基于PLC的車間照明控制系統的設計

石鳳霞

(金宇保靈生物藥品有限公司，內蒙古 呼和浩特 010051)

1 PLC在車間照明控制系統設計中的優點

1.1 能夠節約電能資源，減少燈具的損耗

采用智能照明控制系統，主要特點是節能。據國外研究，建筑辦公用電約占建筑能耗的1/3。合理選擇照明系統，不僅可以降低能耗，而且可以減少安裝燈具。傳統的辦公樓照明控制系統白天關閉，晚上開放。智能化照明控制系統可自動開啟燈具，減少燈具照明時間，節約電費，延長燈具壽命[1]。

1.2 能夠改善照明強弱度，提高工作學習效率

良好的工作環境促進了工作績效的提高，在智能照明控制系統的基礎上，合理地選擇燈具可以保證照明質量。總體上，系統分為2種控制方式：一種是開關，另一種是變暗，改變不同位置的光值，保證車軸的均勻性；另外，還配有電幕和變暗模塊，可以充分利用自然光，自動調節內部照明，滿足工作環境要求，有效提高工作績效。

1.3 促進車間多樣化管理，加快智能化發展

在現代建筑中，照明不僅改變了照明效果，而且給人們帶來了豐富的視覺效果。結合建筑特點，景觀照明和空氣照明可以預測一年四季的變化，同時也可以預測設計節現場和慶典場景。在休息室或會議室，可以設置會議、休息、投影等不同的場景。與傳統的控制方式相比，智能照明控制系統自動化程度高，可在無人參與的情況下實現開關和變暗效果。同時減少管理人員數量，消除人為干擾，優化管理工作。

2 基于PLC車間照明控制系統的總體設計

2.1 車間內照明光照強度采集

為了實時收集光照強度，根據距離分成6個區域窗口。每個區域應該配有照明傳感器，收集給定物體上的光強度面積。收集強度信息應傳輸至控制命令模塊，直到稍后處理操作。如果光傳感器檢測到自然光充足，照明裝置將關閉，否則，照明裝置將被打開。

2.2 車間室內人員分布情況采集

有許多系統用于收集車間內的人員分布情況。一是利用人體的紅外傳感器進行采集，二是采集視頻監控。第一種方法具有成本低、信號處理簡單等優點，但也存在不足，顯然人體的紅外傳感器不容易實現工作人員的準確位置，無法獲取員工在課堂上位置的詳細信息，人體的紅外傳感器受環境溫度的影響較大，易受不敏感現象影響誘導。第二種方法是視頻監控，可以實現對人員的準確定位和對人員的實際部署情況進行監控，但是這個方法的成本太高了，而后期的信息分析和處理相對復雜[2]。

因此，本系統不采用上述2種常用方法，而是采用安裝在車間每個座位上的紅外線探測器來監控員工分布情況。什么時候有人坐在座位上，紅外探測器發送信號并將其發送到控制單元，可根據每個座位收集的資料，評估是否有人在座位上，以便實際和準確地獲得該班工作人員的分布情況，并根據程序控制燈照的數量與亮度。

2.3 基于PLC的車間照明控制系統的模塊設計

在車間智能照明控制系統中，控制模塊是核心模塊。一方面可以接收信息檢索器采集到的相關信息，如光傳感器采集到的室內光線信息、紅外傳感器采集到的室內人員分布信息等。通過變暗發出控制指令并發送給模塊驅動程序，模塊駕駛員可以調節車間任何區域照明設備的亮度。

PLC系統不能直接用LED控制燈，所以系統選擇drive-sw12LED驅動器來驅動LED燈模式。驅動器可以使用控制模塊將暗信號的輸出功率，即PWM周期轉換為適當的電壓值，以達到變暗所需的亮度，并最終實現達到變暗的目的。

整個系統的控制過程是對每個模塊進行初始化，然后由工作人員獲取室內光線強度和分布信息。根據《建筑照明設計》標準中對住宅建筑標準照明的要求，必須對各等級區域的強度值進行調整，并將調整后的強度值轉換為控制信號的輸出功率，以控制輸出信號，每個房間LED燈的強度為最終調整的結果。延時一定時間后，各區域二極管的光強應與房間內的光強和人員布局相適應[3]。

2.4 車間照明控制系統的設計要求

智能照明控制系統的設計應滿足以下要求：①現場控制，系統預置好場景后，只需按一下按鈕即可進行場景切換，一般用于會議室、博物館、多功能廳等場所。②恒照度控制，輔助使用光探測器，檢測室內光照強度，控制光強變化。③定時控制，照明時間預先設定，達到規定時間后可自動開啟或關閉。④就地手動控制，在特殊情況下，當自動控制失效時，應設置手動控制裝置來調整照明系統。⑤圖形監控，電子地圖功能的配置有助于用戶對控制區域內的所有燈具進行控制。⑥每日安排，如果有必要的話，每天都要根據需要將照明記錄存儲在日志中。⑦單燈監控，控制單個燈具的照明參數，可以達到精細化管理的目的[4]。

3 結語

總而言之，在車間照明控制系統設計的過程中，使用相應的PLC技術可以為車間節省預算。車間是一個照明系統多元化的單位，需要智能化的控制單元，這樣才會節約資源，更快地實現由人工操作到智能化的車間照明控制，并且在很大程度上將智能控制系統結構化、系統化，讓基于PLC的車間照明控制系統變得更容易，為未來的車間智能化發展奠定基礎。