Automatización de iluminación de aulas.

La conservación de energía es una actividad (práctica, científica, organizativa, informativa) dirigida al uso racional y económico de la energía transformada y primaria y los recursos energéticos naturales.

Una parte importante de los costos de la organización en el campo de la vivienda y los servicios comunales son los costos de electricidad. Veamos un ejemplo de cómo puede organizar una de las medidas para ahorrar electricidad mediante la automatización del control de iluminación en las aulas.

Los modernos sistemas de control de iluminación le permiten crear condiciones óptimas para la estadía, la presencia de personas, así como ahorrar significativamente energía.

Una situación muy común: los estudiantes y los maestros, después de haber pasado una lección en el aula, se olvidan constantemente de apagar las luces después de irse. Esto plantea el problema: ¿cómo asegurarse de que después de que la última persona abandone el aula, la luz se apague sola?

El objetivo de nuestro trabajo era crear un modelo informático de un sistema de control de iluminación automatizado en el aula, que ahorra energía.

En el desarrollo, se utilizó un método de simulación por computadora. Diseñamos un sistema de control de iluminación automático en el aula que, cuando hay personas en el aula, enciende automáticamente la luz y cuando la última persona sale de la sala, la apaga.

Para hacer esto, en la entrada del aula a poca distancia entre sí, se deben instalar dos sensores de movimiento discretos: uno afuera y otro dentro del salón. El sensor se activa cuando una persona ingresa a la zona de su acción.

Cuando se activa el sensor externo, luego el interno, significa que una persona ha entrado en la habitación. Cuando se activa el sensor interno, luego el externo, significa que la persona ha salido de la habitación.

Es necesario tener en cuenta la cantidad de personas en la sala. Si una persona ingresó, encienda la luz; si una persona salió, apague la luz. Mientras al menos una persona permanezca en la habitación, la luz debe estar encendida.

Para crear un sistema de control de iluminación automático, se utilizó el controlador PLC 150 de OVEN. Este es un controlador de una pieza con entradas / salidas discretas y analógicas a bordo para la automatización de sistemas pequeños. El PLC150 está equipado con 6 discretas 4 entradas analógicas universales, 4 salidas de relé y 2 salidas analógicas. Tiene interfaces Ethernet, RS-232, RS-485.

Con este dispositivo, puede automatizar la iluminación de casi cualquier complejidad. Al mismo tiempo, no se necesitan contactos intermedios, la conmutación de los circuitos eléctricos se realiza mediante relés electromagnéticos integrados. Para cambiar los circuitos de iluminación, es necesario utilizar arrancadores magnéticos (un arrancador por circuito). La bobina de cada arrancador está conectada a las salidas de relé del PLC.

Además del controlador, el circuito de automatización utiliza 2 sensores de movimiento HC-SR501. Estos sensores de movimiento de salida dan una unidad lógica si alguien se está moviendo y cero si no hay movimiento. Cuando se activa cada sensor de movimiento, se enviará una unidad a una de las entradas de relé del PLC.

La creación del algoritmo de trabajo comienza con la descarga del programa CoDeSys. Es gratis y está incluido con el PLC. CoDeSys implementa varios métodos (lenguajes) para desarrollar un algoritmo de acuerdo con el estándar internacional IEC 61131.

El programa final escrito en CoDeSys se muestra en la figura.

Programa de automatización de iluminación del aula.

El programa que creamos utiliza 2 flip-flops R, dos AND, un contador CTUD y un temporizador TOF.

El bloque de funciones R_TRIG genera un pulso en el borde ascendente de la señal de entrada.

La salida Q es FALSA siempre que la entrada CLK sea FALSA. Tan pronto como el CLK se convierte en VERDADERO, Q se establece en VERDADERO.La próxima vez que se llama al bloque de funciones, la salida se restablece a FALSE. Por lo tanto, el bloque emite un impulso único en cada transición CLK de FALSO a VERDADERO.

AND es una operación lógica I. El resultado de la operación lógica AND será 1 si a y b son 1, y en todos los demás (otros) casos, el resultado será 0.

CTUD es un contador reversible. Este bloque de funciones se utiliza para contar hacia atrás y hacia arriba. La señal "1" en la entrada R provoca la asignación del valor "0" a la salida CV. La señal "1" en la entrada LD provoca la asignación de un valor en la entrada PV a la salida CV. En cada transición de "0" a "1" en la entrada CU, el valor CV aumenta en 1. En cada transición de "0" a "1" en el CD de entrada, el valor CV disminuye en 1.

TOF - bloque de funciones "temporizador de retardo de apagado". Proporciona un retraso de tiempo antes de apagar las luces después de dejar a la última persona del aula.

Además, se puede agregar un relé fotográfico al circuito, que enciende y apaga automáticamente la iluminación, según las condiciones de iluminación. El contacto del relé fotográfico debe realizarse en una de las entradas de relé del PLC y en el programa, antes del temporizador, coloque otro elemento AND (AND), una de cuyas entradas será una unidad lógica con el relé fotográfico.

En este caso, la luz de la sala se encenderá solo si hay personas en la sala y se oscurece en el aula.

Como resultado del estudio, se desarrolló un diagrama de circuito eléctrico del sistema de iluminación, se escribió un programa y se creó un modelo de computadora del sistema de iluminación en el aula.

Nuestro sistema de control de iluminación automatizado en el aula ahorrará significativamente energía eléctrica, y también gracias a su trabajo, la vida útil de las lámparas aumenta.