套有別于傳統的家庭電路系統，其中PLC的s運用以及PLC定時功能的運用是機電一體的科技新產品。通過聲、光傳感器接受外界信息傳送給PLC結合PLC的定時功能，對家庭電路不同區域進行分區域控制，同時結合手動開關，有效，安全的保障了家庭電路的正常運行。該產品能夠有效減少能源消耗，安全可靠，抗干擾性強。

3 整體設計方案

該方案以PLC為主控器，運用傳感器技術監測室內亮度，并結合聲控系統和定時控制控制系統實現對室內燈光的控制。

如圖1所示，該控制系統由亮度檢測模塊，聲控信號采集模塊，定時器控制模塊組成。亮度監測主要通過光敏元件對室內亮度進行監測，然后將測得的亮度數據送入PLC，作為PLC決策的判據。聲控模塊通過傳感器采集聲音信號。

4 系統硬件構成及各部分功能

硬件電路分為PLC模塊、電源模塊、傳感器模塊。下面分別介紹PLC模塊的概述、電源模塊、傳感器模塊。

4.1 PLC模塊的概述

PLC（可編程邏輯控制器），所述模塊穩定性強，能直接接入家庭電路，采用梯形圖編程，此設計運用PLC的定時功能，對家庭電路進行定時控制，可靠性高，功耗低。

4.2 電源模塊

此設計中電源模塊是穩壓電源，直接利用家庭電路供電會影響PLC的正常工作。加入了穩壓電源加上PLC本身具有的穩定性，以此來提高其安全性，也可避免一些家電事故的發生，功能靈活多樣，可靠性高，操作方便，可以廣泛地應用于家庭或者其它場所的智能控制。

4.3 聲音傳感器

傳感器內置一個對聲音敏感的電容式駐極體話筒。聲波使話筒內的駐極體薄膜振動，導致電容的變化，而產生與之對應變化的微小電壓。這一電壓隨后被轉化成0-5V的電壓，經過A/D轉換被數據采集器接受，并傳送給PLC。

4.4 光傳感器

它首先把被測量的變化轉換成光信號的變化，然后借助光電元件進一步將光信號轉換成電信號。光電傳感器一般由光源、光學通路和光電元件三部分組成。

5 整體方案原理圖

6 實驗結果和分析

該系統主要應用PLC定時功能和聲光傳感器共同作用，對家庭電路進行控制。 PLC是采用“順序掃描不斷循環”的方式進行工作的。即在PLC運行時CPU根據用戶按控制要求編制好并存于用戶存儲器中的程序，按指令步序號或地址號作周期性循環掃描。如無跳轉指令，則從第一條指令開始逐條順序執行用戶程序，直至程序結束。然后重新返回第一條指令，開始下一輪新的掃描。在每次掃描過程中還要完成對輸入信號的采樣和對輸出狀態的刷新等工作。

通過PLC技術實現對家庭電路控制，將光控節能，聲控節能和時控節能相結合，從而達到節能，快捷，安全的效果。此設計方案僅僅是一個開始，系統還需要進一步完善，后期將進一步完善從而運用到實際的家庭電路系統中。

參考文獻：

[1]徐瑩，孫春志，吳晨光.基于LD3320的智能家居一體化聲控系統的設計[J].商丘師范學院學報，2016（06）.

作者簡介：夏菲菲（1994-），女，安徽桐城人。