基于PLC的簡(jiǎn)易照明防護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

鄧金鳳，盧榮敏（茂名技師學(xué)院，廣東茂名，525000）

?

基于PLC的簡(jiǎn)易照明防護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

鄧金鳳，盧榮敏
（茂名技師學(xué)院，廣東茂名，525000）

摘要：本文提出了基于三菱PLC控制部件為核心的簡(jiǎn)易節(jié)能照明及防護(hù)報(bào)警系統(tǒng)方案，對(duì)系統(tǒng)控制進(jìn)行了分析，并說(shuō)明了實(shí)現(xiàn)的功能和軟、硬件設(shè)計(jì)。實(shí)際運(yùn)行表明，本系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠、功能性強(qiáng)，性能好，為人們的日常工作帶來(lái)便利，起到了一定的防護(hù)作用。

關(guān)鍵詞：PLC；節(jié)能照明；紅外傳感器；防護(hù)報(bào)警

0 前言

龍荔農(nóng)場(chǎng)是一個(gè)小型農(nóng)場(chǎng)，養(yǎng)殖有較多的雞、牛等動(dòng)物。由于該農(nóng)場(chǎng)處于比較偏僻的半山腰上，而且動(dòng)物養(yǎng)殖場(chǎng)離人住處有一段距離，為了夜晚照明以及做好夜晚相關(guān)的防護(hù)工作，這就需要在動(dòng)物養(yǎng)殖場(chǎng)處進(jìn)行夜晚防護(hù)和節(jié)能照明的控制。市面上基于單片機(jī)的防護(hù)系統(tǒng)雖然集成度高，功能全，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格高，維護(hù)比較麻煩，抗干擾性和可靠性較差，而且缺少照明節(jié)能控制。由于PLC抗干擾、可靠性好，使用維護(hù)簡(jiǎn)單，本文根據(jù)農(nóng)場(chǎng)實(shí)際情況，采用PLC實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)易實(shí)用的節(jié)能照明及防護(hù)報(bào)警控制。

1 系統(tǒng)構(gòu)成

1.1 系統(tǒng)控制要求

動(dòng)物養(yǎng)殖場(chǎng)的照明燈需要在夜晚開(kāi)啟，以方便人員半夜查看動(dòng)物養(yǎng)殖處的情況，白天照明燈關(guān)閉，而且夜晚有動(dòng)物或人員非法入侵動(dòng)物養(yǎng)殖場(chǎng)時(shí)，能進(jìn)行報(bào)警提醒，不需要時(shí)可手動(dòng)關(guān)閉防護(hù)系統(tǒng)。系統(tǒng)的控制要求如下：

（1）節(jié)能照明控制：早上7：00關(guān)閉，晚上19：00開(kāi)啟；

（2）防護(hù)系統(tǒng)控制：早上7：00防護(hù)系統(tǒng)關(guān)閉，晚上19：00防護(hù)系統(tǒng)開(kāi)啟；非法入侵時(shí)：報(bào)警燈閃爍、蜂鳴器響；不需要時(shí)：可手動(dòng)關(guān)閉防護(hù)系統(tǒng)；

（3）按復(fù)位鍵，報(bào)警停止，恢復(fù)正常。

1.2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖

根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，系統(tǒng)主要由四部分組成：（1）PLC：驅(qū)動(dòng)照明電路和防護(hù)電路工作；（2）紅外傳感器及處理電路：檢測(cè)非法入侵信號(hào)并轉(zhuǎn)換為PLC的輸入信號(hào)；（3）復(fù)位電路：使系統(tǒng)恢復(fù)正常工作狀態(tài)；（4）照明及防護(hù)電路：實(shí)現(xiàn)智能照明及報(bào)警防護(hù)工作。系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖如下：

1.3 系統(tǒng)工作原理

本系統(tǒng)利用了PLC的程序編寫(xiě)實(shí)現(xiàn)對(duì)照明電路的節(jié)能自動(dòng)控制，同時(shí)結(jié)合熱釋紅外傳感器實(shí)現(xiàn)夜晚自動(dòng)值守防護(hù)。將照明燈安裝在所需地點(diǎn)，同時(shí)將傳感器放置于檢測(cè)區(qū)域，在該系統(tǒng)開(kāi)始工作后，照明電路按照程序的設(shè)定實(shí)現(xiàn)定時(shí)開(kāi)啟和關(guān)閉，報(bào)警系統(tǒng)開(kāi)啟后，報(bào)警信號(hào)指示燈亮，熱釋電紅傳感器將檢測(cè)到人體或較大動(dòng)物的紅外信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，經(jīng)處理電路整形處理為開(kāi)關(guān)信號(hào)送入PLC，PLC經(jīng)過(guò)運(yùn)算處理，輸出一個(gè)驅(qū)動(dòng)電壓給相應(yīng)的電路，從而驅(qū)動(dòng)防護(hù)電路執(zhí)行相關(guān)動(dòng)作，使得報(bào)警燈閃爍和揚(yáng)聲器發(fā)出聲音，提醒人員進(jìn)行查看。防護(hù)電路執(zhí)行后，按下復(fù)位按鈕，系統(tǒng)恢復(fù)正常工作。在不需要防護(hù)系統(tǒng)工作時(shí)，可手動(dòng)關(guān)閉，報(bào)警信號(hào)指示燈亮熄滅，即使傳感器檢測(cè)到信號(hào)時(shí)，防護(hù)電路不執(zhí)行。

圖1 系統(tǒng)控制框圖

2 系統(tǒng)配置說(shuō)明

2.1 紅外傳感器

本系統(tǒng)選用的是人體紅外感應(yīng)模塊HC-SR501，HR-SR501是基于紅外線技術(shù)的自動(dòng)控制模塊，采用德國(guó)原裝進(jìn)口LHI778探頭設(shè)計(jì)，靈敏度高，可靠性強(qiáng)，超低電壓工作模式，價(jià)格低廉，技術(shù)性能穩(wěn)定，安裝比較方便，抗干擾能力強(qiáng)，隱蔽性強(qiáng)。當(dāng)有人體經(jīng)過(guò)時(shí)，傳感器探頭將感測(cè)到的人體紅外信號(hào)，然后通過(guò)HC-SR501模塊將其轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)放大控制從而實(shí)現(xiàn)了防盜報(bào)警功能，達(dá)到了安全防護(hù)之目的。紅外感應(yīng)模塊HC-SR501是利用熱電元件的熱釋電效應(yīng)探測(cè)人體等輻射的紅外光的紅外傳感器，它是一種被動(dòng)式調(diào)制型溫度敏感器件，利用熱釋電效應(yīng)工作，采用雙元探頭，通過(guò)目標(biāo)發(fā)出的紅外輻射來(lái)探測(cè)目標(biāo)的，其相應(yīng)速度雖不如光子型，但由于它可在室溫下使用、光譜響應(yīng)寬、工作頻率寬、靈敏度與波長(zhǎng)無(wú)關(guān)，容易使用。

2.2 PLC

PLC是個(gè)可編程序控制器，它主要控制的是開(kāi)關(guān)量。根據(jù)控制系統(tǒng)的工作要求、實(shí)際需求以及輸入輸出變量等因素綜合考慮，選用三菱FX2N-16MR-D PLC。其質(zhì)量高、耐用，主要參數(shù)如下：輸入點(diǎn)數(shù)為8個(gè)，輸出觸點(diǎn)為8個(gè)，輸出電流2A。

2.3 開(kāi)關(guān)電源

系統(tǒng)自備一組+5V+12V開(kāi)關(guān)電源，為人體紅外感應(yīng)模塊HCSR501提供+5V工作電壓，同時(shí)給PLC輸出負(fù)載提供+12V工作電壓，以及作為PLC的短路保護(hù)工作電源。

2.4 負(fù)載

運(yùn)行指示燈和報(bào)警信號(hào)指示燈采用IED發(fā)光二極管，照明燈采用12WLED燈，報(bào)警揚(yáng)聲器采用24W汽車(chē)?yán)取?/p>

3 PLC程序設(shè)計(jì)

3.1 PLC I / O分配表，如表1所示

表1 PLC I / O分配表

3.2 PLC接線圖，如圖2所示

圖2 PLC接線圖

3.3 PLC梯形圖，如圖3圖4所示

4 元器件明細(xì)表

元器件明細(xì)表如表2所示。

圖3

圖4

表2 元器件明細(xì)表

5 結(jié)論

PLC與人體紅外感應(yīng)模塊HC-SR501配合構(gòu)成的防護(hù)控制系統(tǒng)，在農(nóng)場(chǎng)使用了三個(gè)多月，運(yùn)行狀況較好，有效解決了節(jié)能照明和夜晚防護(hù)的問(wèn)題。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，方便施工，程序靈巧，操作方便，抗干擾能力強(qiáng)，穩(wěn)定性好，價(jià)格相對(duì)低廉，對(duì)于防護(hù)要求不高且資金投入少的場(chǎng)合實(shí)現(xiàn)報(bào)警控制有一定的參考作用。

參考文獻(xiàn)

［1］電工新技術(shù)教實(shí)訓(xùn)指導(dǎo).廣東省職業(yè)技能鑒定指導(dǎo)中心組.

［2］張方慶主編.可編程控制器技術(shù)及其應(yīng)用.北京：電子工業(yè)出版社，2013.

Design of a simple lighting protection system based on PLC

Deng Jinfeng，Lu Rongmin
（Maoming Technician College，Maoming Guangdong，525000）

Abstract：In this paper we propose based on Mitsubishi PLC control unit for core simple and energy-saving lighting and protection alarm system，of the control system are analyzed，and illustrates the functions and soft，hardware design.The actual operation shows that，the system is simple，reliable，functional， performance is good， for the people's daily work convenience and plays a protective role.

Keywords：PLC；energy saving lighting；infrared sensor；protection alarm