Automatyzacja oświetlenia w klasie

Oszczędzanie energii jest działaniem (praktycznym, naukowym, organizacyjnym, informacyjnym) mającym na celu racjonalne i ekonomiczne wykorzystanie transformowanej i pierwotnej energii oraz naturalnych zasobów energetycznych.

Znaczna część kosztów organizacji w zakresie mieszkalnictwa i usług komunalnych to koszty energii elektrycznej. Spójrzmy na przykład, w jaki sposób możesz zorganizować jeden ze środków oszczędzania energii elektrycznej poprzez automatyzację sterowania oświetleniem w salach lekcyjnych.

Nowoczesne systemy sterowania oświetleniem pozwalają stworzyć optymalne warunki pobytu, obecności ludzi, a także znacznie zaoszczędzić energię.

Bardzo częsta sytuacja - uczniowie i nauczyciele, po lekcji w klasie, ciągle zapominają o wyłączeniu światła po wyjściu. Rodzi to problem - jak upewnić się, że gdy ostatnia osoba opuści klasę, światło samo się wyłączy?

Celem naszej pracy było stworzenie komputerowego modelu zautomatyzowanego systemu sterowania oświetleniem w klasie, który pozwala nam oszczędzać energię elektryczną.

W opracowaniu zastosowano metodę symulacji komputerowej. W klasie zaprojektowaliśmy automatyczny system sterowania oświetleniem, który, gdy w klasie są ludzie, automatycznie włącza światło, a gdy ostatnia osoba wychodzi z pokoju, wyłącza je.

Aby to zrobić, przy wejściu do klasy w niewielkiej odległości od siebie należy zainstalować dwa dyskretne czujniki ruchu: jeden na zewnątrz, a drugi wewnątrz pomieszczenia. Czujnik jest wyzwalany, gdy dana osoba wejdzie w strefę swojego działania.

Po uruchomieniu czujnika zewnętrznego, a następnie wewnętrznego, oznacza to, że dana osoba weszła do pokoju. Po uruchomieniu czujnika wewnętrznego, a następnie zewnętrznego, oznacza to, że dana osoba opuściła pomieszczenie.

Należy wziąć pod uwagę liczbę osób w pokoju. Jeśli jakaś osoba weszła, włącz światło; jeśli osoba wyszła, wyłącz światło. Dopóki przynajmniej jedna osoba pozostaje w pokoju, światło musi być włączone.

Do stworzenia automatycznego systemu sterowania oświetleniem wykorzystano sterownik PLC 150 firmy OVEN. Jest to jednoczęściowy sterownik z dyskretnymi i analogowymi wejściami / wyjściami na pokładzie do automatyzacji małych systemów. PLC150 jest wyposażony w 6 dyskretnych 4 uniwersalnych wejść analogowych, 4 wyjścia przekaźnikowe i 2 wyjścia analogowe. Ma interfejsy Ethernet, RS-232, RS-485.

Za pomocą tego urządzenia możesz zautomatyzować oświetlenie o niemal dowolnej złożoności. Jednocześnie styki pośrednie nie są potrzebne, przełączanie obwodów elektrycznych odbywa się za pomocą wbudowanych przekaźników elektromagnetycznych. Do przełączania obwodów oświetleniowych konieczne jest użycie rozruszników magnetycznych (jeden rozrusznik na obwód). Cewka każdego startera jest podłączona do wyjść przekaźnikowych PLC.

Oprócz kontrolera obwód automatyki wykorzystuje 2 czujniki ruchu HC-SR501. Te wyjściowe czujniki ruchu dają logiczną jednostkę, jeśli ktoś się porusza, i zero, jeśli nie ma ruchu. Po uruchomieniu każdego czujnika ruchu, jednostka zostanie wysłana do jednego z wejść przekaźnikowych PLC.

Tworzenie algorytmu pracy rozpoczyna się od pobrania CoDeSys. Jest bezpłatny i jest dołączony do PLC. CoDeSys implementuje kilka metod (języków) do opracowania algorytmu zgodnie z międzynarodową normą IEC 61131.

Ostateczny program napisany w CoDeSys pokazano na rysunku.

Program automatyzacji oświetlenia w klasie

Stworzony przez nas program wykorzystuje 2 przerzutniki R, dwa ORAZ, licznik CTUD i licznik TOF.

Blok funkcyjny R_TRIG generuje impuls na zboczu narastającym sygnału wejściowego.

Wyjście Q ma wartość FAŁSZ, o ile wejście CLK ma wartość FAŁSZ. Gdy tylko CLK otrzyma wartość PRAWDA, Q zostanie ustawione na PRAWDA.Przy następnym wywołaniu bloku funkcyjnego wyjście jest resetowane do FAŁSZ. Zatem blok daje pojedynczy impuls przy każdym przejściu CLK z FAŁSZ do PRAWDA.

ORAZ - operacja logiczna I. Wynik operacji logicznej AND będzie wynosił 1, jeśli aib mają wartość 1, a we wszystkich innych (innych) przypadkach wynikiem będzie 0.

CTUD jest odwracalnym licznikiem. Ten blok funkcyjny służy do odliczania i zwiększania. Sygnał „1” na wejściu R powoduje przypisanie wartości „0” do wyjściowego CV. Sygnał „1” na wejściu LD powoduje przypisanie wartości na wejściowym PV do wyjściowego CV. Przy każdym przejściu z „0” na „1” na wejściowym CU wartość CV wzrasta o 1. Przy każdym przejściu z „0” na „1” na wejściowym CD wartość CV spada o 1.

TOF - blok funkcyjny „timer opóźnienia wyłączenia”. Zapewnia opóźnienie czasowe przed wyłączeniem światła po opuszczeniu ostatniej osoby z klasy.

Ponadto do obwodu można dodać fotoprzekaźnik, który automatycznie włącza i wyłącza oświetlenie, w zależności od warunków oświetleniowych. Kontakt przekaźnika foto musi być wykonany na jednym z wejść przekaźnika PLC, aw programie, przed timerem, umieścić kolejny element AND (AND) - którego jednym z wejść będzie logiczna jednostka z foto przekaźnikiem.

W takim przypadku światło w pokoju włącza się tylko wtedy, gdy w pokoju są ludzie, a w klasie robi się ciemno.

W wyniku badań opracowano schemat obwodu elektrycznego systemu oświetleniowego, napisano program i stworzono komputerowy model systemu oświetleniowego w klasie.

Nasz zautomatyzowany system sterowania oświetleniem w klasie znacznie zaoszczędzi energię elektryczną, a dzięki jego pracy wydłuży się żywotność samych lamp.