基于PLC的车间照明控制系统的设计
2020-01-08石凤霞
石凤霞
(金宇保灵生物药品有限公司，内蒙古 呼和浩特 010051)
1 PLC在车间照明控制系统设计中的优点
1.1 能够节约电能资源，减少灯具的损耗
采用智能照明控制系统，主要特点是节能。据国外研究，建筑办公用电约占建筑能耗的1/3。合理选择照明系统，不仅可以降低能耗，而且可以减少安装灯具。传统的办公楼照明控制系统白天关闭，晚上开放。智能化照明控制系统可自动开启灯具，减少灯具照明时间，节约电费，延长灯具寿命[1]。
1.2 能够改善照明强弱度，提高工作学习效率
良好的工作环境促进了工作绩效的提高，在智能照明控制系统的基础上，合理地选择灯具可以保证照明质量。总体上，系统分为2种控制方式：一种是开关，另一种是变暗，改变不同位置的光值，保证车轴的均匀性；另外，还配有电幕和变暗模块，可以充分利用自然光，自动调节内部照明，满足工作环境要求，有效提高工作绩效。
1.3 促进车间多样化管理，加快智能化发展
在现代建筑中，照明不仅改变了照明效果，而且给人们带来了丰富的视觉效果。结合建筑特点，景观照明和空气照明可以预测一年四季的变化，同时也可以预测设计节现场和庆典场景。在休息室或会议室，可以设置会议、休息、投影等不同的场景。与传统的控制方式相比，智能照明控制系统自动化程度高，可在无人参与的情况下实现开关和变暗效果。同时减少管理人员数量，消除人为干扰，优化管理工作。
2 基于PLC车间照明控制系统的总体设计
2.1 车间内照明光照强度采集
为了实时收集光照强度，根据距离分成6个区域窗口。每个区域应该配有照明传感器，收集给定物体上的光强度面积。收集强度信息应传输至控制命令模块，直到稍后处理操作。如果光传感器检测到自然光充足，照明装置将关闭，否则，照明装置将被打开。
2.2 车间室内人员分布情况采集
有许多系统用于收集车间内的人员分布情况。一是利用人体的红外传感器进行采集，二是采集视频监控。第一种方法具有成本低、信号处理简单等优点，但也存在不足，显然人体的红外传感器不容易实现工作人员的准确位置，无法获取员工在课堂上位置的详细信息，人体的红外传感器受环境温度的影响较大，易受不敏感现象影响诱导。第二种方法是视频监控，可以实现对人员的准确定位和对人员的实际部署情况进行监控，但是这个方法的成本太高了，而后期的信息分析和处理相对复杂[2]。
因此，本系统不采用上述2种常用方法，而是采用安装在车间每个座位上的红外线探测器来监控员工分布情况。什么时候有人坐在座位上，红外探测器发送信号并将其发送到控制单元，可根据每个座位收集的资料，评估是否有人在座位上，以便实际和准确地获得该班工作人员的分布情况，并根据程序控制灯照的数量与亮度。
2.3 基于PLC的车间照明控制系统的模块设计
在车间智能照明控制系统中，控制模块是核心模块。一方面可以接收信息检索器采集到的相关信息，如光传感器采集到的室内光线信息、红外传感器采集到的室内人员分布信息等。通过变暗发出控制指令并发送给模块驱动程序，模块驾驶员可以调节车间任何区域照明设备的亮度。
PLC系统不能直接用LED控制灯，所以系统选择drive-sw12LED驱动器来驱动LED灯模式。驱动器可以使用控制模块将暗信号的输出功率，即PWM周期转换为适当的电压值，以达到变暗所需的亮度，并最终实现达到变暗的目的。
整个系统的控制过程是对每个模块进行初始化，然后由工作人员获取室内光线强度和分布信息。根据《建筑照明设计》标准中对住宅建筑标准照明的要求，必须对各等级区域的强度值进行调整，并将调整后的强度值转换为控制信号的输出功率，以控制输出信号，每个房间LED灯的强度为最终调整的结果。延时一定时间后，各区域二极管的光强应与房间内的光强和人员布局相适应[3]。
2.4 车间照明控制系统的设计要求
智能照明控制系统的设计应满足以下要求：①现场控制，系统预置好场景后，只需按一下按钮即可进行场景切换，一般用于会议室、博物馆、多功能厅等场所。②恒照度控制，辅助使用光探测器，检测室内光照强度，控制光强变化。③定时控制，照明时间预先设定，达到规定时间后可自动开启或关闭。④就地手动控制，在特殊情况下，当自动控制失效时，应设置手动控制装置来调整照明系统。⑤图形监控，电子地图功能的配置有助于用户对控制区域内的所有灯具进行控制。⑥每日安排，如果有必要的话，每天都要根据需要将照明记录存储在日志中。⑦单灯监控，控制单个灯具的照明参数，可以达到精细化管理的目的[4]。
3 结语
总而言之，在车间照明控制系统设计的过程中，使用相应的PLC技术可以为车间节省预算。车间是一个照明系统多元化的单位，需要智能化的控制单元，这样才会节约资源，更快地实现由人工操作到智能化的车间照明控制，并且在很大程度上将智能控制系统结构化、系统化，让基于PLC的车间照明控制系统变得更容易，为未来的车间智能化发展奠定基础。
