用PLC实现照明节能控制系统
发表时间：2018-08-06T14:14:42.330Z 来源：《基层建设》2018年第18期作者：夏明惠[导读] 摘要：为了让照明用电的量减少，真正做到绿色节能照明，提出了一个简单的在建筑节能照明控制系统当中的使用办法，通过可控硅调光设备、plc、灯、上位机、传感器等共同实现节能照明，其中，光照度传感器、可控硅调光模块，plc共同形成一个闭环控制系统，首先光照度传感器采集室内的实际平均照度，向plc当中反馈，盘龙城根据照度反馈的值和目标控制值对照度进行控制，通过pid算法加强
节能工作。

南京市中级人民法院江苏省南京市 210008 摘要：为了让照明用电的量减少，真正做到绿色节能照明，提出了一个简单的在建筑节能照明控制系统当中的使用办法，通过可控硅调光设备、plc、灯、上位机、传感器等共同实现节能照明，其中，光照度传感器、可控硅调光模块，plc共同形成一个闭环控制系统，首先光照度传感器采集室内的实际平均照度，向plc当中反馈，盘龙城根据照度反馈的值和目标控制值对照度进行控制，通过pid算法加强节能工作。

通过可控硅调光模块来控制输出量，实现节能照明，让灯光的亮度伴随照明情况的改变而改变，让节能的目的得以实现，另外可以让室内的光照始终处于柔和的状态。

关键词：建筑节能；照度调节；PLC；PID 1PLC实现照明节能控制系统的使用背景伴随人们生活水平逐步提高，社会发展速度进一步加快，商场的面积也在逐步加大，很多大型商场已经无法在照明的过程中使用简单的开关控制，而希望能够在照明的过程中通过相应的方法做到节能照明，根据预先设定的相关状态进行工作，状态的实时切换，通过触摸屏、plc等相关设备加强照明的控制工作，能够让照明控制的开启关闭方式，做到实时控制，让管理更为简单化、智能化，更好的节省人力物力和能源。

我国是能源消耗大国，很多能源浪费在楼宇照明方面。

很多办公室、商场等全天灯火通明，造成资源出现较大程度的浪费，所以绿色照明节能技术逐步变成一项非常热门的研究技术，绿色节能照明技术主要是依照光源方面的研究和分析，比如说研发节能灯泡，也可以从智能控制角度进行分析，对控制照度进行精确控制，让建筑当中的照明用电减少，避免系照明系统出现大量热能，让空调系统的负荷降低。

对于绿色节能照明技术等领域进行分析，本文主要提出一种可靠性较高而且具有简便易操作等特点的节能照明控制系统。

2节能照明控制系统分析 2.1系统架构分析
在建筑节能照明系统当中，主要有plc被控对象，比如说灯、可控规调光模块、光照度传感器等共同组成，其主要构架如下图所示，整个系统当中通过网络来对可控硅调光模块和plc以及pc机之间的数据进行连接，可以作为一个透明传输链路来看待，上位机当中的pc机主要负责对网关和plc的数据进行分析，主要通过控制照度调节的方式来进行可控硅调光模块、plc，光照度传感器等形成了一个实用性很强的闭环控制回路，具体如图2所示。

图1节能照明控制系统的具体架构光照度传感器把室内特定区域的平均照度情况向plc进行反馈，plc照度反馈值以及控制量来通过pid算法对控制量进行计算。

2.2可控硅调光模块
当前进行调光的主要手法有pwm调光、可控硅调光以及线性调光等三种方法，可控硅调光在节能灯等相关领域得到了广泛的使用，因为可控硅调光的稳定性较好，而且效率较高，本文在节能调光的过程中主要使用可控硅来进行调控。

下图是可控硅进行调光过程中的接线模块。

可控硅调光模块可以对两个灯的亮度进行分别控制，调光系统主要是通过可控硅导通对电压的波形进行控制，从而让电压的有效值输出量减少，对负载功率进行控制而得以实现的，可控硅调光模块的调光按钮可以通过手动调节和操作的方式得以实现，还设有相应的rs485接口，用于进行电源隔离，相关的控制数据可以直接上传到网关当中。

2.3 PLC
在控制过程中，西门子的plc扮演着非常重要的角色，本文使用的psp为西门子s7-1200plc，plc当中具有八点位数字量输入、六点位数字量输出以及两路模拟量输入，在控制的过程中可以使用四路脉冲输出以及六个高速计数器，与此同时，plc还可以附加一些其他的插入式板和模块，比如说模拟量信号模块、通讯模块、数字量信号模块等，利用一些附加的通讯协议来让plc的功能得到扩展。

2.4模拟PID控制
pid控制就是所谓的比例、积分、微分控制方法。

这种pid控制相对简单，控制过程中具有较高的可靠性和稳定性，在各种过程控制当中获得广泛的使用。

plc控制器和被控对象形成了一个基本的控制单元，通过负反馈闭环控制的方式进行操作，pid依照系统出现的偏差，根据微分、积分、比例等相应环节进行计算来对控制量进行控制，有效调节被控对象。

2.5触摸屏的画面设计
plc还可以控制触摸屏、照明灯具，可以依照时间的不同以及位置的不同来分类进行照明实现智能化控制。

触摸屏和plc之间通过232协议通信电缆来进行连接，让信息互联得以实现，并且在触摸屏当中进行相应画面的设置，将画面获取的收该数据向计算机当中进行传输，依照系统进行了若干个画面的设计，第一画面为输入密码设置，只有密码正确才可以进行相应的操作。

下面重点介绍几个与plc控制相关的操作界面，首先是照明开关设备控制界面，可以用于对个位置的不同照明灯光进行控制，自由切换为自动控制或手动控制，具体如下图所示。

图4开启时间设置
还可以对开启时间点进行修改和设置，主要是工作日和周末之间设置切换。

通过plc的内部时钟进行控制，由于在工作过一段时间之后，可能会出现时间误差，所以一定要对plc的内部时钟进行校准。

下图为时间控制以及时钟校准界面。

图5时钟校正
结束语
本文主要依据plc对建筑节能照明控制系统的管理，依照系统架构和控制过程等相关要求进行的一套以pid控制器为重要参考方法设置的节能照明参考方案，本文重点对照明控制系统当中的控制器设计进行介绍，让照明的系统控制的效率进一步提高。

参考文献：
[1]黄友锐.PID控制器参数整定与实现[M].北京：科学出版社，2010.
[2]李方园.图解西门子S7-1200PLC入门到实践[M].北京：机械工业出版社，2010.。