本文主要介绍PLC在图书馆智能照明中的应用。图书馆属于小型图书馆，其主要功能包括自习室、阅览室、办公室、会议室、图书馆等，通过对这些场所照明的具体控制，突出了PLC在智能建筑照明中的优势。在基于PLC的照明控制系统中，通过各种传感器的布置、PLC的信号分析、总线通信、组态控制等实现智能照明控制，进一步说明基于PLC的智能照明的综合优势。
智能照明是指由计算机、无线通信数据传输、扩频功率载波通信技术组成的分布式无线遥测、遥控和遥控系统，采用计算机智能信息处理和节能电气控制技术，实现照明设备的智能控制。具有强度调节、软启动、定时控制、场景设置等功能；该系统的具体特点如下：
智能照明系统能有效抑制电网的浪涌电压，避免过电压和欠电压对光源的损害。采用软启动和软关断技术，避免了冲击电流对光源的损坏，延长了光源的使用寿命，节省了大量的资金和更换电光源所带来的巨大工作量。
智能照明系统以模块式自动控制为主，手动控制为辅。借助红外遥感器、手动操作控制面板等各种控制元件，根据不同的时间、不同的用途、不同的照明效果，预先设置不同的照明场景。用户可以实现灵活的场景切换方便的灯光控制，各种参数的设置和转换都非常方便，可以获得多种灯光效果。同时可设置必要的应急照明控制方案，以满足事故发生时的照明需求。
智能照明系统通过应用调光模块和照度检测器等元件，可以动态调整不同区域的照度，使该区域的照度始终保持在设定的范围内，不会因日照等外部因素的变化而发生变化，也不会因电光源使用时间长而降低照明强度，从而提高照明均匀性。同时，这种控制方式所采用的电气元件也解决了频闪效应，不会让人感到不舒服、头晕和疲惫。此外，采用智能照明控制系统对荧光灯等光源进行控制，采用有源滤波技术的可调光电镇流器降低谐波含量，提高功率因数，降低低压无功损耗。
智能照明系统充分利用室外自然光，精确设置和管理照明。只有在必要时，灯才能点亮或指向所需的亮度。最小能量用于确保所需的照明水平，并且由于人员仍然照明而导致的能量浪费不到位。节能效果非常明显，一般可节约30%以上，使照明管理和设备维护更方便，减少经济投资。
随着科学技术的发展，国内的照明系统也发生了很大的变化。从传统的单开关控制向智能网络和系统控制发展。一些跨国企业的加入，促进了智能照明系统在我国的发展。索博、瑞朗、九洲一居是较早进入智能照明行业的企业。他们在产品研发、市场开拓、技术培训和服务等方面投入了大量资金。特别是SOBO是一家国际智能家居产品制造商，拥有最大的产品研发团队；D中心和生产基地位于亚洲，拥有高端智能安防系统和智能微控模块，在世界上处于绝对领先地位。天津瑞朗从2002年开始进行智能照明技术培训，用户对这些品牌的认知度很高。上海齐盛公司推出智能系统。通过C-Bus智能控制系统、安防控制系统和无线网络技术的结合，实现照明控制、家电控制（电动窗帘、空调、影音设备等）和综合安防控制等多种控制功能产品。在短时间内，树立了品牌形象。这些企业的投资带动了我国智能照明系统市场的发展。
而且国外的发展远远高于我们。照明工业最早是在20世纪80年代由美国发展起来的。20世纪90年代末，由于现代计算机技术、自动控制技术、现代通信技术和现代信息处理技术在世界范围内的广泛应用，它已经进入了信息时代，给各行各业带来了巨大的影响。照明行业也经历了很大的变革，对智能照明提出了要求。
进入21世纪后，大量新产品、新设备、新技术不断涌现，使得智能照明技术朝着系统集成的方向发展。如各种智能断路器结合微电子技术、传感技术、控制技术、电力电子技术等新技术，实现功能的多样化和模块化结构，使断路器从基本保护功能向智能保护功能发展，性能更加可靠、安全。另一方面，网络技术的渗透使得不同控制模式的系统相互结合，实现了资源共享、远程监控、设置、控制和系统异常信息的集成管理。控制技术的发展使许多控制功能从上级控制室转移到现场的下级设备，使信号的采集和处理更加方便。此外，工程技术人员还开发了一些控制管理软件。用户只要通过界面上的控制键，就可以实现对各种照明设备的监控，操作简单直观。随着行业标准和标准的制定和逐步完善，各类智能照明产品的生产和技术实现也进入成熟、实用、可靠的阶段。
继美国、德国、英国、日本、新加坡之后，其他国家的智能照明产业也开始发展并逐渐成熟。国际知名企业层出不穷：世界著名半导体制造商完美公司开发了一种用于照明控制和结合射频功能的芯片。飞利浦，欧司朗和通用电气推出了两端球形HED作为世界上最先进的大功率LED灯。齐盛公司的C总线系统、ABB公司的i总线系统、Bonchi公司的Dynalite和Lutron在照明控制系统中得到了广泛的应用。此外，鲁创、威兰、美国奥特莱斯、英国索克斯、德国欧司朗、national、BPI等企业打造了众多知名品牌，促进了智能照明产业的普及和发展。
随着经济的快速增长，人们对能源的需求也在不断增加。由于长期开采煤炭、石油、天然气等自然资源，能源储备十分有限，能源短缺问题逐渐凸显。同时，它也导致了环境和生态平衡的破坏，严重威胁着人类的生存，如何节约能源、保护环境已成为一个世界性的社会问题。在这种背景下，人们对照明的要求不仅停留在“看”的层面上，而且对照明技术提出了更高的要求：希望利用有限的资源来保证照明强度的需要，获得良好的照明效果，实现“绿色照明”。随着自然科学和工程技术的不断发展，照明技术得到了迅速的发展。围绕“绿色照明”这一主题，各种节能高效的电光源应运而生并得到广泛应用：激光、光纤、发光二极管以及各种玻璃、PC透明材料也被应用到照明技术中；同时，在传统的照明设计理念中，我们还充分利用现代计算机、通讯等技术，实现了更加节能、安全、灵活、舒适的智能照明控制技术，使城市的每一个角落都在夜晚熠熠生辉。
该图书馆是小型图书馆，其控制对象主要是自习室、办公室、阅览室、书库、会议室等的灯的亮度和开关的状态。在整体要求上要实现智能控制，即可以根据外界光线的变化来调节室内灯光的亮度；能根据该区域是否有人来控制灯的开关，并能通过监控上位机控制整座楼的灯光状态。另外，为实现智能化控制，要求用四个PLC分别控制不同楼层的自习室、办公室、阅览室、其他公共区域这四个地方。PLC与上位机可以实现时时通信，以太网实现PLC的
信息传递，组态王实现楼层的时时监控等。进而达到节约电能，美化学习环境，降低控制成本等要求。
图书馆的阅览室、办公室、自习室、图书馆都是进出人员较多的场所。因此，这些地方的照明几乎都是从工作到工作。无论这些地方有没有人，有多少人，当当天达到照明要求时，灯会熄灭。一旦自然光难以满足人们的需要，就不能及时开启，这将对人们的视觉造成损害。显然，从照明的角度来看，这种照明方式是不节能的；从人的角度看，它不能满足人的基本要求；从管理的角度看，既繁琐又不方便。因此，我们应该充分考虑人们的需要：在某些地方必须有足够的照明（无论是日光照明还是人工照明）；任何人都不应该为了节约能源而关灯；还可以实现智能控制，达到节能、舒适、方便的目的。
自习室是学生学习的主要场所，对照明的要求应该很高，必须提供足够的亮度来保护学生的眼睛，为学生创造一个明亮的学习环境。根据书房的大小，在书房的不同部位安装照度传感器和双探测器传感器，感知外部环境的变化，控制室内照明的变化。从而实现对书房灯光的智能控制。
在办公室的设计中，我们还应该关注光线是否充足。现代人由于工作压力大，对外部环境的变化非常敏感。恶劣的环境会影响人们的情绪，进而影响正常的工作。在办公室的灯光控制中，我们需要营造一个艺术氛围的环境，用灯光来改变人们的心情。因此，智能照明控制是必要的。既能节约能源，又能提高人们的工作效率，实现钱和心情的kb体育官方网站 kb体育登录双丰收。
阅览室也是图书馆人流量比较大的地方，对于光亮度的要求同样很高。但是此区域的人员比较集中，我们可以重点控制人员集中的地方，给这些地方营造一个良好的看书环境。在人员集中的地方我们安装照度传感器和双鉴传感器，用它们来感知外界光线的变化，然后再通过PLC的控制，实现灯光的智能控制。
对于这些区域，灯光控制要求不是太高，像卫生间、走廊、楼梯等，在有人的时候灯亮一段时间，没人后灯自动灭掉。对于灯光的亮度也要求不高，一般的设计都可以达到标准，这里不再赘述。
因为它是一本小书，所以只有三间书房。这三间书房的数量分别是1.0、1.1和1.2。PLC用于控制这些区域并找到输入和输出点。根据光照度的要求，每间书房配备三个双探测器传感器和两个照度传感器。双探测器传感器分布在房间的前、中、后区域，分别控制区域内灯光的切换；照度传感器安装在阳光窗上，用于感知外界光线的变化，控制室内光线的亮度。当外部光线变弱时，照度传感器的输出端口输出开关值1，可直接连接到PLC的I/O端口，并将开关值1输出到PLC输出端口的四路调光器。在接收到该信号后，调光器改善其控制的灯的电源，然后调暗灯的亮度；当外部光线变亮时，照明传感器的输出端口输出开关值0，通过PLC传输到四路调光器。在接收到该信号后，调光器会降低其控制区域内灯的电源，然后调暗灯的亮度。
当双探测器传感器检测到区域内有人时，向PLC发送开关量1，PLC可直接连接到PLC的I/O口，PLC继电器输出的电压满足荧光灯的额定电压，在双探测器传感器的控制下，灯亮；当双探测器传感器检测到区域内无人时，向PLC发送开关值0，PLC的输出端口向继电器输出连接点发送0，区域控制下的灯熄灭。此外，还可以增加以太网通信，利用组态软件对该区域的灯光状态进行监控，进一步实现灯光的智能控制。
办公室、阅览室照明设计的基本方法与自习室基本相同，四个办公室采用一个PLC控制，四个办公室分别编号为2.0、2.1、2.3、2.4。三个阅览室采用一个PLC控制，三个阅览室分别编号为3.0、3.1、3.2。它们的具体设计方法参照自习室。
对于楼梯、走廊、卫生间等公共区域，我们采用声光控制就行了，声光控制电路图如下图2-1所示。其控制原理：在白天，光敏二极管2CU受光照呈低阻态，引脚13为低电平，不受白天楼梯内声音的控制，引脚8也为低电平，灯泡不亮。在晚上，光敏二极管在无光照时呈高阻态，13仍为低电平，但只要有声音后，压电陶瓷片HTD拾取的微弱声音经引脚1、2反相器作线，可控硅有触发电压导通，灯泡点亮。一段时间后灯泡自动熄灭。
照度计算时，可采用单位容量法。单位容量法适用于均匀的一般照度计算，它主要计算每单位被照面积所需灯具安装功率：W=P/S(P为全部灯具安装功率，单位：瓦；S为被照面积，单位：平方米)。具体计算方法如下：一层库房为单独一回路，面积S=9.9×8.4=83.16㎡，查表得照明功率密度ρ=5W/㎡，因此该库房总功率P=83.16×5=415.8W，若选择100W的双管荧光灯，则灯数N=P/S=415.8/100=4.158，即选用4盏100W的灯，考虑节能的问题，选用100W节能荧光灯（计算中都用此方法）。图书馆中所用灯具数量如下表2-1所示。
在本系统中，图书馆的自习室、阅览室、办公室由一台PLC控制，会议室、图书馆等场所由一台PLC控制。由于
PLC与上位机之间的通信量大，需要选择其中一个便于I/O输入的扩展，并具有很强的通信功能（如自由口通信）CPU模块。本系统选用西门子cpu224cn作为CPU模块，提供24VDC电源。该模块具有14个数字输入点，10个数字输出点和一个RS485串行通信接口。
图书馆为小型图书馆，本次设计主要针对图书馆的主要活动场所：自习室、阅览室、会议室、办公室、图书馆等，设有两个会议室，每个会议室配备两个照度传感器。有四个办公室，每个办公室配备两个照度传感器和三个双探测器传感器。有三间书房，每间书房配有两个照度传感器和三个双探测器传感器。有三个阅览室，每个阅览室配有两个照度传感器和四个双探测器传感器。有两个栈，每个栈有两个双探测器传感器。以办公室为例，大部分自习室、阅览室、会议室、图书馆等都是这样分布的。此外，该系统还增加了一个七天计时器和四个四路数字调光器。
有62个输入点和49个输出点。在四个可编程逻辑控制器中，只有前三个可编程逻辑控制器的输入和输出点是不够的，而前三个可编程逻辑控制器的输入和输出点分别是53和43。这里，根据需要选择一个16diem221和两个8Doem222。额定电压为24VDC。输入“1”时，对应电压为15-30VDC；输入“0”时，对应电压为0~5VDC。输出特性：额定负载电压24~230VAC，“1”信号时额定电流为2A，“0”信号时额定电流为0A。
(3)通信模块的选择在该系统中选择CP243-1以太网通信模块。该模块支持S7-200PLC与上位机进行以太网通信。
GZD系统的光照传感器采用对弱光具有高灵敏度的硅蓝光电探测器作为传感器。它具有测量范围宽、线性好、防水性能好、使用方便、安装方便、传输距离远等特点。适用于各种场所，特别是室内照明、城市照明等场所。根据不同的测量场所和不同的测量范围，线性好，防水性能好，可靠性高，结构美观，安装使用方便，抗干扰能力强。
其输出为开关量，可直接与PLC连接。通过比较外部光感和内部设定值，可以调整光源的亮度和分布。亮度感知范
双鉴传感器选用微波加红外的DT6360STC吸顶式双鉴传感器，微波视区可调、抗辐射干扰、自动温度补偿、
360°探测范围、探测直径10米。工作电压是12VDC。输出继电器开关量，可以直接连接PLC。
ETC-12A七天定时器可以设定一周的时间状态即工作段的时间早八点到中午十二点下午两点到晚上九点的时
间。有手动控制按钮，可以调整一天中时间的设定段，也可以通过程序控制时间段的设定。本身就是一个智能的模块，有自己的处理器和存储器，可以手动复位置位，有两路RS232通讯端口，可以与PLC通信，工作电压12VDC。
ITLC4-四路调光器是一款大功率白炽灯调光设备，支持RS-232通讯方式，支持与可编程控制主机及第三方可编程控制主机配套使用。支持4路白炽灯亮度同时或分开调节，支持环境照度预设，系统应用中常用与完成环境照度场景的存储于调用。电源：220V、50Hz，载入容量：单路功率≤1200W，总功率4000W，接线四路调光器接线系统各部分模块的连接方式
这里以自习室、阅览室、办公室为主要设计对象，楼梯、走廊、卫生间为次要对象，其设计简单，设有语音开关控制灯光状态，这里不再重复。如图4-3所示，七天计时器控制整个时间内自习室、办公室、阅览室等区域的灯光状态，即工作日的灯光时间控制。您可以手动修改时间设置，也可以通过程序设置时间。在工作时间内，灯的总状态是打开的，而每个房间的灯的状态是由房间里的传感器决定的。从图4-3可以看出，PLCa控制整个图书馆的办公室，PLCB控制整个图书馆的自习室，PLCC控制整个图书馆的阅览室，PLCD主要控制会议室、书库等区域。以办公室为例，首先，照度传感器感知外界光的强度。当外部光线较弱时，传感器开关动作，相应的输入端子向PLC发出标准的高压信号。信号送至PLC后，通过总线和以太网传输至上位监控计算机。上位机通过程序控制四路调光器，提高区域内光线的亮度；当车外灯亮时，传感器开关动作，相应的输入端子向PLC发出标准低压信号。信号送至PLC后，通过总线和以太网传输至上位监控计算机。上位机通过程序控制四路调光器，降低该区域灯光的亮度。
PLC一般接收行程开关、限位开关等输入的开关量信号。CPU224CN提供24VDC电源，可连接各传感器的继电器开关，作为继电器开关量输入，而各传感器的输出信号都能满足这个电压范围。所以可将各传感器继电器开关直接连
接到PLCI/O模块的输入端。如图3-3到图3-4，分别为探测器与PLC的接线图。由于输入接线过长会导致输入PLC的信号失真，所以输入接线m，在干扰较小，电压降不大时，输入接线可是当长一些。因此，为了保证各报警信号不失真，宜将PLC各模块安装在中间楼层的位置。
四个PLC通过自带的RS-485总线与以太网连接，以太网是RS-232总线转换模块。转换模块见图3-6所示。本产品为非隔离型RS232-RS485/422转换接口装置，可完成RS232-RS422数据通讯接口信号的转换，或用来实现RS232-RS485数据通讯接口信号的转换。内部数据方向侦查控制电路使得RS232-RS485转换模式时不需要
RS232侧提供流量控制信号。即可实现3线接口的转换。驱动能力强，传输距离远。波特率传播速度从110bps到57.6bps自适应。
在该系统中所选传感器的电源供给都有在9V～15V之间的直流电源，可选12V直流电源。但S7-200PLC的CPU模块能提供的是24VDC电源，所以要添加一个24VDC/12VDC的电源降压器。在该设计中选择的电源降压器的最大输出功率为60W。该转换器的内部原理为自藕变压器工作原理，自藕变压器利用电磁感应原理，从一个电路向另一个电路传递电能或传输信号的一种电器是电能传递或作为信号传输的重要元件。12VDC电源的出线自习室灯光控制
图书馆的灯光控制以自习室的灯光控制为例。从图3-6可以看出，PLC在书房灯光控制中的应用。书房内灯具混合布置，有利于光线的调节。不同的灯具提供不同的灯光亮度，可实现分步控制。研究室的传感器有照度和双探测器传感器。照度传感器感测外部光的转换。当外部灯暗时，它向PLC输出1。PLC向监控主机发送信号，监控主机通过相应的通道点亮相应区域的灯；当灯亮时，关闭相应区域的灯。由于后来使用的配置，研究室中的双探测器传感器可以编号。一个双探头传感器可以控制一定区域的灯具，一个房间有三个双探头传感器控制房间前、中、后区域的灯具。不同楼层的自习室也可以编号。将自习室设置为1号，三个自习室可分别编号为1.0、1.1、1.2。对于1.0中的三个双探测器传感器，它们可以编号为1.0.0、1.0.1和1.0.2。系统由组态王在监控主机上进行配置。当PLC接收到1.0.0信号时，PLC通过总线发送给组态王。组态王在设定的程序下改变1.0.0感应区域的灯状态。例如，当1.0.0检测到该区域有人时，它会向PLC发送一个高电平。PLC对信号进行处理后，将信号发送给组态王。组态王向1.0.0感应区域的灯发送1，灯亮；当1.0.0检测到该区域没有人时，它向PLC发送一个低电平。PLC对信号进行处理后，发送给组态王。组态王向1.0.0感应区域的灯发送0，灯熄灭。阅览室的编号是2，办公室的编号是3，房间里的传感器也像自习室一样编号。组态王中有相应的控制程序，可以实现对这些区域灯具的智能控制。
由于图书馆的房间功能大致相像，在设计程序时，不用设计出整个图书馆的程序。这里我们以自习室为例。在对自习室编程的过程中，一个房间里有5个输入点即三个双鉴传感器和两个照度传感器，输出点有4个。在自习室编号后，对编号1.0的自习室编程。
图4-1中I8.4是七天定时器的I/O输入端，七天定时器为“1”时，整个系统才能工作，各传感器的开关量输出直接接PLC的I/O口，为“1”、“0”时实现的功能由图4-1可以看出。
以自习室1.0为例，对照度传感器、双鉴传感器分配地址。当外界光线暗时，照度传感器输出“1”，当外界光
线亮时，照度传感器输出“0”；当有人时，双鉴传感器输出“1”，当没人时，双鉴传感器输出“0”。
3～I0.4为1时调亮自习室的灯光，I0.0～I0.2为1时对应区域的灯亮。
传感器动作后，发出信号，由PLC接收，PLC通过RS-485，传输给C-BUS总线，而C-BUS总线接口，通信可以通过一个485/232转换模块转换信号，然后C-BUS总线把信号传输给以太网，以太网通过CP241-3通信模块和监控主机通信。PLC与以太网的通信连接如下：
PLC的IP地址设置，即在STEP7-Micro/Win编程软件中对以太网连接进行设置。
1的组态连接：选择CP243-1模块的位置为0（位于CPU模块后的第一个位置）；设置CP243-1模板的IP地址为
(4)点击“下一步”，确定模块命令字节QB为“2”，模块配置的连接数目为“1”。
(5)点击“下一步”，配置连接为“客户机连接”服务器IP地址为172.16.2.230。点击“数据传输”，选择“新传输”添加一个新的数据传输。
(6)选择“将数据写入远程服务器”，数据为四个字节，依次建立四个PeerMessage连接配置。
(7)点击“确认”，选择“客户机连接”，选择IP地址为PLC1的地址，点击“确认”。
(9)点击“下一步—完成”，选择“是”。到此，PLC与以太网的通信建立。
(6)连接串口选择COM2，点击“下一步”，设定地址为172.16.2.230：0，再点击“下一步”。
默认通信参数，点击“完成”。然后依次新建设备PLC2、PLC3、PLC4。
(9)变量名为双鉴传感器1，变量类型为I/O离散，连接设备PLC1,寄存器为Q,数据类型为Bite，点击确认，依次新建双鉴传感器2、3和照度传感器1、2。PLC2、PLC3、PLC4的变量名也是像这样建立的。
由组态控制画面可以看到，自习室、办公室、阅览室有三组灯光，分别为前、中、后区域。而下面的对应有绿、红、黄三个按钮，分别控制前、中、后区域的灯的状态。具体控制如下：当PLC接收到传感
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