基于PLC的智能鄉鎮建設

周雙喜

（阜新高等?？茖W校，遼寧? 阜新 123000）

[摘要]中國特色小鎮是國家重點發展項目，培育特色小鎮的主要目的是為了促進有條件的鎮更好地發展，不僅可以帶動經濟的發展也可以吸納小鎮周邊一部分農村勞動力就業。PLC是一種專門服務于工業自動化控制的裝置，在工業轉型升級的智能制造時代，它能夠勝任各種控制要求和通信要求。隨著智能化技術的發展，通過PLC實現特色鄉鎮家居及公共設施的智能控制，使特色鄉鎮逐步向智能鄉鎮演變，從而提高小鎮居民生活的自動化程度以及居住的舒適性和安全性，智能鄉鎮將成為我們特色鄉鎮發展的重點方向。

[關鍵詞]特色鄉鎮;智能鄉鎮;智能化技術; PLC

[中圖分類號]S224.2[文獻標識碼]A

1 引言

中國特色小鎮是指國家發展改革委、財政部以及住建部決定在全國范圍開展特色小鎮培育工作，計劃到2020年，培育1000個左右各具特色、富有活力的休閑旅游、商貿物流、現代制造、教育科技、傳統文化、美麗宜居等特色小鎮，引領帶動全國小城鎮建設。近日，遼寧省特色鄉鎮建設工作領導小組辦公室公布了2018年首批20個省級特色鄉鎮名單，法庫縣大孤家子特色白酒小鎮，新民市興隆堡鎮康養休旅小鎮等榮登榜單。

智能化技術在其應用中主要體現在計算機技術，精密傳感技術，GPS定位技術的綜合應用。隨著產品市場競爭的日趨激烈，產品智能化優勢在實際操作和應用中得到非常好的運用，其主要表現在：大大改善操作者作業環境，減輕了工作強度;提高了作業質量和工作效率;一些危險場合或重點施工應用得到解決;環保、節能;提高了機器的自動化程度及智能化水平;提高了設備的可靠性，降低了維護成本;故障診斷實現了智能化等。

可編程邏輯控制器，即PLC，它是種專門為在工業環境下應用而設計的數字運算操作電子系統。它采用一種可編程的存儲器，在其內部存儲執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令，通過數字式或模擬式的輸入輸出來控制各種類型的機械設備或生產過程。

隨著科學技術的迅速發展，智能化技術的應用必然向鄉鎮延伸，從而使特色鄉鎮向智能鄉鎮轉變，而PLC就是實現智能控制的重要手段。在智能鄉鎮，通過PLC可以實現兩大系統的智能控制，即智能家居系統與智能公共設施系統。

2在特色鄉鎮，通過PLC實現家居的智能控制

智能家居，或稱智能住宅 （smart-home），是以建筑物為平臺，集住宅設備、家電、網絡通信和自動化為一體，將系統結構、服務管理等結合在一起的安全、高效、舒適、便利、環保的家居環境。其利用先進的計算機和網絡通信等技術，將與家居生活有關的各種子系統有機地結合在一起，實現家居生活的智能化。

智能家居的產品主要包括家用電器的控制系統以及安全防盜系統。家用電器的控制系統包括電燈的控制、空調的控制、熱水器的控制、智能晾衣架的控制、掃地機器人的控制等，安全防盜系統包括門禁系統、監控系統、煤氣檢測系統、煙霧監測系統等。

2.1 以臥室燈兩個位置控制為例說明智能家居家用電器控制

系統的設計

2.1.1 控制要求。運用三菱FX3U系列PLC來實現臥室燈在兩個位置的點亮與熄滅控制，如圖1，控制要求如下：

（1）A位置開關：可以控制臥室燈的點亮與熄滅。

（2）B位置開關：可以控制臥室燈的點亮與熄滅。

2.1.2 I/O分配表。根據臥室燈點亮與熄滅的控制要求可知：輸入信號有A位置的開關SA1、B位置的開關SA2;輸出信號是臥室燈HL1。確定他們與PLC中的輸入繼電器和輸出繼電器的對應關系可得PLC控制系統的I/O分配表，見表1。

2.1.3 硬件接線圖。根據臥室燈在兩個位置的點亮與熄滅PLC控制的I/O分配表1可以設計出其PLC的外部硬件接線圖如圖2所示。

2.1.4 程序設計。根據I/O分配表1及控制要求分析，設計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位置的兩個開關狀態一致時，即都為“ON”或都為“OFF”時，臥室燈點亮;狀態不一致時，即一個為“ON”，另一個為“OFF”時，臥室燈熄滅。臥室燈處于熄滅狀態時，不管人是在A位置還是B位置，只要撥動該處的開關到另外一個狀態，即可以臥室燈點亮。同樣，臥室燈處于點亮狀態時， 不管人是在A地還是B地，只要撥動該處的開關到另外一個狀態，都可以使臥室燈熄滅。

將PLC程序調試無誤之后寫入到PLC，就可以實現臥室燈處于熄滅狀態時，不管人是在A位置還是B位置，只要撥動該處的開關到另外一個狀態，即可以臥室燈點亮。同樣，臥室燈處于點亮狀態時， 不管人是在A地還是B地，只要撥動該處的開關到另外一個狀態，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的

設計

2.2.1 控制要求。采用PLC實現入戶門密碼鎖控制，如圖4，以三位密碼為例，密碼鎖有3個置數開關（即12個按鈕），分別代表三個十進制數，如所撥數據與密碼鎖設定值相同，則3s之后開鎖，20s之后重新自動上鎖。

2.2.2 I/O分配表。根據入戶門密碼鎖的控制要求可知：輸入信號是12個按鈕，即SB1-SB12;輸出信號是開鎖裝置。確定他們與PLC中的輸入繼電器和輸出繼電器的對應關系可得PLC控制系統的I/O分配表，見表2。

2.2.3 硬件接線圖。根據入戶門密碼鎖PLC控制的I/O分配表2可以設計出其PLC的外部硬件接線圖如圖5所示。

2.2.4 程序設計。根據I/O分配表2及控制要求分析，假如設定密碼是621，設計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，按動按鈕SB1-SB12，就會使輸入繼電器X0-X13處于0或者1的狀態，從而實現密碼數據的輸入，這個時候輸入的數據是二進制說，程序中的H621代表十進制數621。

將PLC程序調試無誤之后寫入到PLC，就可以實現入戶門密碼鎖控制，當輸入數據與設定密碼相同時，開鎖，當輸入數據與設定密碼不一樣時，不開鎖。

3 在特色鄉鎮，通過PLC實現公共設施的智能

控制

智能公共設施，包括智能電網、智能交通系統、智能垃圾清理系統、智能水處理系統、智能圖書館、智能停車場等，有序的交通、綠色的樓宇、良好的水處理技術以及智能化供電系統，能讓特色鄉鎮快速向智能鄉鎮發展，從而步入可持續發展道路。以交通燈控制為例說明智能公共設施的設計。

3.1 控制要求

如圖7，當按下啟動按鈕，信號燈系統開始工作，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，系統如此循環。當按下停止按鈕時，所有信號燈全部熄滅。

3.2 I/O分配表

根據十字路口交通燈的控制要求可知：輸入信號有系統停止按鈕SB1、系統啟動按鈕SB2;輸出信號是東西綠燈、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應關系可得PLC控制系統的I/O分配表，見表3。

3.3 硬件接線圖

根據十字路口交通燈PLC控制的I/O分配表3可以設計出其PLC的外部硬件接線圖如圖8所示。

3.4程序設計

根據I/O分配表3及控制要求分析，設計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，按下起動按鈕，系統啟動，并按照固定規律循環運行，按下停止按鈕，所有信號燈全部熄滅。

將PLC程序調試無誤之后寫入到PLC，就可以實現十字路口交通燈的自動控制。

智能家居系統和智能公共設施包含的產品很多，上述實例不能說明全部系統的設計，但是卻有很大的幫助，如需設計全部系統，需要分析控制任務、選用合適的PLC之后再按照上述思路設計即可，對于煤氣檢測系統等需要使用傳感器的控制任務在選擇PLC型號的時候要特別注意，否則會導致設計任務的失敗。

4結束語

綜上所述，通過PLC技術，實現了對特色鄉鎮家居以及公共設施的智能控制，但是由于我國智能鄉鎮實際發展較晚，各項建設內容還處于發展完善階段，在建設過程中仍舊存在諸多問題，所以當前需要針對問題提出相關發展措施，更好地促進智能鄉鎮的發展建設。隨著科學技術和智能化技術的不斷發展，手機已經成為人們生活中不可或缺的一部分，未來的智能鄉鎮將會采用手機實現對家居系統的智能控制和遠程控制，可見，智能技術在特色鄉鎮中擁有廣闊的市場應用前景。

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