基于WINCC的校園教室節能控制系統

文/吳忠偉

在學校中時常會出現這樣的一種狀況，教室中并沒有學生在學習也沒有老師在講課但是照明燈卻一直亮著，甚至電腦與投影也持續保持著運行狀態，這不但對于學校中的資源是一種浪費，而且對于我國的電力資源也是一種浪費。為了減少這種情況的發生，我們引進了基于WINCC的校園教室節能控制系統，它可以實現在閑時自動斷電等功能。這樣既可以節約能源同時也可以增加相應用電器的使用年限。

1 硬件結構

1.1 總體方案

基于WINCC的校園教室節能控制系統的設計主要以工業控制技術為主，其間又插入了一些相關的數據庫以及相應的軟件控制。首先，我們需要將我們的日常教室安排以及課表等相應數據通過網絡上傳至WINCC監控中的數據庫中，以方便校園節能控制系統對于供電時間的安排。其次，校園教室節能控制系統是由總線連接兩側相應的教室，并在兩側設有相應的可人工操作的照明配電箱等設備，與此同時，還在兩側的設備中設有相應的以太網接口，方便網絡以及其他系統的接入。校園教室節能控制系統采取了集中控制與分散控制相結合的控制模式，在學校所設立的操作站中的工作人員可以通過系統對于全校的燈光、電腦以及其他相應用電設施進行管理，并且若是由于校園節能控制系統發生了問題而導致工作人員在操作站中無法控制，可以通過在各個教室中所設立的配套的照明控制箱中的開關對于教室的用電設施進行管理。這樣的設計既在方便了我們對于教室用電控制的同時也減少了由于意外狀況而導致問題的發生率，同時這也對系統的容錯率進行了相應的提高。此外，若是發生日常的教室安排需要進行臨時調整等問題，也可以通過在操作站中的值班人員對于校園教室節能系統進行相應的調整，以保證教室正常的使用。

1.2 安裝說明

在進行教室節能控制系統的相關安裝時，不需要對于其原先的電路設計進行極大的改動，只需要對于其原先的配電箱中預留兩個用于相互連接的通線孔即可，其次我們還需要在操作站與各個教室之間通過總線將所有教室的照明控制箱進行連接，方便在操作站中系統對于各個教室的控制，之后我們需要通過PLC控制系統將各個教室中的照明配電箱與操作站中的WINCC監控設備進行相應的連接。我們之所以對這些控制系統進行具體的安裝說明，就是為了減輕使用者在使用安裝系統時所出現的一些問題，大大方便了他們的日常工作。加強各個教室之間的控制聯系，也是為了使得我們可以對設備有一個更好的掌握，可以及時操控好設備。

2 軟件設計

對于校園教室節能控制系統中主要控制教室中各種電器的使用的PLC控制程序，它主要是依據與我們上傳至數據庫中的課表以及相關教室的使用情況進行控制教室電源的連通與斷開。首先在我們的系統的設計中，通過相應的教室安排以及課表安排，教室節能控制系統需要對于需要的教室提前十分鐘進行供電，以保證老師們對于電腦的以及投影等相應的準備工作可以順利進行。再者若是一個教室在相隔不遠的兩個時間段內被連續使用，那么教室節能系統對于該教室不需要進行斷電處理。為了保證教室內投影設備的散熱，以及電腦的使用壽命，所以若是教室的使用時間段相隔不遠將不進行斷電操作，以免由于頻繁的重啟對于電腦以及其他電子儀器造成一定損傷。這種軟件設計理念處于學校和學生的基本需求，在我們后期的實行過程中這種軟件設計所存在的獨特性也將會成為一種時尚。更加符合學生和老師的根本需求，使得校園電能可以得到有效使用。避免在校園運行過程中出現的過度浪費現象。

3 基于WINCC的校園教室節能控制系統對于學校的益處

3.1 改善同學們的學習環境、提高學習效率

隨著科技的進步，自動化、智能家居等多種名詞也開始逐漸的出現在我們的生活當中，作為對于對于我們現在最為重要的學習，自然教室也加裝了基于WINCC的自動化的節能控制系統。這類自動化的校園教室節能控制系統對于我們來講不僅僅是減少了電力資源的消耗，而且也極大地程度上幫助了我們的學習。首先基于WINCC的校園教室節能控制系統可以根據教室中的亮度自行的調節燈光的亮度，這樣可以使我們的教室保持一種適宜的學習環境，同時校園教室節能系統還可以根據我們所需要的燈光對于電路的溫度以及電壓、電流等進行調節，這在一方面減少了能量資源的損耗，一方面也保證了線路的安全狀況。與此同時，在現代的教學中，老師們大都采取使用現代化教學的方式，為了使同學們可以更加清晰的看到投影上所投射的畫面，老師可以通過使用教室中所安裝的校園教室節能系統的配電設備對于需要的燈光進行關閉或是調暗。

3.2 實現多種照明模式

基于WINCC的校園教室節能控制系統除了可以改善我們的學習環境并且使我們提高相應的學習效率，還可以使我們的教室出現多種不同的照明效果以方便在不同的場合中使用。在我們的日常學習中時常需要不同的光暗環境以保證各種不同的學習環境的需要。例如在進行舞臺劇等類型的活動時，時常需要我們對于燈光進行不同的亮度的調整，而這就可以通過設置在教室中的配電設備進行調節。而在傳統的人工控制中，只能對于燈光的開關進行相應的控制，而并不能控制燈光的亮度以及相應的柔和度，但這對于新型的校園教室節能控制系統是極為輕松的。多種照明模式可以使得不同場合試用于不同的照明模式，更加方便我們節約電力資源工作的有效開展。通過智能化電力開關控制，大大使得學校電力資源浪費方面得到有效抑制。這種用電模式相信在不久之后將會被廣大校園所接受。

3.3 提高相應的管理水平，降低人力資源的浪費

在傳統的人工控制中，需要工作人員對于教室中的各種用電器的使用定期的進行監督，并在其閑時將其關閉。而若是對于教室中的用電器需要使用，則需要提前的告知相應的工作人員，方便工作人員提前開通教室相應的供電設備。對于現在的新型的校園教室節能控制系統則不需要這么繁瑣，只需要我們將需要使用教室的時間安排上傳至校園教室節能控制系統的操作站即可在使用前自動的對于教室進行供電，以保證我們可以正常的使用教室。這樣不但提高了我們對于學校供電的管理水平，同時也減少了對于人力資源的利用。傳統的管理模式我們需要專門的工作人員對于教室中的供電以及斷電進行管理，而現在我們只需要一個監督校園教室節能控制系統正常運行的管理員即可。

4 小結

為了加強校園學生們的節約用電意識，使得他們能夠真正意義上意識到在校園在提倡節約電力能源的重要性。我們基于WINCC的校園教室節能控制系統研究這一話題展開了一個深刻的探討。相信在不久以后的校園建設過程中，我們會不斷向學生推行一些有關于提升節約電能意識的工作。節約用電，人人有責，文明校園，從我做起。身為一名合格的學生，要謹記國家所推行的節約資源，及時認識到國家目前電力資源嚴重缺乏的現狀。節約用電的同時，要勇于開發一些新的資源來開發出新的電力能源。學生是一個思維能力極強的主體，他們中的一部分未來會從事一些國家能源單位的工作，并且將會為國家目前的電力資源發展不利現狀做出一些新的改革。讓我們一起拭目以待吧，未來的社會將會更加美好。