基于plc的厂房灯光节能控制系统设计

《基于plc的厂房灯光节能控制系统设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、沐着3耆次摩创新设计论文题目：基于PLC的厂房灯光节能控制系统设计专业班级：学生姓名：学号：指导教师基于PLC的厂房灯光节能控制系统设计摘要：现代化的厂房灯光系统在智能性、节约能源等方面的要求越来越高。本文介绍Y—种基于PLC的厂房灯光控制系统设计方案。系统选用西门子公司的S7300系列可编程控制器并扩展I/0模块，并配置照度模块和红外检测模块，设计了基于模糊专家规则照明节能控制算法。该系统采用模块化结构设计，控制系统结构简单，外部线路简化，便于改进和扩充，可以满足工业仓库智能照明控制的要求，以达到节能目的。关键词：PLC；厂房灯光控制系统；智能；节能；节能随着工业社

2、会的不断发展和科技水平的日益提高，工业厂房对于照明的要求已经不再满足于简单的开关控制，现代化的照明系统在智能性、节约能源等方面的要求越來越高众多研宄设计人员开展了工业厂房智能照明的应用研究本文针对某工厂仓库合理照明、节能的控制要求，设计了一种基于PLC的工业仓库智能照明控制系统。I.系统总体设计本设计采用PLC控制仓库的照明，从节约电能的角度出发，考虑到仓库面积大，且仓库设置有大面积窗户的特点，提出以下照明控制系统节能设计方案（如图1所示）：控制系统采用PLC作为控制器，完成调节光照强度功能。将仓库分为8个区域分别进行照度检测，照度计作为检测装置来检测仓库的光照强度，

3、光照强度通过两个传感器的数据采数字量输入通道传输并存储在数据块中。集转换成4〜20mA电流信号，通过模拟量输入通道传输给PLC，通过数据转换指令将模拟量转换成浮点型并存储在数据块中；被动式红外探测器检测每个仓库区域的人员活动情况，红外探测信号通过。数字量输入通道传输并存储在数据模块中囝1照明控制系统结构厂房灯光节能控制系统的工作原理是:系统设置手动、动两种控制模式，在自动模式下，将照明按吋间分为日间照明吋段和夜间照明吋段，仓库分每个区域分别定时进行照度检测。将每个区域的灯分为8组，每组在照明区域内均匀分布，整个仓库8个区共64组。在曰间照明时段当仓库某个区域因为多云阴

4、天或雨雪天气等原因造成照度达不到设定的要求时按照基于模糊控制的智能照明控制算法调节照明灯组数。当仓库无人吋（如，用餐吋间）所有的灯都自动关闭；在手动模式不，所有区域的按照1〜8个照明等级同时开关I.PLC机型的选择及I/O口分配系统采用两门子S7—300系列PLC，根据工业库的照明控制要求，其CPU选用313C—2DP[7]。为了满足系统I/0点要求，需对其进行扩展，选用2块SM331模拟量输入模块共16路模拟量输入，接收每个区域配置2个照度检测变送器的照度信号。选用5块SM323，提供16路幵关量输入和64点开关量输出。PLC系统配置TP177B触摸屏通过Profi

5、Bus总线与PLC相连。I.外围功能电路的设计1.灯组控制由于LED节能灯节能效果明晶，而且LED灯比传统照明灯具碘钨灯寿命长，因此选用LED灯作为照明灯具。照明强度调节是将每个区域的灯分为4组实现，每组根据需要配置若干LED灯，因此每个配置的PLC的输出I/0校制一个G3R/G3RD型固态继电器控制LED灯组，如图2所示：渝出G3K/G3IU)图2固态继电器控制LED灯组电源示意图2.照度计的选用本设计选用ALPD004101光照度变送器，其测量范围：0〜20000LX，可根据实际需要将每个区域的照度计有效值信号值设置为0LX〜1000LX；准确度：±1%;输岀形式

6、选用4〜20mA电流输出［8］。3.被动式红外探测器的选用本设计选用6180系列被动红外探测器检测仑库区域内是否有人员活动。其探测距离：直径13。7m;输出形式为C型继电器［9］。I.照明模糊控制算法及控制程序设计1.照明模糊控制算法在日问照明时段当仓库某个区域因为多云阴天或雨雪天气等原因造成照度达不到设定的要求时，设定采样周期为5min,定时采集各区域照度数据，按照基于模糊控制的智能照明控制算法调节照明灯组数模糊控制器是选择模糊化后的本次照度偏差e和上一次照度偏差e’作为输入变量，把照明灯组数变化量Au作为输出。其中e和e’的模糊化算法为.v(1)其中e，e’e［a

7、,b］为照度偏差的取值范围，ye［—n，n］，n8，其语言变量取值为｛NL，NS，NM，Z，PS，PM，PB｝，其隶属度曲线如图3,制定模糊专家规则如表1所示。智能调节算法原理是:根据采集到的照度数据，从模糊控制规则表中映射岀对应的输出，采用极大极小推理法得到控制量的输出模糊集，将推理规则得出的模糊规则取并运算，然后采用重心法解模糊，得到照明灯组数变化量Au的精确量，Au的取值范围［一8,8］，若当前照明灯组数为则最终照明灯组数是u+Au,其取值范围是［0,8］。XNBNMNSZPSPMPBNBNBNBNMNSZPSPMNMNBNMNSZZPSPMN