基于WAGO控制器的智能照明系统设计

丁 敬 保

[万可电子(天津)有限公司, 天津　301700]



基于WAGO控制器的智能照明系统设计

丁 敬 保

[万可电子(天津)有限公司, 天津301700]

摘要：设计了一种基于WAGO控制器的智能照明控制系统。系统通过现场可复位开关和触摸屏,实现对现场照明灯具的控制,照度传感器可以根据现场光照自动或手动对部分灯具进行调光控制,软件算法可以对照明灯具和开关进行虚拟房间配置。提出基于WAGO控制器的智能照明系统稳定、可靠,配置灵活,能够智能控制现场照明,节能效果显著。

关键词：智能照明系统; 节能; WAGO控制器; 软件设计

0引言

随着我国工业生产的高速发展,工厂照明水平逐年提高,照明电能消耗量逐年上升。目前,照明耗电占年发电总量的10%,尤其在现代建筑、企业工厂,照明耗电占总耗电的40%,且大部分照明灯具采用手动开关控制,造成大量的能源浪费[1-2]。我国正在实行节能减排政策,智能化的照明控制系统可以节约能源,提高生产效率,降低安全事故发生率,给企业带来巨大的经济效益。

本文设计了一种基于WAGO控制器的智能照明控制系统,可以对灯具进行调光,通过灵活分组适应特定区域对灯具和开关的要求。

1智能照明控制系统设计

智能照明控制系统结构如图1所示,主要包括基于WAGO可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)的智能照明控制板、照度传感器、自复位开关、带有调光器的LED灯具以及普通的LED灯具等。照度传感器检测被照区域的自然照度,将照度信号传送给智能照明控制板中的WAGO PLC。PLC是整个控制系统的核心,负责信号的采集处理以及输出控制,实现智能照明控制算法等逻辑控制,且具有Web可视化的功能,可以实现人机交互画面的存储。控制部分根据接收到的控制信号类型,进行相应灯具或调光操作。

图1　智能照明系统结构

2智能照明控制板硬件设计

智能照明控制板的PLC采用WAGO-I/O-750系列模块,主要由750-8202 CPU模块、750-1405数字量输入模块、750-1504数字量输出模块、750-455模拟量输入模块、750-560模拟量输出模块和750-600终端模块组成。为了现场接线的方便,智能照明控制板设计了多种接口端子,包括开关量输入接口、开关量输出端子、模拟量输入端子和模拟量输出端子。

开关量输入接口用来接入现场的自复位开关面板信号,最多可接入16路输入信号。开关量输出接口通过控制接触器线圈实现对LED灯具进行开闭控制。模拟量输入接口连接光照度传感器。模拟量输出模块对带调光器的LED灯具调光控制。

智能照明控制板中设计了由看门狗继电器和二极管端子组成的保护回路,可以在CPU“失控”的情况下,将DALI灯具和金卤灯等回路控制的灯具全部打开。保护回路控制电气原理如图2所示。

图2　保护回路控制电气原理

其工作过程如下:

(1) 正常情况下,由看门狗继电器控制的电

源LT_24 V失电,WAGO继电器由PLC的输出模块750-1504控制。

(2) CPU一旦异常,看门狗继电器控制的电源LT_24 V得电,WAGO继电器将不受PLC的输出模块750-1504控制,处于吸合状态。

3软件设计

系统软件设计分为开闭控制、调光控制和虚拟房间配置等。系统初始化后,采集自复位开关和照度传感器的信号,将采集到的自复位开关信号传送到PLC,对相关虚拟房间的灯具进行开闭控制。系统可以对调光的模式进行选择,当切换到手动模式时,在触摸屏上的人机界面选择不同的照度,实现对灯具照度的控制；当切换到自动模式时,系统根据照度传感器的信号,实现恒照度。软件流程如图3所示。

图3　软件流程

为了实现智能照明系统配置灵活的要求,系统软件在设计时引入了虚拟房间的理念。

触摸屏画面的虚拟房间配置如图4所示。

操作者通过触摸屏人机界面的操作,可以将任意多条回路和自复位开关配置在一个虚拟房间中。目前该系统可以配置虚拟房间的数量多达16个,同一虚拟房间内的灯具可以执行同一操作。如果后期现场对灯光的位置要求有变化,维护人员无需改变现场布线,可通过配置软件修改虚拟房间中的灯具即可满足现场需求。

图4　触摸屏画面的虚拟房间配置

4结语

设计了基于WAGO控制器的智能照明控制系统,对灯光照明既可以实现开闭控制,也可以实现调光控制,达到了节能的目的。触摸屏作为人机交互平台,方便现场操作人员进行本地控制,同时还可以实现灯具和开关进行虚拟房间的配置,具有灵活方便的特点。PLC具有的工业以太网接口为与上位Scada系统联网预留了空间。该智能照明控制系统已在某大型工厂应用,并取得了良好的经济效益。除工厂照明之外,该照明控制系统还可应用在仓库、车站、室内体育场馆、酒店等照明场所。

参考文献

[1]朱则刚.现代智能照明的控制[J].光源和照明,2007(3):25-27.

[2]张桐,汤占军,张矿伟,等.基于WinCC的智能照明控制系统的设计和实现[J].制造业自动化,2014(12):104-107.

[3]郑重,赵德斌.基于电力线载波技术的LED路灯智能管理系统[J].现代建筑电气,2015,6(7):43-45.

Design of Intelligent Lighting Control System Based on WAGO Controller

DINGJingbao

[WAGO Electronic(Tianjin ) Co., Ltd., Tianjin 301700, China]

Abstract：This paper designed a new intelligent control system,based on WAGO’s controller,the lamps were controlled in the filed by reset switch and touch panel. The illuminance sensor can automatically or manually control some lamps according to the light intensity on the spot. The lamps and the pushbutton switches can be configured into a virtual room by the software.It is pointed out that the intelligent lighting control system can intelligently control the spot lighting that is stable and reliable,and the flexible configuration and energy-saving effect is remarkable. The popularization value of the system is large.

Key words:intelligent lighting system; energy saving; WAGO controller; software design

收稿日期：2015-12-08

DOI：10.16618/j.cnki.1674-8417.2016.04.010

中图分类号：TU 201.5

文献标志码：B

文章编号：1674-8417(2016)04-0039-03