Automazione dell'illuminazione in classe

Il risparmio energetico è un'attività (pratica, scientifica, organizzativa, informativa) finalizzata all'uso razionale ed economico dell'energia trasformata e primaria e delle risorse di energia naturale.

Una parte significativa dei costi dell'organizzazione nel campo dell'edilizia abitativa e dei servizi comunali sono i costi dell'elettricità. Vediamo un esempio di come è possibile organizzare una delle misure per risparmiare elettricità automatizzando il controllo dell'illuminazione nelle aule.

I moderni sistemi di controllo dell'illuminazione consentono di creare condizioni ottimali per il soggiorno, la presenza di persone e un notevole risparmio energetico.

Una situazione molto comune: studenti e insegnanti, dopo aver trascorso una lezione in classe, dimenticano costantemente di spegnere le luci dopo aver lasciato. Ciò solleva il problema: come assicurarsi che dopo che l'ultima persona abbia lasciato l'aula, la luce si spenga?

Lo scopo del nostro lavoro era quello di creare un modello al computer di un sistema di controllo automatico dell'illuminazione in classe, che consente di risparmiare energia.

Nello sviluppo, è stato utilizzato un metodo di simulazione al computer. Abbiamo progettato un sistema di controllo automatico dell'illuminazione in classe, che, quando ci sono persone in classe, accende automaticamente la luce e quando l'ultima persona lascia la stanza, la spegne.

Per fare questo, all'ingresso dell'aula a breve distanza l'uno dall'altro, devono essere installati due sensori di movimento discreti: uno esterno, l'altro all'interno della stanza. Il sensore viene attivato quando una persona entra nella zona della sua azione.

Quando viene attivato il sensore esterno, quindi quello interno, significa che una persona è entrata nella stanza. Quando viene attivato il sensore interno, quindi quello esterno, significa che la persona ha lasciato la stanza.

È necessario considerare il numero di persone nella stanza. Se una persona è entrata, accendi la luce; se una persona è uscita, spegni la luce. Fino a quando almeno una persona rimane nella stanza, la luce deve essere accesa.

Per creare un sistema di controllo automatico dell'illuminazione, è stato utilizzato il controller PLC 150 di OVEN. Questo è un controller monopezzo con ingressi / uscite digitali e analogici integrati per l'automazione di piccoli sistemi. Il PLC 150 è dotato di 6 ingressi analogici universali 4 discreti, 4 uscite a relè e 2 uscite analogiche. Ha interfacce Ethernet, RS-232, RS-485.

Con questo dispositivo, puoi automatizzare l'illuminazione di quasi tutte le complessità. Allo stesso tempo, non sono necessari contatti intermedi, la commutazione dei circuiti elettrici avviene mediante relè elettromagnetici integrati. Per commutare i circuiti di illuminazione, è necessario utilizzare avviatori magnetici (un avviatore per circuito). La bobina di ogni avviatore è collegata alle uscite relè del PLC.

Oltre al controller, il circuito di automazione utilizza 2 sensori di movimento HC-SR501. Questi sensori di movimento in uscita danno un'unità logica se qualcuno si sta muovendo e zero se non c'è movimento. Quando viene attivato ciascun sensore di movimento, un'unità verrà inviata a uno degli ingressi relè del PLC.

La creazione dell'algoritmo di lavoro inizia con il download del programma CoDeSys. È gratuito ed è incluso con il PLC. CoDeSys implementa diversi metodi (linguaggi) per lo sviluppo di un algoritmo secondo lo standard internazionale IEC 61131.

Il programma finale scritto in CoDeSys è mostrato in figura.

Programma di automazione dell'illuminazione in classe

Il programma che abbiamo creato utilizza 2 infradito R, due AND, un contatore CTUD e un timer TOF.

Il blocco funzione R_TRIG genera un impulso sul fronte di salita del segnale di ingresso.

L'uscita Q è FALSE finché l'ingresso CLK è FALSE. Non appena il CLK diventa VERO, Q è impostato su VERO.Alla successiva chiamata del blocco funzione, l'uscita viene reimpostata su FALSE. Pertanto, il blocco emette un singolo impulso ad ogni transizione CLK da FALSO a VERO.

AND è un'operazione logica I. Il risultato dell'operazione logica AND sarà 1 se a e b sono 1 e in tutti gli altri (altri) casi, il risultato sarà 0.

CTUD è un contatore reversibile. Questo blocco funzione viene utilizzato per il conto alla rovescia e verso l'alto. Il segnale "1" sull'ingresso R provoca l'assegnazione del valore "0" all'uscita CV. Il segnale "1" sull'ingresso LD provoca l'assegnazione di un valore sull'ingresso PV all'uscita CV. Ad ogni transizione da "0" a "1" sull'ingresso CU, il valore CV aumenta di 1. Ad ogni transizione da "0" a "1" sul CD di ingresso, il valore CV diminuisce di 1.

TOF - blocco funzione "timer di spegnimento ritardato". Prevede un ritardo prima di spegnere le luci dopo aver lasciato l'ultima persona in classe.

Inoltre, è possibile aggiungere un relè fotografico al circuito, che accende e spegne automaticamente l'illuminazione, a seconda delle condizioni di illuminazione. Il contatto del relè fotografico deve essere effettuato su uno degli ingressi relè del PLC e nel programma, prima del timer, inserire un altro elemento AND (AND) - uno dei cui ingressi sarà un'unità logica con il relè fotografico.

In questo caso, la luce nella stanza si accenderà solo se ci sono persone nella stanza e diventa buia in classe.

Come risultato dello studio, è stato sviluppato uno schema elettrico del sistema di illuminazione, è stato scritto un programma ed è stato creato un modello al computer del sistema di illuminazione in classe.

Il nostro sistema di controllo automatico dell'illuminazione in classe consentirà un notevole risparmio di energia elettrica e, grazie al suo lavoro, aumenta la durata delle lampade stesse.