基于WAGO控制器的智能照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)

丁 敬 保

[萬可電子(天津)有限公司, 天津　301700]

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基于WAGO控制器的智能照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)

丁 敬 保

[萬可電子(天津)有限公司, 天津301700]

摘要：設(shè)計(jì)了一種基于WAGO控制器的智能照明控制系統(tǒng)。系統(tǒng)通過現(xiàn)場(chǎng)可復(fù)位開關(guān)和觸摸屏,實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)照明燈具的控制,照度傳感器可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)光照自動(dòng)或手動(dòng)對(duì)部分燈具進(jìn)行調(diào)光控制,軟件算法可以對(duì)照明燈具和開關(guān)進(jìn)行虛擬房間配置。提出基于WAGO控制器的智能照明系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠,配置靈活,能夠智能控制現(xiàn)場(chǎng)照明,節(jié)能效果顯著。

關(guān)鍵詞：智能照明系統(tǒng); 節(jié)能; WAGO控制器; 軟件設(shè)計(jì)

0引言

隨著我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)的高速發(fā)展,工廠照明水平逐年提高,照明電能消耗量逐年上升。目前,照明耗電占年發(fā)電總量的10%,尤其在現(xiàn)代建筑、企業(yè)工廠,照明耗電占總耗電的40%,且大部分照明燈具采用手動(dòng)開關(guān)控制,造成大量的能源浪費(fèi)[1-2]。我國(guó)正在實(shí)行節(jié)能減排政策,智能化的照明控制系統(tǒng)可以節(jié)約能源,提高生產(chǎn)效率,降低安全事故發(fā)生率,給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

本文設(shè)計(jì)了一種基于WAGO控制器的智能照明控制系統(tǒng),可以對(duì)燈具進(jìn)行調(diào)光,通過靈活分組適應(yīng)特定區(qū)域?qū)艟吆烷_關(guān)的要求。

1智能照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

智能照明控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示,主要包括基于WAGO可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller,PLC)的智能照明控制板、照度傳感器、自復(fù)位開關(guān)、帶有調(diào)光器的LED燈具以及普通的LED燈具等。照度傳感器檢測(cè)被照區(qū)域的自然照度,將照度信號(hào)傳送給智能照明控制板中的WAGO PLC。PLC是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心,負(fù)責(zé)信號(hào)的采集處理以及輸出控制,實(shí)現(xiàn)智能照明控制算法等邏輯控制,且具有Web可視化的功能,可以實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互畫面的存儲(chǔ)?？刂撇糠指鶕?jù)接收到的控制信號(hào)類型,進(jìn)行相應(yīng)燈具或調(diào)光操作。

圖1　智能照明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2智能照明控制板硬件設(shè)計(jì)

智能照明控制板的PLC采用WAGO-I/O-750系列模塊,主要由750-8202 CPU模塊、750-1405數(shù)字量輸入模塊、750-1504數(shù)字量輸出模塊、750-455模擬量輸入模塊、750-560模擬量輸出模塊和750-600終端模塊組成。為了現(xiàn)場(chǎng)接線的方便,智能照明控制板設(shè)計(jì)了多種接口端子,包括開關(guān)量輸入接口、開關(guān)量輸出端子、模擬量輸入端子和模擬量輸出端子。

開關(guān)量輸入接口用來接入現(xiàn)場(chǎng)的自復(fù)位開關(guān)面板信號(hào),最多可接入16路輸入信號(hào)。開關(guān)量輸出接口通過控制接觸器線圈實(shí)現(xiàn)對(duì)LED燈具進(jìn)行開閉控制。模擬量輸入接口連接光照度傳感器。模擬量輸出模塊對(duì)帶調(diào)光器的LED燈具調(diào)光控制。

智能照明控制板中設(shè)計(jì)了由看門狗繼電器和二極管端子組成的保護(hù)回路,可以在CPU“失控”的情況下,將DALI燈具和金鹵燈等回路控制的燈具全部打開。保護(hù)回路控制電氣原理如圖2所示。

圖2　保護(hù)回路控制電氣原理

其工作過程如下:

(1) 正常情況下,由看門狗繼電器控制的電

源LT_24 V失電,WAGO繼電器由PLC的輸出模塊750-1504控制。

(2) CPU一旦異常,看門狗繼電器控制的電源LT_24 V得電,WAGO繼電器將不受PLC的輸出模塊750-1504控制,處于吸合狀態(tài)。

3軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)分為開閉控制、調(diào)光控制和虛擬房間配置等。系統(tǒng)初始化后,采集自復(fù)位開關(guān)和照度傳感器的信號(hào),將采集到的自復(fù)位開關(guān)信號(hào)傳送到PLC,對(duì)相關(guān)虛擬房間的燈具進(jìn)行開閉控制。系統(tǒng)可以對(duì)調(diào)光的模式進(jìn)行選擇,當(dāng)切換到手動(dòng)模式時(shí),在觸摸屏上的人機(jī)界面選擇不同的照度,實(shí)現(xiàn)對(duì)燈具照度的控制；當(dāng)切換到自動(dòng)模式時(shí),系統(tǒng)根據(jù)照度傳感器的信號(hào),實(shí)現(xiàn)恒照度。軟件流程如圖3所示。

圖3　軟件流程

為了實(shí)現(xiàn)智能照明系統(tǒng)配置靈活的要求,系統(tǒng)軟件在設(shè)計(jì)時(shí)引入了虛擬房間的理念。

觸摸屏畫面的虛擬房間配置如圖4所示。

操作者通過觸摸屏人機(jī)界面的操作,可以將任意多條回路和自復(fù)位開關(guān)配置在一個(gè)虛擬房間中。目前該系統(tǒng)可以配置虛擬房間的數(shù)量多達(dá)16個(gè),同一虛擬房間內(nèi)的燈具可以執(zhí)行同一操作。如果后期現(xiàn)場(chǎng)對(duì)燈光的位置要求有變化,維護(hù)人員無需改變現(xiàn)場(chǎng)布線,可通過配置軟件修改虛擬房間中的燈具即可滿足現(xiàn)場(chǎng)需求。

圖4　觸摸屏畫面的虛擬房間配置

4結(jié)語

設(shè)計(jì)了基于WAGO控制器的智能照明控制系統(tǒng),對(duì)燈光照明既可以實(shí)現(xiàn)開閉控制,也可以實(shí)現(xiàn)調(diào)光控制,達(dá)到了節(jié)能的目的。觸摸屏作為人機(jī)交互平臺(tái),方便現(xiàn)場(chǎng)操作人員進(jìn)行本地控制,同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)燈具和開關(guān)進(jìn)行虛擬房間的配置,具有靈活方便的特點(diǎn)。PLC具有的工業(yè)以太網(wǎng)接口為與上位Scada系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)預(yù)留了空間。該智能照明控制系統(tǒng)已在某大型工廠應(yīng)用,并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。除工廠照明之外,該照明控制系統(tǒng)還可應(yīng)用在倉(cāng)庫(kù)、車站、室內(nèi)體育場(chǎng)館、酒店等照明場(chǎng)所。

參考文獻(xiàn)

[1]朱則剛.現(xiàn)代智能照明的控制[J].光源和照明,2007(3):25-27.

[2]張桐,湯占軍,張礦偉,等.基于WinCC的智能照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)[J].制造業(yè)自動(dòng)化,2014(12):104-107.

[3]鄭重,趙德斌.基于電力線載波技術(shù)的LED路燈智能管理系統(tǒng)[J].現(xiàn)代建筑電氣,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

中圖分類號(hào)：TU 201.5

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號(hào)：1674-8417(2016)04-0039-03