plc在教学楼照明控制系统中的应用.docx

in the lighting control system of teaching building(湖南铁道职业技术学院) 唐建国1 余斌2 jianguo tang bing yu摘要: 本文从学校节约电能的角度,介绍了 plc 在教学楼教室照明控制系统中的应用。 着重介绍了按课表对教室进行合理供电的方法和课表的数字化处理及照明控制程序的设计。关键词: plc;教室照明控制;课表数字化 中国分类号:tp273+.5 文献标识码:bplc applicaton in the lighting control system of teaching buildingtechnological institute of railway job of hunan tang jianguo (zhuzhou of hunan 412001)abstract: this text is in terim of ecoenomizing electric energy in the school, have intro ducedthe application in the lighting control system of the classroom of teaching building of plc. is it go on mrthool and digitized treatment and design progrom. lighting of control system of school timetable that supply power tationally to classoom according to school timetable to introduce emphatically.keyword: plc; theclassrom illumination contrdling; school timetable digitization 1、问题的提出高等院校在教学过程中要消耗相当多的电能,例如;教室照明、实验、实习、科研等均 需电能的支持。据某学院统计,仅教学中所耗电能约占到该校电量的 50%,年付电费达 100 多万元。然而调查发现,在教学过程中电能浪费的现象却比较严重。教室长明灯、教室内灯 多人少、白天光线强也不关灯等现象随处可现。这无疑浪费了电能,增大了教学成本,增加 了学院的支去。例如笔者所在学院共有教室 146 间,每间教室装有 12 盏或者 16 盏 40w 的 日光灯用于教室照明。由于存在上述现象,学院每年将多支出 20 多万元电费。针对教室用 电浪费严重的现象,提出对教学楼照明系统进行技术改造,将教室的照明用电实行智能化管 理,使教室的照明用电合理有效使用。本文就照明智能控制装置中 plc 控制技术的应用予以介绍。2、教室照明控制策略 为了确保教室上课期间教学用电,合理安排教室非教学用电,有效利用学院教学资源。对教室的照明用电实施以下控制策略:(1)、以教学楼为单元,以教室为控制对象。每台 plc 控制一栋教学楼。 (2)、每间教室按课表执行供电。为了提高供电的可靠性,简化程序设计、简化调试、方便故障排除,plc 实行分层控制。(3)、为了弥补 plc 不能根据教室内自然光的强弱自动调整供电策略的缺陷。在 plc 输入端接入光电控制装置,当自然光符合照明要求时,向 plc 提供信号,系统拒绝向教学楼 供电。(4)、为了合理利用资源,充分发挥图书馆使用效率,晚自习时段集中向某一教学楼供电。 基金项目:湖南省教育厅 2005 年度科学研究资助将分散在各教学楼教室人数不多的学生集中到某一教学楼和图书馆。而其余教学楼晚自习不 提供照明用电。3、plc 的选择教学楼照明智能控制过程比较复杂,其特点是 plc 的输入信号远远少于输出信号,从 经济的角度考虑,选取 fx2n16m 另加 fx2n16eyr 扩展模块。扩展模块的实际使用数量 随教学楼教室的多少决定。4、plc 控制程序的设计教学楼照明智能控制系统的控制程序由周日历映象程序和上课时段选择程序、上课时段 数字化程序、教室照明控制等程序段组成。1)、周日历和日时段程序 众所周知;一周内,教室是否有课是由课表决定的。当学 校课表一经排定并赋予执行,该教室上课情况就取决于二个因素,一是周日历,二是日作息 时间归属时段。从教学的角度,两时段的有效性分别为星期一星期五及与日作息时间中涉 及上课的几个时段。两者的有效度与课表关联。因此,对教室进行有效供电,课表即成为编 写照明控制程序的蓝本。由于周日历和日作息是周期性的循环执行,两者的循环周期不同且 又有关联,编写程序时,对两者的差异必须予以充分考虑。图 1 为周日历映象程序和上课时 段选择程序。图 1 周日历映象和上课时段选择程序图中 x0、x2 时钟输入接点,x1、x3 手动输入接点。m31m37 为周历期映象接点。如 m31 接点闭合即映象周日期星期一,y20、y21.y26 用于周日期显示。 由于该校日作息时间表有 27 个时间段,每一时间段有不同的作息内容。在 27 个时间段中涉及上课的时间段是从上午的 8:1011:55、下午 14:3018:40、晚上 19:3021:10 共有 10 个课时段。程序设计时,必须从输入的时钟信号中选取这 10 个课时信号,图中 m6、m8、 m10、m12. m25 分别对应时钟控制装置输出的上课信号的映象接点,是从输入的作息时间 信号中选取的上课信号。为了便于停电后工作人员调节,确认调节是否正确,程序中设置了 手动调节按钮和上课节次显示 y0、y2、y3、y4、y5.y11。由于周日历和日作息是按周期性依次顺序循环运行,时间上具有不可逆转性,而且两者的 循环周期不周。根据这一特点,我们采用移位的方法设计周日历映象程序和上课时段选择程 序,用输入的时钟控制信号(x0、x2)作移位驱动信号。图中 x0、x2 时钟输入接点,x1、 x3 手动输入接点。m31m37 为周日历映象接点。如 m31 接点闭合即映象周日历星期一。2)、教室课表的数字化处理 某一教室某一时段是否上课,由教室日课表决定。为了实现 教室照明控制按日课表执行,即有课供电,无课断电的控制逻辑。必须将每间教室在某课时 段有无课的关系用数字对应表示,经程序运作和处理,转换成教室照明控制信号。为了充分 利用 plc 内部资源,处理方法是采取分层编码,数字表示。例如;某教学楼有六层,每层 有 8 间教室。若该日第一次课除 3 号教室外其余均有课。编码时,将有课表示“1”,无课表 示“0”。用“k61”表示第六层上午第一次课的对应数据。其数字化处理如下;教室编号 8 7 6 5 4 3 2 1楼层教室编码为了方便数字输入,用十进数表示; k61= 261k61=261 即为该层教室对应该时段数字课表。按上述处理方法,即可求得该栋教学楼各层的数字课表。3)、教室照明控制程序 程序由周日期认定与驱动环节、上课信号与数字传送环节、下课信号与复位环节、照明控制环节等主要部分构成。限于篇幅,图 2 表示某教学楼星期一 上午时段的照明控制程序。11111011图 2 某教学楼照明控制程序程序中,m31 为对应周日期接点。m31 接点的闭合,使程序进入数字电子课表。m6、m10、为上课信号接点。若当上午第一次(或第二次)课上课时间到时,m6(或 m10)接 点闭合,传送指令 mov 将该教学楼的数字课表送入数据寄存器 d1d6 ,与此同时,m41(或 m42)闭合 ,将 d1(或 d2)中数字处理后由 k2y30(或 k2y40)输出,完成该次课教室 的照明供电。图中 m9、m13、为下课断电接点。当第一次(或第二次)下课时间到,m9 (或 m13)接点闭合,zrst 驱动 d1d6、y30y80、m41(或 m42)复位,断开教室照 明供电线路。为使控制程序能与周日期和日课表相对应,照明控制程序划分五块,每块用主控指令 mcmcr 分割,每块与周日期和日课表相对应.5、结束语plc 在照明智能控制装置中的应用,实现了教室按课表供电,使教室用电浪费严重的现 象得已根治,教室照明供电实现了自动控制,解决了依靠人工操作达到节约用电的被动局面。由于,控制程序设计成结构化,当教室课表发生变动时,程序的调整易于进行,不需改 变控制程序的整体结构。同时,plc 的应用也为采用网络控制奠定了基础。参考文献:1 王兆义,小型可编程控制器实用技术m,机械工业出版,2004 年2 郭宗义等,可编程序控制器应用系统设计及通信网络技术m,人民邮电出版社,2002 年作者简介:唐建国,男,1953 年生,汉族,副教授,本科,湖南铁道职业技术学院电 气系,主要从事电机制造和应用、电气控制技术等方面的研究和教学工作。余斌,男,1973 生,汉族,硕士,副教授,湖南铁道职业技术学院机电系,主要从事计算机控制系统、面向 对象技术等方面的研究和教学。authors brief introduction: jianguotang, male, born in 1953, chinese, associate professor, undergraduate course, the railroad professional technical college electricity of hunan department, mainly was engaged in the research and teachings work of the electrical engineering manufacturing and application, the electricity control technique.etc. bingyu , male,born in 1973, chinese, master, associate professor, the railroad professional technical college machine electricity department of hunan, mainly be engaged in the calculator controlsystemandfacetotheobjecttechnique researchandtheteaching of etc.(412001 湖南铁道职业技术学院)唐建国 余斌(railroad professional technical colleges of hunan,412001) jianguo tang ,bing yu,通信地址:( 412001 湖南株洲湖南铁道职业技术学院)唐建国 email: 文 - 汉语汉字 编辑词条文，wen，从玄从爻。天地万物的信息产生出来的现象、纹路、轨迹，描绘出了阴阳二气在事物中的运行轨迹和原理。故文即为符。上古之时，符文一体。古者伏羲氏之王天下也，始画八卦，造书契，以代结绳(爻)之政，由是文籍生焉。-尚书序依类象形，故谓之文。其后形声相益，即谓之字。-说文序仓颉造书，形立谓之文，声具谓之字。-古今通论(1) 象形。甲骨文此字象纹理纵横交错形。文是汉字的一个部首。本义:花纹;纹理。(2) 同本义 figure;veins文，英语念为:text、article等，从字面意思上就可以理解为文章、文字，与古今中外的各个文学著作中出现的各种文字字形密不可分。古有甲骨文、金文、小篆等，今有宋体、楷体等，都在这一方面突出了文的重要性。古今中外，人们对于文都有自己不同的认知，从大的方面来讲，它可以用于表示一个民族的文化历史，从小的方面来说它可用于用于表示单独的一个文字，可用于表示一段话，也可用于人物的姓氏。折叠编辑本段基本字义1事物错综所造成的纹理或形象：灿若锦。2.刺画花纹：身。3记录语言的符号：字。盲。以害辞。4用文字记下来以及与之有关的：凭。艺。体。典。苑。献（指有历史价值和参考价值的图书资料）。采（a文辞、文艺方面的才华；b错杂艳丽的色彩）。5人类劳动成果的总结：化。物。6自然界的某些现象：天。水。7旧时指礼节仪式：虚。繁缛节（过多的礼节仪式）。8文华辞采，与“质”、“情”相对：质彬彬。9温和：火。静。雅。10指非军事的：职。治武功（指礼乐教化和军事功绩）。11指以古汉语为基础的书面语：552言。白间杂。12专指社会科学：科。13掩饰：过饰非。14量词，指旧时小铜钱：一不名。15姓。16 皇帝谥号，经纬天地曰文；道德博闻曰文；慈惠爱民曰文；愍民惠礼曰文；赐民爵位曰文；勤学好问曰文；博闻多见曰文；忠信接礼曰文；能定典礼曰文；经邦定誉曰文；敏而好学曰文；施而中礼曰文；修德来远曰文；刚柔相济曰文；修治班制曰文；德美才秀曰文；万邦为宪、帝德运广曰文；坚强不暴曰文；徽柔懿恭曰文；圣谟丕显曰文；化成天下曰文；纯穆不已曰文；克嗣徽音曰文；敬直慈惠曰文；与贤同升曰文；绍修圣绪曰文；声教四讫曰文。如汉文帝。折叠编辑本段字源字形字源演变与字形比较折叠编辑本段详细字义名1右图是“文”字的甲骨文图片，资料来源：徐无闻主编：甲金篆隶大字典，四川辞书出版社。1991年7月第一版。“文”字的甲骨文字绘画的像一个正面的“大人”，寓意“大象有形”、“象形”；特别放大了胸部，并在胸部画了“心”，含义是“外界客体在心里面的整体影像、整体写真、整体素描、整体速写”。许慎说文解字把“文”解释为“错画也”，意思是“对事物形象进行整体素描，笔画交错，相联相络，不可解构”，这与他说的独体为文、合体为字的话的意思是一致的。“说文解字”这个书名就表示了“文”只能“说”，而“字”则可“解”的意思。“文”是客观事物外在形象的速写，是人类进一步了解事物内在性质的基础，所以它是“字”的父母，“字”是“文”的孩子。“文”生“字”举例（以“哲”为例）：先对人手摩画，其文为“手”；又对斧子摩画，其文为“斤”。以手、斤为父母，结合、生子，其子就是“折”（手和斤各代表父母的基因）。这个“折”就是许慎所谓的“字”。“字”从宀从子，“宀”表示“独立的房子”，子在其中，有“自立门户”的意思。故“字”还能与“文”或其他“字”结合，生出新“字”来。在本例，作为字的“折”与作为文的“口”结合，就生出了新的字“哲”。2同本义 figure;veins文，错画也。象交文。今字作纹。东汉许慎说文五章以奉五色。春秋左丘明左传昭公二十五年。注：“青与赤谓之文，赤与白谓之章，白与黑谓之黼，黑与青谓之黻。”美于黼黼文章。荀子非相茵席雕文。韩非子十过织文鸟章，白旆央央。诗小雅六月斑文小鱼。明 刘基诚意伯刘文成公文集3又如：文驾（彩车）；文斑（杂色的斑纹）；文旆（有文彩的旗帜）；文绣（绣有彩色花纹的丝织品；刺花图案）；文织（有彩色花纹的丝织品）；文鳞（鱼鳞形花纹）。4字，文字（“文”，在先秦时期就有文字的意思，“字”，到了秦朝才有此意。分别讲，“文”指独体字；“字”指合体字。笼统地说，都泛指文字。） character饰以篆文。南朝宋范晔后汉书张衡传分文析字。东汉班固汉书刘歆传夫文，止戈为武。左传宣公十二年距洞数百步，有碑仆道，其文漫灭。王安石游褒禅山记文曰“天启壬戌秋日”。明 魏学洢核舟记文曰“初平山尺”。5又如：甲骨文；金文；汉文；英文；文迹（文字所记载的事迹）；文书爻（有关文字、文凭之类的卦象）；文异（文字相异）；文轨（文字和车轨）；文狱（文字狱）；文钱（钱。因钱有文字，故称）；文状（字据，军令状）；文引（通行证；路凭）；文定（定婚）。6文章（遣造的词句叫做“文”，结构段落叫做 “章”。） literary composition故说诗者不以文害辞。孟子万章上好古文。唐 韩愈师说属予作文以记之。宋 范仲淹岳阳楼记能述以文。宋 欧阳修醉翁亭记摘其诗文。清 纪昀阅微草堂笔记7又如：文价（文章的声誉）；文魔（书呆子）；文会（旧时读书人为了准备应试，在一起写文章、互相观摩的集会）；文移（旧时官府文书的代称）；文雄（擅长写文章的大作家）；文意（文章的旨趣）；文义（文章的义理）；文情（文章的词句和情思）；本文（所指的这篇文章）；作文（写文章；学习练习所写的文章）；文魁（文章魁首）；文价（文章的声价）；文什（文章与诗篇）。8美德；文德 virtue圣云继之神，神乃用文治。杜牧感怀诗一首9又如：文丈（对才高德韶的老者的敬称）；文母（文德之母）；文武（文德与武功）；文命（文德教命）；文惠（文德恩惠）；文德（写文章的道德）；文薄（谓文德浅薄）；文昭（文德昭著）。10.文才；才华。亦谓有文才，有才华 literary talent而文采不表于后世也。汉 司马迁报任安书11又如：文业（才学）；文英（文才出众的人）；文采风流（横溢的才华与潇洒的风度）；文郎（有才华的青少年）；文彦（有文才德行的人）；文通残锦（比喻剩下不多的才华）。12文献，经典；韵文 document;classics;verse儒以文乱法。韩非子五蠹言必遵修旧文而不穿凿。说文解字叙13辞词句。亦指文字记载 writings;record。如：文几（旧时书信中开头常用的套语。意为将书信呈献于几前）；文倒（文句颠倒）；文过其实（文辞浮夸，不切实际）；文义（文辞）；文辞（言词动听的辞令）；文绣（辞藻华丽）。14自然界的某些现象 natural phenomenon经纬天地曰文。左传昭公二十八年15又如：天文；地文；水文；文象（日月星辰变化的迹象）；文曜（指日月星辰；文星）；文昌（星座名）。16文治；文事；文职。与“武”相对。 achievements in culture and education；civilian post文能取胜。史记平原君虞卿列传文不能取胜。文武并用。唐 魏征谏太宗十思疏精神折冲于千里，文武为宪于万邦。明袁可立晋秩兵部右侍郎诰17又如：文臣，文吏（文职官吏）；文席（教书先生的几席）；文品（文官的品阶）；文帅（文职官员出任或兼领统帅）；文烈（文治显赫）；文员（文职吏员）；文阶（文职官阶）；文道（文治之道）；文业（文事）；文僚（文职官吏）。18法令条文 articles of decree而刀笔吏专深文巧诋，陷人于罪。史记汲黯列传19又如：文劾（根据律令弹劾）；文法吏（通晓法令、执法严峻的官吏）；文丈（规矩；制度）；文移（官府文书）；文牓（布告；文告）；文宪（礼法；法制）。20文言。古代散文文体之一；别于白话的古汉语书面语 literary language。如：半文半白；文语；文白（文言文和白话文）。21文教；礼节仪式 rites则修文德。论语季氏22又如：文丈(崇尚礼文仪节)；文俗(拘守礼法而安于习俗)；文致(指礼乐)；文貌(礼文仪节)；文绪（文教礼乐之事）；文仪(礼节仪式)23指表现形式；外表 form;appearance。如：文服(表面服从)；文榜(告示、布告之类)；文诰(诰令