Automatizace osvětlení učebny

Úspora energie je činnost (praktická, vědecká, organizační, informační) zaměřená na racionální a ekonomické využití transformované a primární energie a přírodních energetických zdrojů.

Významnou součástí nákladů organizace v oblasti bydlení a komunálních služeb jsou náklady na elektřinu. Podívejme se na příklad, jak můžete uspořádat jedno z opatření na úsporu elektřiny automatizací řízení osvětlení ve třídách.

Moderní systémy řízení osvětlení umožňují vytvářet optimální podmínky pro pobyt, přítomnost lidí a také výrazně šetřit energii.

Velmi běžná situace - studenti a učitelé, kteří strávili hodinu ve třídě, po opuštění zapomněli stále zhasnout světla. To vyvolává problém - jak se ujistit, že poté, co poslední osoba opustí učebnu, zhasne se světlo?

Cílem naší práce bylo vytvořit počítačový model automatizovaného systému řízení osvětlení ve třídě, který šetří energii.

Při vývoji byla použita metoda počítačové simulace. V učebně jsme navrhli automatický systém řízení osvětlení, který, když jsou ve třídě lidé, automaticky zapne světlo a když poslední osoba opustí místnost, vypne ji.

Za tímto účelem musí být u vchodu do učebny na krátkou vzdálenost od sebe nainstalovány dva diskrétní snímače pohybu: jeden venku, druhý uvnitř místnosti. Senzor se spustí, když osoba vstoupí do zóny své činnosti.

Když je spuštěn externí senzor, pak interní, znamená to, že osoba vstoupila do místnosti. Když je nejprve aktivován interní senzor, pak externí, znamená to, že daná osoba opustila místnost.

Je třeba zvážit počet lidí v místnosti. Pokud osoba vstoupila, zapněte světlo, pokud osoba vystoupila, vypněte světlo. Dokud v místnosti zůstane alespoň jedna osoba, musí být světlo zapnuto.

K vytvoření automatického systému řízení osvětlení byl použit ovladač PLC 150 od OVEN. Jedná se o jednodílný ovladač s diskrétními a analogovými vstupy / výstupy na desce pro automatizaci malých systémů. PLC150 je vybaven 6 diskrétními 4 univerzálními analogovými vstupy, 4 reléovými výstupy a 2 analogovými výstupy. Má rozhraní Ethernet, RS-232, RS-485.

S tímto zařízením můžete automatizovat osvětlení téměř jakékoli složitosti. Současně nejsou potřeba mezilehlé kontakty, spínání elektrických obvodů nastává pomocí zabudovaných elektromagnetických relé. Pro přepínání světelných obvodů je nutné použít magnetické spouštěče (jeden startér na obvod). Cívka každého startéru je připojena k reléovým výstupům PLC.

Kromě řídicí jednotky používá automatizační obvod 2 pohybové senzory HC-SR501. Tyto výstupní snímače pohybu dávají logickou jednotku, pokud se někdo pohybuje, a nulu, pokud není pohyb. Po spuštění každého snímače pohybu bude jednotka odeslána na jeden z reléových vstupů PLC.

Vytvoření pracovního algoritmu začíná stažením programu CoDeSys. Je zdarma a je součástí PLC. CoDeSys implementuje několik metod (jazyků) pro vývoj algoritmu podle mezinárodní normy IEC 61131.

Konečný program napsaný v CoDeSys je zobrazen na obrázku.

Program automatizace osvětlení učebny

Program, který jsme vytvořili, používá 2 R-flip-flopy, dva AND, CTUD čítač a TOF časovač.

Funkční blok R_TRIG generuje puls na náběžné hraně vstupního signálu.

Výstup Q je FALSE, pokud je vstup CLK FALSE. Jakmile CLK získá PRAVDA, Q je nastavena na PRAVDA.Při příštím vyvolání funkčního bloku se výstup resetuje na FALSE. Blok tedy dává jediný impuls při každém přechodu CLK z FALSE na PRAVDA.

AND je logická operace I. Výsledek logické operace AND bude 1, pokud a a b jsou 1, a ve všech ostatních (ostatních) případech bude výsledek 0.

CTUD je reverzibilní čítač. Tento funkční blok se používá pro počítání dolů a nahoru. Signál "1" na vstupu R způsobí přiřazení hodnoty "0" k výstupnímu CV. Signál "1" na vstupu LD způsobuje přiřazení hodnoty na vstupu PV k výstupnímu CV. Při každém přechodu z "0" na "1" na vstupní CU se hodnota CV zvyšuje o 1. Při každém přechodu z "0" na "1" na vstupním CD se hodnota CV snižuje o 1.

TOF - funkční blok „časovač zpoždění“. Poskytuje časové zpoždění před vypnutím světel po opuštění posledního člověka z učebny.

Kromě toho lze do obvodu přidat fotografické relé, které automaticky zapíná a vypíná osvětlení v závislosti na světelných podmínkách. Kontakt foto relé musí být proveden s jedním z reléových vstupů PLC a v programu, před časovačem, vložte další prvek AND (AND) - jedním z jehož vstupů bude logická jednotka s foto relé.

V tomto případě se světlo v místnosti rozsvítí, pouze pokud jsou v místnosti lidé a ve třídě je temno.

Výsledkem studie bylo vytvoření schématu elektrického obvodu osvětlovacího systému, byl napsán program a byl vytvořen počítačový model osvětlovacího systému ve třídě.

Náš automatizovaný systém řízení osvětlení ve třídě výrazně ušetří elektrickou energii a také díky své práci se životnost samotných lamp zvyšuje.