Энергосбережение – деятельность (практическая, научная, организационная, информационная), направленная на рациональное и экономное использование преобразованной и первичной энергии и природных энергоресурсов.
Значительную часть затрат организации в области жилищно-коммунальных услуг составляют расходы на электроэнергию. Рассмотрим на примере как можно организовать одно из мероприятий по экономии электроэнергии за счет автоматизации управления освещением в учебных классах.
Современные системы управления освещением позволяют создавать оптимальные условия пребывания, присутствия людей, а также существенно экономить электроэнергию.
Очень распространенная ситуация – учащиеся и преподаватели, проведя занятие в классе, постоянно забывают выключить свет после ухода. Отсюда возникает задача — как сделать так, чтобы после ухода последнего человека из учебного класса свет выключался сам?
Целью нашей работы было создание компьютерной модели системы автоматизированного управления освещения в учебном классе, позволяющее экономить электроэнергию.
При разработке использовался метод компьютерного моделирования. Нами была спроектирована автоматическая система управления освещением в классе, которая при наличии людей в помещении класса автоматически включает свет, а при выходе последнего человека из помещения – выключает.
Для этого, на входе в учебный класс на небольшом расстоянии друг от друга необходимо установить два дискретных датчика движения: один снаружи, другой внутри комнаты. Датчик срабатывает при попадании человека в зону его действия.
Когда срабатывает сначала внешний датчик, затем внутренний, это означает, что человек зашел в комнату. Когда срабатывает сначала внутренний датчик, затем внешний, это означает, что человек вышел из комнаты.
Необходимо считать количество людей в комнате. Если человек вошел – включить свет, если человек вышел – выключить свет. Пока в комнате остается хотя бы один человек, свет должен быть включен.
Для создания автоматической системы управления освещением использован контроллер ПЛК 150 фирмы ОВЕН. Это моноблочный контроллер с дискретными и аналоговыми входами/выходами на борту для автоматизации малых систем. ПЛК150 оснащен 6 дискретными 4 универсальными аналоговыми входами, 4 релейными выходами и 2 аналоговыми выходами. Имеет интерфейсы Ethernet, RS-232, RS-485.
С помощью этого устройства можно автоматизировать работу освещения практически любой сложности. При этом не нужны промежуточные контакты, коммутация электрических цепей происходит с помощью встроенных электромагнитных реле. Для коммутации цепей освещения необходимо использовать магнитные пускатели (по пускателю на каждую цепь). Катушка каждого пускателя подключается к релейным выходам ПЛК.
Кроме контроллера в схеме автоматизации используется 2 датчика движения HC-SR501. Эти датчики движения на выходе выдают логическую единицу если кто-то движется и ноль если движения нет. При срабатывании каждого датчика движения будет подаваться единица на один из релейных входов ПЛК.
Создание алгоритма работы начинается с загрузки программы CoDeSys. Она бесплатна и входит в комплект поставки ПЛК. В CoDeSys реализовано несколько способов (языков) разработки алгоритма согласно международного стандарта IEC 61131.
Итоговая программа, написанная в программе CoDeSys показана на рисунке.
Программа автоматизации освещения в учебном классе
В созданной нами программе используются 2 R-тригера, два AND, счетчик CTUD и таймер TOF.
Функциональный блок R_TRIG генерирует импульс по переднему фронту входного сигнала.
Выход Q равен FALSE до тех пор, пока вход CLK равен FALSE. Как только CLK получает значение TRUE, Q устанавливается в TRUE. При следующем вызове функционального блока выход сбрасывается в FALSE. Таким образом, блок выдает единичный импульс при каждом переходе CLK из FALSE в TRUE.
AND – логическая операция И. Результат выполнения логической операции И будет равен 1, если a и b равны 1, а во всех остальных (других) случаях, результат будет равен 0.
CTUD — реверсивный счетчик. Этот функциональный блок используется для счета вниз и вверх. Сигнал «1» на входе R вызывает присваивание значения «0» выходу CV. Сигнал «1» на входе LD вызывает присваивание значения на входе PV выходу CV . При каждом переходе из «0» в «1» на входе CU значение CV увеличивается на 1. При каждом переходе из «0» в «1» на входе CD значение CV уменьшается на 1.
TOF — функциональный блок ‘таймер с задержкой выключения’. Он обеспечивает выдержку времени перед выключением света после ухода из учебного класса последнего человека.
В этом случает свет в помещении будет включаться только в том случае когда в помещении есть люди и в классе стало темно.
В результате проведенного исследования была разработана схема электрическая принципиальная системы освещения, написана программа и создана компьютерная модель системы освещения в учебном классе.
Предложенная нами автоматизированная система управления освещением в учебном классе позволит значительно экономить электрическую энергию, а также благодаря ее работе увеличивается срок службы самих ламп.
Чернявский В. О.
Используемая литература
1. Ившин В.П. Современная автоматика в системах управления технологическими процессами: учебное пособие/В.П.Ившин, М.Ю.Перухин. — М.: ИНФРА-М, 2016. — 400с.
2. Фурсенко С.Н. Автоматизация технологических процессов:учебное пособие/С.Н.Фурсенко, Е.С.Якубовская — Минск: Новое знание; М. ИНФРА-М, 2015. — 377с.
3. Каталог ОВЕН. Оборудование для автоматизации/Каталог продукции — 2016г.
Курс по программированию контроллеров:
Практический курс ПЛК Овен и разработка АСУ ТП в Codesys
Structured Text
Представляем книгу по Structured Text (ST) МЭК 61131-3. Автор — Сергей Романов
Книга «Изучаем Structured Text МЭК 61131-3»: Ссылка на книгу
Информация, опубликованная на данном веб-сайте, представлена исключительно в ознакомительных целях, за применение этой информации администрация сайта ответственности не несет.
Самое главное — побороть боязнь белого листа. Я всегда говорю это себе, когда нужно начать…
По не вполне ясным причинам, Firefox умеет проверять орфографию либо только в русских, либо только…
Около месяца собирал разные «хаки» на языке программирования Perl. Эта подборка наглядно демонстрирует, как в…
C недавних пор я стал увлекаться SEO. Порой передо мной встает задача быстро проверить индекс…
Недавно написал несколько скриптов, позволяющих автоматически определять, какая CMS (Content Management System, система управления контентом)…
Я так подозреваю, что среди вас найдется те, кто скажет, что этот пост боян и…