圖書館智能建筑燈光照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)-wenkub
2022-08-31 10:50:07 本頁面
【正文】 現(xiàn)在的智能的網(wǎng)絡(luò)化、系統(tǒng)化控制。上海奇勝公司推出了智能化系統(tǒng)，通過對CBus智能控制系統(tǒng)、安防控制系統(tǒng)、無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了燈光控制、家電控制(電動窗簾、空調(diào)、AV設(shè)備等)、綜合安防控制的各種控制功能產(chǎn)品，在較短的時(shí)間內(nèi)就樹立起了品牌形象。90年代后期，由于現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)、現(xiàn)代信息處理技術(shù)在世界范圍內(nèi)的廣泛應(yīng)用，進(jìn)入了信息時(shí)代并對各行各業(yè)都帶來了巨大的影響，照明行業(yè)也隨之發(fā)生了巨大的革新，提出了照明智能化的要求。控制技術(shù)的發(fā)展使許多控制功能從由較高層的控制室移至現(xiàn)場的低層設(shè)備，使信號的采集和處理更加快捷便利，而且工程技術(shù)人員還開發(fā)了一些控制管理軟件，用戶只要通過界面上各個(gè)控制鍵，就可以實(shí)現(xiàn)對各種照明設(shè)備的監(jiān)視和控制，操作更加簡單、直觀。PHILIPS、OSRAM、GE公司推出了雙端球形HED是目前世界上最先進(jìn)的大功率LED燈，奇勝公司的CBUS系統(tǒng)、ABB公司的iBUS系統(tǒng)以及邦奇公司的Dynalite、LUTRON公司的GRAFIK系列智能照明控制系統(tǒng)均已廣泛應(yīng)用到照明控制系統(tǒng)中。在各種自然科學(xué)和工程技術(shù)的不斷發(fā)展過程中，促使照明技術(shù)也得以飛速成長。另外，為實(shí)現(xiàn)智能化控制，要求用四個(gè)PLC分別控制不同樓層的自習(xí)室、辦公室、閱覽室、其他公共區(qū)域這四個(gè)地方。因此，這些地方的燈光照明幾乎是從上班開始直到下班為止，不管這些地方是否有人，有多少人，當(dāng)日照滿足照度要求時(shí)，把燈熄滅，一旦自然光難以滿足人的需求時(shí)，不能及時(shí)打開燈光，給人的視力帶來損害。這里根據(jù)自習(xí)室的大小，在自習(xí)室的不同地方分別裝上照度傳感器和雙鑒傳感器，通過它們感知外界環(huán)境變化，來控制室內(nèi)燈光的變化。它不僅能節(jié)約能源，還能提高人們的工作效率，實(shí)現(xiàn)金錢和好心情的雙豐收。 公共區(qū)域設(shè)計(jì)方案對于這些區(qū)域，燈光控制要求不是太高，像衛(wèi)生間、走廊、樓梯等，在有人的時(shí)候燈亮一段時(shí)間，沒人后燈自動滅掉。每個(gè)自習(xí)室根據(jù)燈光照度的要求分別裝了三個(gè)雙鑒傳感器和兩個(gè)照度傳感器。另外可以添加以太網(wǎng)通信，用組態(tài)軟件監(jiān)控該區(qū)域燈的狀態(tài)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)燈光的智能控制。 公共區(qū)域照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)對于樓梯、走廊、衛(wèi)生間等公共區(qū)域，我們采用聲光控制就行了，聲光控制電路圖如下圖21所示。圖21 聲光控制電路 照度的計(jì)算照度計(jì)算時(shí)，可采用單位容量法。表21 燈具統(tǒng)計(jì)燈具名稱功率(W)數(shù)量(盞)單管熒光燈5090單管熒光燈100127雙管熒光燈8060雙管熒光燈10042球星節(jié)能燈8018防水防塵吊燈8035半嵌入式吸頂燈80163 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)硬件的選型 PLC模塊的選型(1)CPU模塊的選型在該系統(tǒng)中，分區(qū)域控制，圖書館里的自習(xí)室、閱覽室、辦公室這三個(gè)地方分別用一個(gè)PLC控制，而會議室、書庫等其他地方用一個(gè)PLC控制，由于處理點(diǎn)數(shù)較多，又涉及到PLC與上位機(jī)的通信，所以應(yīng)選擇一個(gè)有利于擴(kuò)展I/O輸入，且具備較強(qiáng)通信功能（比如自由端口通信）的CPU模塊。辦公室四個(gè)，每個(gè)辦公室裝有兩個(gè)照度傳感器和三個(gè)雙鑒傳感器。以辦公室為例，而自習(xí)室、閱覽室、會議室、書庫等大都如這樣分布傳感器的。這里根據(jù)要求選擇一個(gè)16DI的EM221和兩個(gè)8DO的EM222。該模塊支持S7200PLC與上位機(jī)進(jìn)行以太網(wǎng)通信。通過感知外界光線與內(nèi)部設(shè)定值比較，調(diào)整光源的亮度與分布。輸出繼電器開關(guān)量，可以直接連接PLC。 (4)四路數(shù)字調(diào)光器ITLC4 四路調(diào)光器是一款大功率白熾燈調(diào)光設(shè)備，支持RS232通訊方式，支持與可編程控制主機(jī)及第三方可編程控制主機(jī)配套使用。如43所示，七天定時(shí)器控制自習(xí)室、辦公室、閱覽室等其他區(qū)域在整體時(shí)間上的燈的狀態(tài)即工作日的燈光時(shí)間控制可以手動修改時(shí)間設(shè)置，也可以通過程序設(shè)置時(shí)間，在工作時(shí)間內(nèi)，燈的總狀態(tài)是開，而每個(gè)房間里的燈的狀態(tài)則是由房間里的傳感器決定的。CPU224CN提供24VDC電源，可連接各傳感器的繼電器開關(guān)，作為繼電器開關(guān)量輸入，而各傳感器的輸出信號都能滿足這個(gè)電壓范圍。因此，為了保證各報(bào)警信號不失真，宜將PLC各模塊安裝在中間樓層的位置。內(nèi)部數(shù)據(jù)方向偵查控制電路使得RS232RS485轉(zhuǎn)換模式時(shí)不需要RS232側(cè)提供流量控制信號。但S7200 PLC的CPU模塊能提供的是24VDC電源，所以要添加一個(gè)24VDC/12VDC的電源降壓器。圖35 電源模塊 自習(xí)室燈光控制圖書館的燈光控制以自習(xí)室的燈光控制為例。自習(xí)室的傳感器有照度和雙鑒傳感器，照度傳感器感知外界光線的變換，當(dāng)外界光線暗時(shí)，向PLC輸出1，PLC向監(jiān)控主機(jī)發(fā)出信號，監(jiān)控主機(jī)通過對應(yīng)的通道開起對應(yīng)區(qū)域的燈具；光線亮?xí)r，關(guān)閉對應(yīng)區(qū)域的燈具。PLC通過總線把信號發(fā)送給組態(tài)王，組態(tài)王在設(shè)定好的程序下。這里我們以自習(xí)室為例。 地址的分配，對照度傳感器、雙鑒傳感器分配地址。圖43 自習(xí)室燈光控制程序 圖44 自習(xí)室燈光控制程序5 系統(tǒng)通信與組態(tài) PLC與上位機(jī)組態(tài)王之間的通信 傳感器動作后，發(fā)出信號，由PLC接收，PLC通過RS485，傳輸給CBUS總線，而CBUS總線是RS232接口，通信可以通過一個(gè)485/232轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換信號，然后CBUS總線把信號傳輸給以太網(wǎng)，以太網(wǎng)通過CP2413通信模塊和監(jiān)控主機(jī)通信。通訊方式設(shè)置為“PC/PPI模式”。具體過程如圖51至圖59所示。模塊連接類型為自動檢測通信。圖55 配置連接 (6)選擇“將數(shù)據(jù)寫入遠(yuǎn)程服務(wù)器”，數(shù)據(jù)為四個(gè)字節(jié)，依次建立四個(gè)PeerMessage連接配置。到此，PLC與以太網(wǎng)的通信建立。圖512 完成工程建立(4)點(diǎn)擊“設(shè)備”，新建設(shè)備，選擇S7200PLC。然后依次新建設(shè)備PLCPLCPLC4。 圖518 變量建立完成 (10)左擊選中“畫圖”，點(diǎn)擊“新建”。具體控制如下：當(dāng)PLC接收到傳感器發(fā)出的信號時(shí)，PLC經(jīng)總線、以太網(wǎng)，把控制信號發(fā)送給組態(tài)軟件，通過前面的通信設(shè)置，把相應(yīng)的PLC對應(yīng)組態(tài)相應(yīng)的地址，在接收到相應(yīng)的信號后，組態(tài)通過動畫定義，點(diǎn)擊相應(yīng)的按鈕即可以控制該區(qū)域內(nèi)燈的開關(guān)了。綜合分析，基于PLC的智能照明控制系統(tǒng)在現(xiàn)代智能建筑中的應(yīng)用效果有以下幾個(gè)方面：照明智能控制。改善工作環(huán)境。當(dāng)室外光較強(qiáng)時(shí)，室內(nèi)照度自動調(diào)暗，室外光較弱時(shí)，室內(nèi)照度自動調(diào)亮，使室內(nèi)的照度始終保持在恒定值附近，從而能夠充分利用自然光實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。而智能照明控制采用智能調(diào)光模塊，通過燈光的調(diào)光在不同的使用場合產(chǎn)生不同的燈光效果，營造出不同的舒適的視覺氛圍。綜上所述，采用智能照明控制系統(tǒng)不僅可以滿足便捷控制、燈光效果等要求，而且具有可觀的節(jié)能效果及延長燈具壽命，還能降低運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，大大簡化穿管布線工作量。從與老師的探討中，老師認(rèn)真的求學(xué)精神、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、淵博的專業(yè)學(xué)識、敏銳的學(xué)術(shù)眼光、深邃的學(xué)術(shù)思想、勤勉塌實(shí)的治學(xué)作風(fēng)、誨人不倦的精神無不讓人感動。在這里我向所有老師們表示深深得謝意和崇高的敬意。45:1931–.
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