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智能照明控制系统设计

2019-07-01吴宁尚坡利高迪

中国建材科技 2019年2期
关键词:工作电压路灯兰州

吴宁 尚坡利 高迪

(1兰州工业学院电气工程学院,甘肃 兰州 730050;2兰州石化职业技术学院电子电气工程学院,甘肃 兰州 730060)

0 概述

随着计算机技术,控制技术及信息技术的发展,城市照明系统中的智能化程度越来越高。照明控制系统的质量不仅与人民的生活水平、交通秩序等方面息息相关,而且体现了城市能源综合利用水平,反映了城市建设的整体规划和现代化管理程度[1-2]。因此,设计一款符合现代城市要求的智能照明控制系统非常的必要。

1 设计方案

本设计以PLC作为控制单元,通过传感器对声音、光照、压力、振动和红外线等信息的采集,实现对外界环境变化的实时监测,并根据监测结果及时的对照明系统做出智能化管理及控制,同时通过网络系统将管理数据上传给中心控制台,实现对相关系统的实时监控,对可能存在的隐患及时发现并快速定位处理,避免故障范围的进一步扩大,最终有效实现对现代城市街道照明控制系统的智能化管理控制。

智能路灯控制系统首先通过光敏传感器感应光照强度,根据外界光线强弱来控制路灯亮灭,而其余情况的判别则根据红外传感器、压力传感器、声音传感器和振动传感器等传感器共同检测结果来对路灯进行控制,还补充设置了时间模式和季节模式,以期达到更好的控制效果。另外, 当某个装置发生故障,系统能及时进行反馈和定位,提示报警,直至解除故障。其系统总体框图如图1所示。

2 硬件设计

2.1 控制系统

本设计采用西门子S7-200系列CPU226PLC,它具有体积小、性价比高、功能强、操作方便、程序设计简单以及扩展性强等优点,相比单片机系统具有较强的抗干扰能力,更好的可扩展性、稳定性和可维护性[3-4]。

图1 总体设计框图

2.2 传感器系统

2.2.1 Risym光敏电阻传感器

Risym型光敏传感器自带继电器,可直接控制交流或直流负载。该传感器的工作电压可分为直流5V,12V,24V三种,可根据实际情况自行选定工作电压,工作环境介于-30~+70℃,它灵敏度高,价格较低,体积小等优点,符合本次设计要求。

2.2.2 SL625型红外传感器

SL625是人体红外感应传感器,利用菲涅耳透镜原理,增加探测距离,提高探测灵敏度。它的工作电压是直流2.2~18V,工作温度为-20~+85℃,感应距离为12m。它利用可重复触发工作模式时,具有延时和封锁时间功能。

2.2.3 JHBM-7型压力传感器

JHBM-7型压力传感器用于检测行人经过时在地面产生的压力,分布在人行道路主要位置的路面下。它的量程为10~200kg,灵敏度为1.5±0.2mv/V,工作时外部环境温度为-20~+70℃,绝缘电阻≥ 2000 MΩ,具有密封性好,长期运行稳定等特点。

2.2.4 SW-420型振动传感器

SW-420型传感器是一种振动开关,它的主要作用是采集机械量,并转换为成一定比例的电量,系统中用以判断是否有车辆经过。其工作电压为12V,环境温度小于80℃即可,它的灵敏度高,抗干扰能力强,产品外观由热缩管封装,防水、防潮性能良好。

2.2.5 XD-74声音传感器

XD-74型声音传感器主要用来检测声音的有无,对声音的大小则不用考虑,这里主要用来检测车辆以及行人所发出来的声音。工作电压为3.3V~5V,输出为数字量,此声音传感器内部设有继电器,当外界环境声音强度与阈值比较发生变化时,输出高、低电平传送给PLC,控制系统相应动作。

2.3 通信系统

系统以有线传输为主,备有无线传输作为冗余通信方式,当路灯系统遇到故障时,将向中心控制台反馈故障及定位信息,以便及时处理[5-6]。

3 软件设计

根据区域内设备的数量及输入输出端口的控制要求进行I/O地址分配,对元器件进行硬件线路连接后,运用编程软件进行软件编程及调试。

4 结语

本设计综合应用了PLC控制技术、传感器技术等相关知识,系统的进行了硬件的设计、软件的设计和仿真,完成了基于PLC的城市街道智能照明控制系统的设计,通过对所编程序进行仿真及调试,实现了系统的设计要求,满足了相关功能。在今后的研究中将进一步利用相关技术提高其智能化程度。

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