學(xué)校體育館智能燈光管理系統(tǒng)

江蘇省昆山開(kāi)放大學(xué) 吳 濤

學(xué)校新建了室內(nèi)一個(gè)體育館，體育館的室內(nèi)活動(dòng)場(chǎng)所根據(jù)需要分成了以下幾個(gè)工作區(qū)域，更衣室區(qū)域、活動(dòng)A區(qū)、活動(dòng)B區(qū)、活動(dòng)C區(qū)、活動(dòng)D區(qū)，現(xiàn)在學(xué)校想制作一個(gè)智能體育場(chǎng)燈光管理系統(tǒng)，對(duì)這些區(qū)域進(jìn)行燈光的智能控制。具體要求如下：

1、到了早上五點(diǎn)鐘以后，體育館各個(gè)活動(dòng)區(qū)域照明才可以啟動(dòng)。

2、晚上九點(diǎn)四十五分以后，在確定有照明區(qū)域的照明被開(kāi)啟情況下，會(huì)有語(yǔ)音提示，提示體育場(chǎng)將會(huì)關(guān)閉照明系統(tǒng)，只要有一個(gè)照明區(qū)域有照明存在，語(yǔ)音提示按一定時(shí)間循環(huán)播放，直到所有照明區(qū)域照明全部關(guān)閉，提示語(yǔ)音結(jié)束。還可以手動(dòng)測(cè)試語(yǔ)音提示。

3、到了晚上十點(diǎn)開(kāi)始自動(dòng)關(guān)閉照明，首先關(guān)閉A區(qū)照明、10分種后關(guān)閉B區(qū)照明、10分種后關(guān)閉C區(qū)照明、10分種后關(guān)閉D區(qū)照明、再過(guò)10分種后關(guān)閉更衣室的照明。此后一直到早上五點(diǎn)鐘這一段時(shí)間內(nèi)按照明啟動(dòng)按鈕無(wú)效。

接到設(shè)計(jì)任務(wù)后，對(duì)控制要求進(jìn)行了分析：在早上五點(diǎn)到晚上十點(diǎn)我可以任意啟動(dòng)或停止各個(gè)照明區(qū)域照明，必須要有這樣的一種定時(shí)器，這種定時(shí)器可以讀取系統(tǒng)的時(shí)間，而市場(chǎng)中大部分PLC不具有這種定時(shí)器，只有西門(mén)子小型控制器LOGO!內(nèi)部有周定時(shí)器可以實(shí)現(xiàn)這樣的功能。本系統(tǒng)占用輸入點(diǎn)11個(gè)，6個(gè)輸出點(diǎn)。所以我選擇西門(mén)子LOGO!230MR，再加上擴(kuò)展模塊DM8 230R，共有12輸入點(diǎn)，8個(gè)輸出點(diǎn)。由于LOGO!230MR供電采用的是交流220V，所選用的元器件均采用220V供電，便于設(shè)備的統(tǒng)一。具體設(shè)計(jì)如下所示：

一、現(xiàn)場(chǎng)I/O分配表

1、現(xiàn)場(chǎng)I/O分配表

照明區(qū)域照明控制和晚上關(guān)燈前的語(yǔ)音提示，我選擇用交流接觸器主觸點(diǎn)來(lái)控制。交流接觸器線(xiàn)圈則利用程序來(lái)控制。

表1 學(xué)校體育場(chǎng)智能燈光管理系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)I/O分配表

2、外部硬接線(xiàn)圖如圖1所示

3、與之配套程序如圖2所示

4、控制程序分析

圖1 學(xué)校體育場(chǎng)智能燈光管理系統(tǒng)外部硬接線(xiàn)圖

圖2 學(xué)校體育場(chǎng)智能燈光管理系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)I/O分配表

在介紹整個(gè)程序之前，首先我們要介紹一個(gè)內(nèi)部軟元件周定時(shí)器的使用用法。西門(mén)子LOGO!230MR內(nèi)部有一定數(shù)量的周定時(shí)器，這種定時(shí)器不需要觸發(fā)，可以直接使用，通過(guò)讀取程序內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)間來(lái)設(shè)定它的接通時(shí)間和時(shí)間，還可以設(shè)定每周星期幾啟作用。通過(guò)控制要求的分析可知，照明區(qū)域A的照明在每天的22:00自動(dòng)斷電，在22:00到早上5:00這一段時(shí)間內(nèi)是不能啟動(dòng)的區(qū)域A的照明；照明區(qū)域B的照明在每天的22:10自動(dòng)斷電，在22：10到早上5:00這一段時(shí)間內(nèi)是不能啟動(dòng)區(qū)域B的照明；照明區(qū)域C的照明在每天的22:20自動(dòng)斷電，在22：20到早上5:00這一段時(shí)間內(nèi)是不能啟動(dòng)區(qū)域C的照明；照明區(qū)域D的照明在每天的22:30自動(dòng)斷電，在22：30到早上5:00這一段時(shí)間內(nèi)是不能啟動(dòng)區(qū)域D的照明；更衣室區(qū)域的照明在每天的22:40自動(dòng)斷電，在22：40到早上5:00這一段時(shí)間內(nèi)是不能啟動(dòng)更衣室區(qū)域的照明；在每天21點(diǎn)45分開(kāi)始接通，在任何一照明區(qū)域有照明的情況下有語(yǔ)音提示，語(yǔ)音提示在晚上23點(diǎn)結(jié)束。通過(guò)上面控制要求的分析，所以在本程序當(dāng)中設(shè)定了6個(gè)周定時(shí)器來(lái)自動(dòng)控制照明的斷開(kāi)。按下啟動(dòng)A區(qū)域照明按鈕SB3，PLC輸出點(diǎn)Q1得電并自鎖，外部接觸器KM1的線(xiàn)圈得電，KM1接觸器的主觸點(diǎn)閉合，讓A區(qū)域照明啟動(dòng)。A區(qū)域照明關(guān)閉有二種方式，一種是手動(dòng)關(guān)閉，在早上5:00以后到晚上22:00之間，可以通過(guò)按下按鈕SB4來(lái)讓Q1斷開(kāi)，外部接觸器KM1失電，KM1接觸器的主觸點(diǎn)斷開(kāi)，照明區(qū)域A照明斷開(kāi)；另外一種方式為自動(dòng)關(guān)閉，到了晚上22:00，周定時(shí)器T1工作，T1的常閉觸點(diǎn)變成常開(kāi)觸點(diǎn)，讓Q1斷開(kāi)，外部接觸器KM1失電，KM1接觸器的主觸點(diǎn)斷開(kāi)，照明區(qū)域A照明斷開(kāi)，到了早上5:00周定時(shí)器T1停止工作，T1常閉觸點(diǎn)恢復(fù)閉合狀態(tài)，此時(shí)啟動(dòng)按鈕SB3和停止按鈕SB4可以起作用了。控制其它區(qū)域照明原理相同，只是控制開(kāi)關(guān)和時(shí)間稍有不同。控制B區(qū)域照明開(kāi)關(guān)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)為SB5，停止開(kāi)關(guān)為SB6，自動(dòng)控制的周定時(shí)器為T(mén)2，控制時(shí)間為22:10到5:00；控制C區(qū)域照明開(kāi)關(guān)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)為SB7，停止開(kāi)關(guān)為SB8自動(dòng)控制的周定時(shí)器為T(mén)3，控制時(shí)間為22:20到5:00；控制D區(qū)域照明開(kāi)關(guān)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)為SB9，停止開(kāi)關(guān)為SB10，自動(dòng)控制的周定時(shí)器為T(mén)4，控制時(shí)間為22:30到5:00；控制更衣室照明開(kāi)關(guān)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)為SB11，停止開(kāi)關(guān)為SB12，自動(dòng)控制的周定時(shí)器為T(mén)5，控制時(shí)間為22:40到5:00。對(duì)于語(yǔ)音提示控制與這些照明不同，語(yǔ)音提示采用專(zhuān)用控制系統(tǒng)單元，只要一給這個(gè)單元供電，語(yǔ)音提示內(nèi)容將一直循環(huán)播放，根據(jù)控制要求可知語(yǔ)音提示開(kāi)始工作有二種情況，第一種情況是手動(dòng)測(cè)試，通過(guò)按下按鈕SB13，通過(guò)程序接通了內(nèi)部輔助繼電器M1，M1直接接通Q6，Q6閉合接通了接觸器KM6，最后由KM6的主觸點(diǎn)接通了語(yǔ)音提示模塊；第二種情況在有照明的情況語(yǔ)音自動(dòng)提示，各個(gè)區(qū)域的照明是通過(guò)Q1，Q2，Q3，Q4，Q5來(lái)控制的，通過(guò)它們的常開(kāi)并聯(lián)來(lái)驅(qū)動(dòng)Q6，但由于語(yǔ)音提示工作還要有一個(gè)條件，在晚上9:45分開(kāi)始提示，一直到所有的照明區(qū)域的照明全部關(guān)閉為止，Q1，Q2，Q3，Q4，Q5的常開(kāi)觸點(diǎn)并聯(lián)后，再串聯(lián)一個(gè)周定時(shí)器T7的常開(kāi)觸點(diǎn)，周定時(shí)器到了指定時(shí)間動(dòng)作，然后驅(qū)動(dòng)Q6，接通語(yǔ)音提示，到了全部照明關(guān)閉后，晚上23:00斷開(kāi)周定時(shí)器T7。

將圖2所示的程序下載到LOGO！控制器內(nèi)，外部接線(xiàn)按圖1所示完成，做好控制箱。通過(guò)幾天試運(yùn)行，符合學(xué)校提出的設(shè)計(jì)要求，運(yùn)行也比較穩(wěn)定。

[1]陳浩編.圖解西門(mén)子LOGO！應(yīng)用技術(shù)[M].北京:中國(guó)電力出版社,2014.

[2]西門(mén)子有限公司著.深入淺出西門(mén)子LOGO![M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2015.

[3]陳浩編著.案例解說(shuō)西門(mén)子LOGO！與變頻器綜合應(yīng)用[M].北京:中國(guó)電力出版社,2014.