學(xué)校體育館智能燈光管理系統(tǒng)

江蘇省昆山開放大學(xué) 吳 濤

學(xué)校新建了室內(nèi)一個體育館，體育館的室內(nèi)活動場所根據(jù)需要分成了以下幾個工作區(qū)域，更衣室區(qū)域、活動A區(qū)、活動B區(qū)、活動C區(qū)、活動D區(qū)，現(xiàn)在學(xué)校想制作一個智能體育場燈光管理系統(tǒng)，對這些區(qū)域進(jìn)行燈光的智能控制。具體要求如下：

1、到了早上五點(diǎn)鐘以后，體育館各個活動區(qū)域照明才可以啟動。

2、晚上九點(diǎn)四十五分以后，在確定有照明區(qū)域的照明被開啟情況下，會有語音提示，提示體育場將會關(guān)閉照明系統(tǒng)，只要有一個照明區(qū)域有照明存在，語音提示按一定時間循環(huán)播放，直到所有照明區(qū)域照明全部關(guān)閉，提示語音結(jié)束。還可以手動測試語音提示。

3、到了晚上十點(diǎn)開始自動關(guān)閉照明，首先關(guān)閉A區(qū)照明、10分種后關(guān)閉B區(qū)照明、10分種后關(guān)閉C區(qū)照明、10分種后關(guān)閉D區(qū)照明、再過10分種后關(guān)閉更衣室的照明。此后一直到早上五點(diǎn)鐘這一段時間內(nèi)按照明啟動按鈕無效。

接到設(shè)計任務(wù)后，對控制要求進(jìn)行了分析：在早上五點(diǎn)到晚上十點(diǎn)我可以任意啟動或停止各個照明區(qū)域照明，必須要有這樣的一種定時器，這種定時器可以讀取系統(tǒng)的時間，而市場中大部分PLC不具有這種定時器，只有西門子小型控制器LOGO!內(nèi)部有周定時器可以實現(xiàn)這樣的功能。本系統(tǒng)占用輸入點(diǎn)11個，6個輸出點(diǎn)。所以我選擇西門子LOGO!230MR，再加上擴(kuò)展模塊DM8 230R，共有12輸入點(diǎn)，8個輸出點(diǎn)。由于LOGO!230MR供電采用的是交流220V，所選用的元器件均采用220V供電，便于設(shè)備的統(tǒng)一。具體設(shè)計如下所示：

一、現(xiàn)場I/O分配表

1、現(xiàn)場I/O分配表

照明區(qū)域照明控制和晚上關(guān)燈前的語音提示，我選擇用交流接觸器主觸點(diǎn)來控制。交流接觸器線圈則利用程序來控制。

表1 學(xué)校體育場智能燈光管理系統(tǒng)現(xiàn)場I/O分配表

2、外部硬接線圖如圖1所示

3、與之配套程序如圖2所示

4、控制程序分析

圖1 學(xué)校體育場智能燈光管理系統(tǒng)外部硬接線圖

圖2 學(xué)校體育場智能燈光管理系統(tǒng)現(xiàn)場I/O分配表

在介紹整個程序之前，首先我們要介紹一個內(nèi)部軟元件周定時器的使用用法。西門子LOGO!230MR內(nèi)部有一定數(shù)量的周定時器，這種定時器不需要觸發(fā)，可以直接使用，通過讀取程序內(nèi)部系統(tǒng)時間來設(shè)定它的接通時間和時間，還可以設(shè)定每周星期幾啟作用。通過控制要求的分析可知，照明區(qū)域A的照明在每天的22:00自動斷電，在22:00到早上5:00這一段時間內(nèi)是不能啟動的區(qū)域A的照明；照明區(qū)域B的照明在每天的22:10自動斷電，在22：10到早上5:00這一段時間內(nèi)是不能啟動區(qū)域B的照明；照明區(qū)域C的照明在每天的22:20自動斷電，在22：20到早上5:00這一段時間內(nèi)是不能啟動區(qū)域C的照明；照明區(qū)域D的照明在每天的22:30自動斷電，在22：30到早上5:00這一段時間內(nèi)是不能啟動區(qū)域D的照明；更衣室區(qū)域的照明在每天的22:40自動斷電，在22：40到早上5:00這一段時間內(nèi)是不能啟動更衣室區(qū)域的照明；在每天21點(diǎn)45分開始接通，在任何一照明區(qū)域有照明的情況下有語音提示，語音提示在晚上23點(diǎn)結(jié)束。通過上面控制要求的分析，所以在本程序當(dāng)中設(shè)定了6個周定時器來自動控制照明的斷開。按下啟動A區(qū)域照明按鈕SB3，PLC輸出點(diǎn)Q1得電并自鎖，外部接觸器KM1的線圈得電，KM1接觸器的主觸點(diǎn)閉合，讓A區(qū)域照明啟動。A區(qū)域照明關(guān)閉有二種方式，一種是手動關(guān)閉，在早上5:00以后到晚上22:00之間，可以通過按下按鈕SB4來讓Q1斷開，外部接觸器KM1失電，KM1接觸器的主觸點(diǎn)斷開，照明區(qū)域A照明斷開；另外一種方式為自動關(guān)閉，到了晚上22:00，周定時器T1工作，T1的常閉觸點(diǎn)變成常開觸點(diǎn)，讓Q1斷開，外部接觸器KM1失電，KM1接觸器的主觸點(diǎn)斷開，照明區(qū)域A照明斷開，到了早上5:00周定時器T1停止工作，T1常閉觸點(diǎn)恢復(fù)閉合狀態(tài)，此時啟動按鈕SB3和停止按鈕SB4可以起作用了?？刂破渌鼌^(qū)域照明原理相同，只是控制開關(guān)和時間稍有不同。控制B區(qū)域照明開關(guān)啟動開關(guān)為SB5，停止開關(guān)為SB6，自動控制的周定時器為T2，控制時間為22:10到5:00；控制C區(qū)域照明開關(guān)啟動開關(guān)為SB7，停止開關(guān)為SB8自動控制的周定時器為T3，控制時間為22:20到5:00；控制D區(qū)域照明開關(guān)啟動開關(guān)為SB9，停止開關(guān)為SB10，自動控制的周定時器為T4，控制時間為22:30到5:00；控制更衣室照明開關(guān)啟動開關(guān)為SB11，停止開關(guān)為SB12，自動控制的周定時器為T5，控制時間為22:40到5:00。對于語音提示控制與這些照明不同，語音提示采用專用控制系統(tǒng)單元，只要一給這個單元供電，語音提示內(nèi)容將一直循環(huán)播放，根據(jù)控制要求可知語音提示開始工作有二種情況，第一種情況是手動測試，通過按下按鈕SB13，通過程序接通了內(nèi)部輔助繼電器M1，M1直接接通Q6，Q6閉合接通了接觸器KM6，最后由KM6的主觸點(diǎn)接通了語音提示模塊；第二種情況在有照明的情況語音自動提示，各個區(qū)域的照明是通過Q1，Q2，Q3，Q4，Q5來控制的，通過它們的常開并聯(lián)來驅(qū)動Q6，但由于語音提示工作還要有一個條件，在晚上9:45分開始提示，一直到所有的照明區(qū)域的照明全部關(guān)閉為止，Q1，Q2，Q3，Q4，Q5的常開觸點(diǎn)并聯(lián)后，再串聯(lián)一個周定時器T7的常開觸點(diǎn)，周定時器到了指定時間動作，然后驅(qū)動Q6，接通語音提示，到了全部照明關(guān)閉后，晚上23:00斷開周定時器T7。

將圖2所示的程序下載到LOGO！控制器內(nèi)，外部接線按圖1所示完成，做好控制箱。通過幾天試運(yùn)行，符合學(xué)校提出的設(shè)計要求，運(yùn)行也比較穩(wěn)定。

[1]陳浩編.圖解西門子LOGO！應(yīng)用技術(shù)[M].北京:中國電力出版社,2014.

[2]西門子有限公司著.深入淺出西門子LOGO![M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2015.

[3]陳浩編著.案例解說西門子LOGO！與變頻器綜合應(yīng)用[M].北京:中國電力出版社,2014.