庫區智能照明控制系統設計與應用

高 強

（中國石油吐哈油田公司銷售事業部，吐魯番 838002）

1 引言

油庫夜間戶外照明目前使用大功率強光照明設施由高處向地面大范圍投射（如高桿燈）來實現，照明設施內部由12～24只獨立燈源組成，燈源功率從100W～1000W 不等，照明設施耗電量非常大。因此，自動照明控制系統的完善與否對節能降耗具有一定意義。

2 庫區照明現狀

吐哈油田原油儲庫，位于新疆鄯善地區，占地550畝。庫區從東至西安裝五臺防爆高桿燈，每臺高桿燈18只200W 燈源，總功率為18000W。庫區照明采用人工控制，這種方式極易因天氣變化或個人感知差異，造成照明設施開關過早或延遲，產生電能浪費、燈具使用壽命縮短等問題。因此，夜間自動照明控制系統的設計與使用對油庫安全與節能意義重大。

3 方案選擇

3.1 采用傳統光控方式

考慮到庫區照明配電系統全部為防爆設備，燈具的供電開關必須全部安裝在防爆配電柜內的密封盒內。如果照明自動控制系統采用傳統的光控設備，就會存在以下兩個弊端：一是光控設備需要引出光敏元件，在防爆盒外部接受光照來反饋給光控制器，但引出件必將破壞原設計防爆密封引入（或引出）裝置，使防爆設備的整體防爆性能下降。二是新疆鄯善地區屬于多風沙揚塵氣候，露天的光敏元件受光面被沙塵污染后，光敏性能下降，也會引起白天誤開燈或提前開燈等現象。

3.2 采用定時器控制方式

如果采用加裝定時器的照明控制方式自動控制照明系統，定時器會按照預先設定好的時間，自動發出開關信號。這種方式抗環境干擾能力強，故障率低，發生誤動作的概率低。但是，隨著季節的變化，開關時間需要人工定期進行調整設定，操作繁瑣且不夠準確。

3.3 基于PLC 控制的自動照明系統

通過對比分析，在安裝定時器的基礎上，加裝一組PLC 控制器，利用PLC 控制器的邏輯控制功能，結合節氣變化，代替人工對定時器的控制時間每天自動進行調整，從而可以實現完全自動化。

通過以上比較分析，采用基于PLC 控制的自動照明系統作為庫區自動照明的控制方式。

4 基于PLC 控制的自動照明系統的設計應用

4.1 分析計算PLC 控制任務依據

該設計基于自動控制系統的開環控制原理。由于地球繞太陽的運行軌道基本不變，因此產生了有規律的春夏秋冬四季，“冬至”到“夏至”的日照時間慢慢變長，“夏至”到“冬至”的日照時間慢慢變短，而且每年的同一天里，對應于上一年的同一天，太陽升起和降落時間偏差并不大，這是有規律可循的自然現象。因此，我們利用人工目測并配合使用照度計的方法統計出一年內每天傍晚和凌晨的光照度，以此來設定每天的合理開關燈時間。

根據觀察記錄，每年“夏至”這一天日照時間最長，應該在晚上22:15分開燈，凌晨5:25關燈。隨著“夏至”向“冬至”的不斷變化，每天的日照時間逐漸縮短，夜晚亮燈時間應逐漸增加，到“冬至”這一天，日照時間最短，晚上開燈時間要提前至18:45，凌晨關燈時間推遲至9:00。基于這個思路，結合觀察統計出的一年內每天傍晚和凌晨的光照度，我們計算得出了夏至到冬至、冬至到夏至九個不同時間段開關燈延時調節時間，作為PLC執行控制任務的依據。

4.2 程序設計

根據上述依據，我們將程序設計分為兩部分：一是年自動循環控制程序；二是年內9個不同時段內相對增時（或延時）子程序。調用PLC 編程軟件內的“可逆計數器”、“計時器”以及“塊比較”等功能指令模塊完成程序設計。

4.3 自控系統整體設計方案

本次自控核心控制元件使用歐姆龍公司的H5H 定時器及小型一體化機CPM1A 系列16 點位PLC。H5H 設定輸出數據為：最晚22：15分輸入初始開關燈信號，PLC 外部繼電器00000輸入，1000輸出，通過中間繼電器放大，驅動交流接觸器工作送電給高桿燈，PLC 時間補償原理梯形圖，定時器、PLC、中間繼電器、交流接觸器接線圖，并附控制原理及說明。

4.4 應用效果

經過一段時間的觀察，我們發現智能控制系統完全能滿足夜間照明需要，同時照明耗電量有明顯減少。以下是控制系統投用后采集的一組日開關燈時間與當日光照度的對比數據。一般室外光照度LX 在10～16之間，即需要打開夜間照明。由此可知智能控制系統誤差不大，效果令人滿意。

5 結束語

該智能照明控制系統在庫區得到了良好運用，但是在運行過程中，我們也發現了一些問題，同時提出了相應的解決辦法；系統具有一定的推廣價值。

一是智能照明控制系統的控制中心由定時器和PLC 組成，控制系統完成后，實際運行過程中，天黑天亮的實際時間，每年會有些許差別。為此，需要我們在“夏至”節氣開始前，對定時器的初始開關燈時間進行修定，即可滿足實際要求。

二是該套智能照明控制系統具有推廣價值，如在其它地區使用，只需重新設定定時器初始開關燈時間，并在PLC 控制程序中對延時子程序的時間占空比進行修訂，即可滿足使用要求。