基于PLC的校园照明智能控制系统设计开题报告

 2021-08-08 12:08

全文总字数:2014字

1. 研究目的与意义

近几年,随着科技进步,人们对照明灯具节能和科学化管理提出来更高要求,使得照明控制在智能化领域的地位越来越重要。相对商业楼宇而言,校园里的大功率动力和制冷设备比重较少,照明灯具则相对比重更多。使用照明控制系统,更能体现其在节能与管理方面的优势。

目前,大多数校园照明系统仍然使用人工控制,其缺点是控制复杂、修理困难、容易发生误动作。采用PLC智能控制,系统稳定可靠,可以完全满足学校的照明要求。

2. 国内外研究现状分析

新时代校园的建设要适应网络时代的发展,应引入智能化的概念。在传统的楼字自控系统中,一般只包括了综合布线、计算机网络、安防.消防、闭路监控等子系统。但近年来,随着科技的进步,人们对照明灯具节能和科学化管理提出了更高的要求,使得照明控制在智能化领域的地位越来越重要。而在新校区的建设热潮中,各大高校和他们的建设者也应意识到智能照明的重要性。相对商业楼字而言,校园里的大功率动力和制冷设备比重较少,照明灯具则相对比重更多。使用照明控制系统,更能体现其在节能与管理方面的优势,提高学校的科学管理水平。

十八大以来党中央提出的绿色节能发展理念,是人们热议的焦点。这几年随着国家绿色发展战略的实施,在日常生产中,节约能源的典型案例比比皆是,然而,在提到节能的时候人们很少在照明用电上去做点思考,大家往往认为照明容量小,用电量不大。其实,随着国家的发展,城市景观越来越漂亮,离不开这些照明设备,其数量大,分布广泛。不少高校位于较偏远的山区,用电量受地势及建筑物容积影响,导致其校园道路、绿化景观、广场、湖泊等公共照明占极大的比重。这些照明设备分布范围广,数量大,容量大,工作时间长,是校园用电损耗的主体。解决校园照明节能问题,对公共照明设备控制得当,便能够节省一大部分电能。对于教室、学生公寓的照明若也采用复杂的节能控制系统,往往是投入大反而收效甚微,因为,学生教室是不固定的,上课时才开灯,学生公寓也是在没人的时候随手关灯,没有统一的开闭时间。

3. 研究的基本内容与计划

一、硬件选择:PLC,可编程控制器,是上个世纪末发展起来的一种自动控制装置,是一种嵌入式的工控机,是基于计算机技术和自动控制理论发展而来的。它既不同于普通的计算机,又不同于一般的计算机控制系统,作为一种特殊形式的计算机控制装置,它在系统结构,硬件组成,软件结构以及多通道用户界面等许多方面都有其特殊性。在硬件方面,PLC采用性能优良的开关电源,加上合理的系统结构,使PLC具有很强的抗振动冲击的性能。使用上,应用灵活、使用方便 模块化的PLC设计,使用户能根据自己控制系统的大小、工艺流程和控制要求等来选择自己所需要的PLC的模块并进行资源配置和PLC编程。在安装时,由于PLC的I/O接口已做好,因此可以直接和外部设备相连,而不再需要专用的接口电路。而且PLC的软件功能取代了原来的继电器控制中间继电器、计时器、计数器等一些器件,所以硬件安装上的工作量相应减少。现在PLC不仅具有逻辑运算、定时、计数、顺序控制等功能,而且还具有A/D、D/A转换、数值运算和数据处理等功能。因此,它既可以对开关量进行控制,又可以对模拟量进行控制。

二、校园照明系统主要有道路控制输出信号、景观灯输出信号、公共绿地输出信号等,根据PLC控制原理对其进行I/O分配和绘制照明系统流程图及编写校园照明智能控制系统梯形图控制程序。最后经过模拟仿真运行,能够实现在发生事故的情况下由自动控制变换人工控制等要求。其中有分为四个方面:远程管理:站内监控主机能对所有 PLC 进行远程管理,设定路灯的开启与关闭时间。遥控:站内监控主机能在监控画面上对路灯进行远程控制。遥调:根据季节变化更改路灯的运行时间。遥信:随时监测校内路灯的开关状态和 PLC 运行状态是否良好。

三、具体安排:通过光感,感知外界的光强,光强未达到标准关闭所有灯光,光强达到标准开启景观灯,路灯是否开启需要判断路上是否有人。

为了最大限度地节能,设计时还考虑了季节的因素:夏季夜短昼长,开灯晚,熄灯早;冬季则相对开灯较早,熄灯则相对较晚。景观和公共绿地照明采用第1、第2时段全开,第3时段全熄的控制方式,控制简单易行,节能效果显著。

总体安排和计划进度(包括阶段性工作内容及完成时间):

① 1月10日-2月24日 查阅资料,拟定初步设计方案,撰写开题报告和文献综述;

② 2月25日-3月31日 完成控制系统的硬件设计;

③ 4月01日-4月30日 软件设计;进行测试、修改

④ 5月01日-5月31日 论文撰写及修改,准备答辩。

4. 研究创新点

模拟仿真运行,能够实现在发生事故的情况下由自动控制变换人工控制等要求。

遥控:站内监控主机能在监控画面上对路灯进行远程控制。

遥调:根据季节变化更改路灯的运行时间。

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