照明自动控制系统设计

时间：2024-05-04

梁源

摘要随着社会的发展，对于照明自动控制的要求逐渐朝着节能目标前进。就当前的学校而言，开展合理的照明自动控制系统设计，就可以帮助学校达到节约照明用电，实现节能降耗的目的，满足照明自动控制系统设计的要求。所以，希望通过本文的探究，能够对照明自动控制系统的设计有一个全面的了解，同时也能够更进一步的认识节能降耗的意义。

【关键词】照明自動控制节能设计

随着社会对于节能减排的广泛关注，尤其是在现阶段电能短缺对经济发展以及人民生活造成影响的时刻，在很多学校，依赖人工管理的方式，很容易造成电能的浪费以及经济的损失。所以，通过照明自动控制系统的合理设计，不但可以节约经济，还可以达到节能降耗的目标。

1 节能潜力分析

就节能潜力而言，拥有怎样的节能潜力会直接影响到自动控制系统设计是否值得，当自动控制设计能够达到一定程度的资源节约，那么自动控制就非常的必要。我们以某个学校教室的照明设计国家节能标准来计算，教室照明功率的密度为10W/m2，每一天正常用电15h，一个教室标准面积为96m2，每一个教学年度按照270天来计算，假设一个学校有200间教室，节电按照平均30%来计算，那么一年所节约的电费在12-20万元。所以，研究教室节能照明自动控制系统，不但可以满足学校基本的照明需求，同时也可以实现对照明的节能自动化控制，在节能降耗的基础上，能够延长灯具使用的基本寿命，进而降低运行的费用，最终成为建筑节能不可或缺的一部分。

2 教室自动控制系统设计的方案

在对教室自动控制系统进行设计的时候，首先我们需要了解系统控制的整体结构，能够对其有一个清晰的分析与认识。然后，分析不同时间段的控制策略，这样才能够设计出完美的方案，实现教室自动控制系统的设计。

2.1 系统控制结构

基于“上位机-PLC-现场节点”的结构，按照“分布执行，集中管理”的方式来控制系统的各个设备，其控制系统见图1所示。本系统选择的下位机为西门子S7-200型PLC，在工作人员登录系统之后，就可以在其中设定特定的教室课表，然后发送到PLC中进行保存，并且在上位机中保存。在PLC接受课表数据之后，就会按照上课的时间段来对教室内的照明灯具开关加以安排，最终达到照明自动控制的要求，这样可以有效避免浪费的出现。工作人员按照上位机软件，也可以对教室的特定课表进行随时的更改，也可以直接利用远程控制在对灯具开关加以控制，使得控制灵活快捷。在上位机软件能够监控特定教室灯具使用的情况下，也包含了实时的开关状态与使用时间等，数据能够保存在上位机之中。

2.2 控制系统的主要控制策略

本控制系统是基于时间控制的策略，并且按照教室的实际工作时间来进行调整。

（1）正常工作日，在周一到周五，严格按照课表的时间来进行灯具的开关控制。

（2）在休息时间，控制系统白天不开灯，在教室内按照现场的实际需求实施人工开灯。在晚上开启三分之一灯具，22点之后，检查开关并且关闭所有的灯具。

（3）寒暑假，控制系统不会开启所有的灯具。

3 控制系统硬件设计

按照某教学楼具体情况的分析，对于教室之内所使用的灯具选择同一布局的方式。灯具选择36W日光灯，中等规模教室有9根日光灯。在教室内部按照每一排三个灯具一组，前中后三排的模式，教室里面的开关一次性的控制一排三个灯具。所以，基于这一特点，就实施了前中后位置的一、二、三号灯具的位置划分[2]。

4 控制系统上位机软件设计

上位机软件在本控制系统最上层运行，属于控制系统的核心，也是整体系统的监控平台，可以满足PLC控制、灯具运行监控、现场灯具直接控制以及灯具运行时间统计等多种功能。这一控制系统上位机软件选择C#语言进行编写，再利用.Net技术提供丰富资源，就可以满足上位机的各项功能要求。

这一控制系统的控制是基于时间作为依据，同时，基于教室内部时间使用的特殊要求，在设计之中提出了基于课表控制教室灯具的方法。基于这一基本思想，按照课表的时间数据，当系统判断为上课时间，就会控制灯具进行工作，但是出于下课时间，在预留一定时间之后，就会直接关闭灯具。

4.1 人机交互界面设计

在人机交互界面设计之中，用户可以直观方便的输入课表数据，也可以直接对现场的灯具进行开关的控制。