Automatizacija rasvjete u učionici

Očuvanje energije je aktivnost (praktična, znanstvena, organizacijska, informacijska) koja ima za cilj racionalno i ekonomično korištenje transformiranih i primarnih energija i prirodnih energetskih resursa.

Znatan dio troškova organizacije na području stanovanja i komunalnih usluga čine troškovi električne energije. Pogledajmo primjer kako možete organizirati jednu od mjera za uštedu električne energije automatizacijom upravljanja rasvjetom u učionicama.

Suvremeni sustavi za kontrolu osvjetljenja omogućuju vam stvaranje optimalnih uvjeta za boravak, prisutnost ljudi, kao i značajno uštedu energije.

Vrlo uobičajena situacija - učenici i nastavnici, nakon što su proveli lekciju u učionici, nakon zalaska neprestano zaboravljaju ugasiti svjetla. To stvara problem - kako osigurati da se nakon što posljednja osoba napusti učionicu, svjetlost se sama isključi?

Cilj našeg rada bio je stvoriti računalni model automatiziranog sustava upravljanja rasvjetom u učionici, koji štedi energiju.

U razvoju je korištena računalna metoda simulacije. Dizajnirali smo automatski sistem upravljanja osvjetljenjem u učionici, koji, kada ima ljudi u učionici, automatski uključuje svjetlo, a kad posljednja osoba napusti sobu, gasi ga.

Da biste to učinili, na ulazu u učionicu na maloj udaljenosti jedan od drugog moraju se postaviti dva diskretna senzora kretanja: jedan izvana, a drugi unutar prostorije. Senzor se aktivira kada osoba uđe u zonu svog djelovanja.

Kada se aktivira vanjski senzor, a onda unutarnji, to znači da je osoba ušla u sobu. Kada se pokrene unutarnji senzor, a zatim vanjski, to znači da je osoba napustila sobu.

Potrebno je uzeti u obzir broj ljudi u sobi. Ako je osoba ušla, upali svjetlo, a ako osoba izađe, ugasi svjetlo. Sve dok barem jedna osoba ostane u sobi, svjetlo mora biti upaljeno.

Za izradu automatskog sustava upravljanja osvjetljenjem korišten je PLC 150 regulator OVEN. Ovo je jednodijelni regulator s diskretnim i analognim ulazima / izlazima na brodu za automatizaciju malih sustava. PLC150 je opremljen sa 6 diskretnih 4 univerzalna analogna ulaza, 4 relejna izlaza i 2 analogna izlaza. Ima sučelja Ethernet, RS-232, RS-485.

Pomoću ovog uređaja možete automatizirati osvjetljenje gotovo bilo koje složenosti. Istodobno, nisu potrebni intermedijarni kontakti, dolazi do prebacivanja električnih krugova pomoću ugrađenih elektromagnetskih releja. Za prebacivanje rasvjetnih krugova potrebno je koristiti magnetske startore (jedan starter po krugu). Zavojnica svakog startera spojena je na relejne izlaze PLC-a.

Pored regulatora, krug automatizacije koristi 2 senzora kretanja HC-SR501. Ovi izlazni senzori kretanja daju logičku jedinicu ako se netko kreće i nulu ako nema pokreta. Kada se pokrene svaki senzor kretanja, jedinica će biti poslana na jedan od PLC relejnih ulaza.

Stvaranje algoritma rada započinje preuzimanjem programa CoDeSys. Besplatno je i uključen je u PLC. CoDeSys implementira nekoliko metoda (jezika) za razvoj algoritma u skladu s međunarodnim standardom IEC 61131.

Konačni program napisan u CoDeSys prikazan je na slici.

Program automatizacije rasvjete u učionici

Program koji smo kreirali koristi 2 R-flip-flops, dva AND, CTUD brojač i TOF timer.

Funkcijski blok R_TRIG generira impuls na uzlaznom rubu ulaznog signala.

Izlaz Q je FALSE sve dok je ulaz CLK FALSE. Čim CLK dobije TRUE, Q se postavlja na TRUE.Sljedeći put kad se poziv funkcionalni blok, izlaz se vraća na FALSE. Na taj način, blok odaje jedan impuls pri svakom CLK prijelazu iz FALSE u TRUE.

I je logična operacija I. Rezultat logičke operacije AND bit će 1 ako su a i b 1, a u svim ostalim (ostalim) slučajevima rezultat će biti 0.

CTUD je reverzibilni brojač. Ovaj se funkcijski blok koristi za odbrojavanje i povećavanje. Signal "1" na ulazu R uzrokuje dodjeljivanje vrijednosti "0" izlaznom CV-u. Signal "1" na ulaznom LD-u uzrokuje dodjeljivanje vrijednosti na ulaznom PV izlaznom CV-u. Pri svakom prijelazu iz "0" u "1" na ulaznom CU-u, CV vrijednost raste za 1. Pri svakom prijelazu s "0" na "1" na ulaznom CD-u, CV vrijednost smanjuje se za 1.

TOF - funkcijski blok "mjerač vremena kašnjenja". Omogućuje odgodu prije isključivanja svjetla nakon izlaska posljednje osobe iz učionice.

Uz to se u krug može dodati i foto relej koji automatski uključuje i isključuje osvjetljenje, ovisno o uvjetima osvjetljenja. Kontakt foto releja mora se uspostaviti na jednom od relejskih ulaza PLC-a i u programu je prije tajmera staviti još jedan element AND (AND) - čiji će jedan ulaz biti logička jedinica s foto relejem.

U tom će se slučaju svjetlost u sobi upaliti samo ako u njoj ima ljudi i ako bude učlanjeno u učionici.

Kao rezultat studije razvijen je dijagram električnog kruga rasvjetnog sustava, napisan je program i izrađen računalni model rasvjetnog sustava u učionici.

Naš automatizirani sustav upravljanja osvjetljenjem u učionici značajno će uštedjeti električnu energiju, a zahvaljujući svom radu, vijek trajanja samih svjetiljki se povećava.