Αυτοματοποίηση φωτισμού τάξεων

Η εξοικονόμηση ενέργειας είναι μια δραστηριότητα (πρακτική, επιστημονική, οργανωτική, ενημερωτική) που αποσκοπεί στην ορθολογική και οικονομική χρήση της μετασχηματισμένης και πρωτογενούς ενέργειας και φυσικών πηγών ενέργειας.

Ένα σημαντικό μέρος του κόστους του οργανισμού στον τομέα των κατοικιών και των δημοτικών υπηρεσιών είναι το κόστος ηλεκτρικής ενέργειας. Ας δούμε ένα παράδειγμα του πώς μπορείτε να οργανώσετε ένα από τα μέτρα για να εξοικονομήσετε ηλεκτρικό ρεύμα, αυτοματοποιώντας τον έλεγχο φωτισμού στις αίθουσες διδασκαλίας.

Τα σύγχρονα συστήματα ελέγχου φωτισμού σας επιτρέπουν να δημιουργείτε τις βέλτιστες συνθήκες για τη διαμονή, την παρουσία ανθρώπων, καθώς και να εξοικονομείτε σημαντικά ενέργεια.

Μια πολύ κοινή κατάσταση - οι φοιτητές και οι εκπαιδευτικοί, έχοντας περάσει ένα μάθημα στην τάξη, συνεχώς ξεχνούν να σβήσουν τα φώτα μετά την αναχώρησή τους. Αυτό δημιουργεί το πρόβλημα - πώς να βεβαιωθείτε ότι μετά την έξοδο από την τάξη, το φως σβήνει;

Στόχος της εργασίας μας ήταν να δημιουργήσουμε ένα μοντέλο υπολογιστή ενός αυτοματοποιημένου συστήματος ελέγχου φωτισμού στην τάξη, το οποίο εξοικονομεί ενέργεια.

Κατά την ανάπτυξη, χρησιμοποιήθηκε μια μέθοδος προσομοίωσης υπολογιστών. Έχουμε σχεδιάσει ένα αυτόματο σύστημα ελέγχου φωτισμού στην τάξη, το οποίο, όταν υπάρχουν άνθρωποι στην τάξη, ανάβει αυτόματα το φως και όταν το τελευταίο εγκαταλείπει το δωμάτιο, το απενεργοποιεί.

Για να γίνει αυτό, στην είσοδο της τάξης σε μικρή απόσταση ο ένας από τον άλλο, πρέπει να εγκατασταθούν δύο διακριτοί αισθητήρες κίνησης: ο ένας έξω, ο άλλος μέσα στο δωμάτιο. Ο αισθητήρας ενεργοποιείται όταν ένα άτομο εισέλθει στη ζώνη της δράσης του.

Όταν ενεργοποιηθεί ο εξωτερικός αισθητήρας, τότε ο εσωτερικός αισθητήρας, σημαίνει ότι ένα άτομο έχει εισέλθει στο δωμάτιο. Όταν ενεργοποιείται ο εσωτερικός αισθητήρας, τότε ο εξωτερικός αισθητήρας σημαίνει ότι το άτομο έχει εγκαταλείψει το δωμάτιο.

Είναι απαραίτητο να εξετάσετε τον αριθμό των ατόμων στο δωμάτιο. Εάν ένα άτομο εισήλθε, ανάψτε το φως · εάν ένα άτομο βγήκε, σβήστε το φως. Όσο τουλάχιστον ένα άτομο παραμένει στο δωμάτιο, το φως πρέπει να είναι αναμμένο.

Για τη δημιουργία ενός αυτόματου συστήματος ελέγχου φωτισμού, χρησιμοποιήθηκε ο ελεγκτής PLC 150 από το OVEN. Πρόκειται για ελεγκτή ενός τεμαχίου με διακριτές και αναλογικές εισόδους / εξόδους επί του σκάφους για αυτοματοποίηση μικρών συστημάτων. Το PLC150 είναι εξοπλισμένο με 6 διακριτές 4 γενικές αναλογικές εισόδους, 4 εξόδους ρελέ και 2 αναλογικές εξόδους. Έχει διασυνδέσεις Ethernet, RS-232, RS-485.

Με αυτή τη συσκευή, μπορείτε να αυτοματοποιήσετε τον φωτισμό σχεδόν κάθε πολυπλοκότητας. Ταυτόχρονα, δεν απαιτούνται ενδιάμεσες επαφές, με την ενεργοποίηση ηλεκτρικών κυκλωμάτων με ενσωματωμένους ηλεκτρομαγνητικούς ηλεκτρονόμους. Για την εναλλαγή κυκλωμάτων φωτισμού, είναι απαραίτητο να χρησιμοποιηθούν μαγνητικοί εκκινητήρες (ένας εκκινητής ανά κύκλωμα). Το πηνίο κάθε εκκινητή συνδέεται στις εξόδους ρελέ του PLC.

Εκτός από τον ελεγκτή, το κύκλωμα αυτοματισμού χρησιμοποιεί 2 αισθητήρες κίνησης HC-SR501. Αυτοί οι αισθητήρες κίνησης εξόδου δίνουν μια λογική μονάδα εάν κάποιος κινείται και είναι μηδέν αν δεν υπάρχει κίνηση. Όταν ενεργοποιείται κάθε αισθητήρας κίνησης, μια μονάδα θα σταλεί σε μία από τις εισόδους του ρελέ PLC.

Η δημιουργία του αλγορίθμου εργασίας ξεκινά με τη λήψη του προγράμματος CoDeSys. Είναι δωρεάν και περιλαμβάνεται στο PLC. Το CoDeSys εφαρμόζει διάφορες μεθόδους (γλώσσες) για την ανάπτυξη ενός αλγορίθμου σύμφωνα με το διεθνές πρότυπο IEC 61131.

Το τελικό πρόγραμμα που γράφεται στο CoDeSys φαίνεται στο σχήμα.

Πρόγραμμα αυτοματισμού φωτισμού τάξεων

Το πρόγραμμα που δημιουργήσαμε χρησιμοποιεί 2 R-flip-flops, δύο AND, ένα CTUD μετρητή και ένα χρονόμετρο TOF.

Το μπλοκ λειτουργιών R_TRIG παράγει έναν παλμό στην ανερχόμενη ακμή του σήματος εισόδου.

Η έξοδος Q είναι FALSE όσο η είσοδος CLK είναι FALSE. Μόλις ο CLK λάβει TRUE, το Q έχει οριστεί σε TRUE.Την επόμενη φορά που θα καλέσει το μπλοκ λειτουργίας, η έξοδος θα επαναφερθεί σε FALSE. Έτσι, το μπλοκ δίνει μία μόνο ώθηση σε κάθε μετάβαση CLK από FALSE σε TRUE.

AND - λογική λειτουργία I. Το αποτέλεσμα της λογικής λειτουργίας AND θα είναι 1 εάν a και b είναι 1, και σε όλες τις άλλες (άλλες) περιπτώσεις, το αποτέλεσμα θα είναι 0.

Το CTUD είναι ένας αναστρέψιμος μετρητής. Αυτό το μπλοκ λειτουργίας χρησιμοποιείται για αντίστροφη μέτρηση προς τα κάτω και προς τα επάνω. Το σήμα "1" στην είσοδο R προκαλεί την εκχώρηση της τιμής "0" στο CV απόδοσης. Το σήμα "1" στην είσοδο LD προκαλεί την αντιστοίχιση μιας τιμής στην είσοδο PV στο CV της εξόδου. Σε κάθε μετάβαση από το "0" στο "1" στην είσοδο CU, η τιμή CV αυξάνεται κατά 1. Σε κάθε μετάβαση από το "0" στο "1" στο CD εισόδου, η τιμή CV μειώνεται κατά 1.

TOF - λειτουργία χρονοδιακόπτη "off-delay". Παρέχει μια χρονική καθυστέρηση πριν κλείσει τα φώτα αφού εγκαταλείψει το τελευταίο άτομο από την τάξη.

Επιπλέον, μπορεί να προστεθεί ένα φωτοκύτταρο στο κύκλωμα, το οποίο ενεργοποιεί και απενεργοποιεί αυτόματα τον φωτισμό, ανάλογα με τις συνθήκες φωτισμού. Η επαφή του φωτορεπορτα πρέπει να γίνει σε μία από τις εισόδους ρελέ του PLC και στο πρόγραμμα, πριν από το χρονοδιακόπτη, βάλτε ένα άλλο στοιχείο AND (AND) - μία από τις εισόδους του οποίου θα είναι μια λογική μονάδα με το ρελέ φωτογραφίας.

Σε αυτή την περίπτωση, το φως στο δωμάτιο θα ενεργοποιηθεί μόνο αν υπάρχουν άτομα στο δωμάτιο και γίνεται σκοτεινό στην τάξη.

Ως αποτέλεσμα της μελέτης, αναπτύχθηκε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα του συστήματος φωτισμού, γράφτηκε ένα πρόγραμμα και δημιουργήθηκε ένα μοντέλο υπολογιστή του συστήματος φωτισμού στην τάξη.

Το αυτοματοποιημένο σύστημα ελέγχου φωτισμού στην τάξη θα εξοικονομήσει σημαντικά ηλεκτρική ενέργεια και χάρη στο έργο της, η διάρκεια ζωής των λαμπτήρων αυξάνεται.