CN204906791U - 一种灯光自动控制器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种灯光自动控制器，属于节能环保技术领域。本实用新型包括PLC、人体热释电传感器、照度传感器、中间继电器、交流接触器、日光灯、手动控制开关；其中人体热释电传感器检测的输出信号与PLC对应I/O接口相连，照度传感器检测的输出信号与PLC对应I/O接口相连，PLC与中间继电器相连，驱动中间继电器，中间继电器的触点来控制交流接触器线圈通断电，交流接触器与日光灯相连接，手动控制开关通过与并联的方式接日光灯电路。本实用新型根据在教室或自习室看书学习的人数及光照亮度，自动控制室内灯光开启个数进行，以达到灯光的利用，节约资源；采用PLC顺序控制，减少管理人员的工作量，使资源得到充分利用，达到节能环保的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种灯光自动控制器，属于节能环保技术领域。
背景技术
对于现阶段大学教室、图书馆自习室灯光的管理和使用问题。例如，灯光开关不规律导致电能浪费严重。以及目前国内各类院校中，由于同学们的自觉节能意识薄弱，在光线足够强时也开灯，有时在自习室只有几个人，但将所有灯全部打开，学生离开教室或自习室后，室内灯还亮着的现象普遍存在；而且，节能规划极为欠缺，教室的灯光控制由管理人员手工代替，教室及自习室极多，管理人员忙不过来，这样就造成不必要的电能浪费和经济损失。
为响应我们党在早在2000年10月11日通过的《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十个五年计划的建议》中明确指出：强调了能源建设要发挥资源优势，优化能源结构，提高利用效率。
发明内容
本实用新型提供了一种灯光自动控制器，用于解决现有图书馆及自习室室内灯光设备管理需要大量人员的问题，室内灯光不能及时关闭，造成电能资源严重浪费的问题。
本实用新型的技术方案是：一种灯光自动控制器，包括PLC1、人体热释电传感器2、照度传感器3、中间继电器4、交流接触器5、日光灯6、手动控制开关8；其中人体热释电传感器2检测的输出信号与PLC1对应I/O接口相连，照度传感器3检测的输出信号与PLC1对应I/O接口相连，PLC1与中间继电器4相连，驱动中间继电器4，中间继电器4的触点来控制交流接触器5线圈通断电，交流接触器5与日光灯6相连接，手动控制开关8通过与并联的方式接日光灯5电路。
还包括触摸屏7，触摸屏7连接到PLC1的编程口位置。
所述PLC1为FX2N-64MR小型PLC，人体热释电传感器2为开关型的人体热释电传感器、照度传感器3为开关型的照度传感器。
所述触摸屏7为GT1575-VTBA三菱触摸屏。
本实用新型的工作原理是：
首先在电路都接通的情况下，控制器的工作时间是24h连续不间断工作，系统对灯光的控制作用时间设定为图书馆、自习室的开放时间：本控制器初设设定时间段为：7:30—21:30，①控制器首先会判定是否是开放时间，如果不是开放时间段，PLC1驱动中间继电器4，而后使用中间继电器4的触点来控制交流接触器5线圈断电，使KM0断开，室内日光灯6全部熄灭。
②因为在时间段内有大部分时是白天，有太阳光，照度传感器3会对四个区域（室内四个位置）的亮度进行判断，照度传感器3的光照门限值为300Lx，在遇到雨天或阴天或晚上光照不足时，某区域的照度传感器检测到照度值最低在300Lx时，照度传感器3输出允许开灯信号给PLC1。
③根据人体热释电传感器2对各个区域是否有人进行判定，当某区域有人坐时，人体会有热辐射发出，人体热释电传感器2会感应到热辐射信号，人体热释电传感器2输出允许开灯信号给PLC1。
④当处在开放时间内，人体热释电传感器2和照度传感器3同时输出允许开灯信号给PLC1时，对应区域的日光灯6才会打开。整个控制器在保证学生学习和工作的情况下，充分的综合利用了自然资源太阳光和电能，达到节能环保的目的。
⑤在特殊情况下，可切换为触摸屏模式，触摸屏7一人机交互的模式对室内灯光进行控制，或有特殊需求时（PLC出现故障时），通过手动控制开关8对室内日光灯6进行控制，即接线原理图中的SB1、SB2、SB3、SB4分别对应四个区域灯的控制，SB0是总控制开关，由于是并联接入，在PLC1不能正常工作时，不影响手动控制开关的使用。
在实际的操作过程中，PLC根据开关型的人体热释电传感器测得的教室或自习室学习的人的位置及亮度传感器测的室内四个位置亮度对灯光开启个数和位置进行控制。
文献[1]中提到了“PLC实时采集液位传感器的输出信号，通过模/数转换获取记录马氏瓶与径流瓶中的液位值；并根据马氏瓶液位控制电磁阀的开闭实现马氏瓶自动补水。”与本专利中“PLC实时采集人体热释电传感器和照度传感器的输出信号，来实现室内灯光的自动控制”原理相同，表明是常用方法。
文献[1]：吕华芳,杨汉波,丛振涛,雷慧闽.基于PLC控制的室内降雨入渗自动测定系统[J].农业机械学报,2014,45（9）:145-160。
如图4所示，PLC总接线图中部分I/O口分配图，照度传感器3：X007对应I/O接口X34区域1开关型照度传感器；X007对应I/O接口X35区域2开关型照度传感器；X008对应I/O接口X36区域3开关型照度传感器；X009对应I/O接口X36区域3开关型照度传感器；X010对应I/O接口X37区域4开关型照度传感器。人体热释电传感器2：X011对应I/O接口X30区域1人体热释电传感器；X012对应I/O接口X31区域2人体热释电传感器；X013对应I/O接口X32区域3人体热释电传感器；X014对应I/O接口X33区域4人体热释电传感器。
如图7所示，灯光自动控制器的灯光控制梯形图，灯光控制主要是通过计数器C10和C210与内部时钟脉冲继电器M8014一起完成大学教室、图书馆自习室开放时间段的判断，同时实现24小时一个循环，第一开机时早上7：30时，开放时间为7:30—21:30，具体开放时间直接调整程序中的K840和K1440来设定。并通过照度传感器3和人体热释电传感器2对各个区域亮度和是否有人来判定是否需要打开该区域电灯，达到充分利用自然资源（阳光）和电能的目的。此外，还有手动全灭控制，此处不再赘述。
其中，选用的新型开关型的照度传感器3型号为ON9668共四个。该传感器内部集成了双光敏感元+放大+逻辑+开关+功率驱动功能，基本无需外围电路，就能直接输出高低电平，且输出电流高达30mA，可以直接驱动LED、白炽灯、继电器。ON9668内部逻辑设为20%的照度回差，可以防止光阀值附近点的输出跳动，对应Adj脚电压1.2-1.6V。其工作逻辑为：入射光照度没有达到设定门限时，Adj脚电压随光强弱比例变化，Out端保持原低电平，Adj脚电压达到1.2V时，Out端继续保持原低电平不变；光照继续增强，Adj脚电压升高到1.6V时，Out端由低电平变为高电平（继电器线圈断电）；当入射光照继续增强时，Adj将被1.6V锁定，只有光照由强变弱，Adj端电压小于等于1.2V时，Out端才由高电平变为低电平（继电器线圈通电）。这种回差电路的设计可以防止光照在门阀值点时输出抖动，有效解决了频闪问题。
光照度是表明物体被照明程度的物理量，光照度与照明光源、被照物体表面及光源所在的空间位置有关，可以用照度计来直接测量。照度计是以光电效应为基础，将光信号转化为电信号。按照国家以及国际的照度标准，学校教室的平均照度值最低在300Lx。因此，调节ON9668的RP的阻值，设定光照门限值为300Lx。
人体热释电传感器2可选用，深圳市欣博兴科技有限公司的人体感应模块，型号：SP-003；中间继电器4可选用TAKAMISAWA公司的高见泽继电器，型号为：NY24W-K，4脚5A三菱PLC专用；可选用的交流接触器5型号为CJX2-0910；其他大部分型号已经与名称一起给出，部分采用市场上普通产品，不需固定具体型号。
本实用新型的有益效果是：根据在教室或自习室看书学习的人数及光照亮度，自动控制室内灯光开启个数进行，以达到灯光的利用，节约资源。并采用触摸屏作为人机交互界面，操作维护方便，美观大方，避免了人和设备直接触发生触电危险。采用PLC顺序控制，实现对教室灯光的自动智能控制，减少管理人员的工作量，使资源得到充分利用，达到节能环保的目的。
附图说明
图1为本实用新型组成部分连接框图；
图2为本实用新型灯光控制总接线原理图上；
图3为本实用新型灯光控制总接线原理图下；
图4为本实用新型PLC总接线图中部分I/O口分配图；
图5为本实用新型照传感器原理图；
图6为本实用新型人体热释电传感器接线原理图；
图7为本实用新型灯光控制梯形图；
图中各标号：1-PLC；2-人体热释电传感器；3-照度传感器；4-中间继电器；5-交流接触器；6-日光灯；7-触摸屏、8-手动控制开关。
具体实施方式
实施例1：如图1-7所示，一种灯光自动控制器，包括PLC1、人体热释电传感器2、照度传感器3、中间继电器4、交流接触器5、日光灯6、手动控制开关8；其中人体热释电传感器2检测的输出信号与PLC1对应I/O接口相连，照度传感器3检测的输出信号与PLC1对应I/O接口相连，PLC1与中间继电器4相连，驱动中间继电器4，中间继电器4的触点来控制交流接触器5线圈通断电，交流接触器5与日光灯6相连接，手动控制开关8通过与并联的方式接日光灯5电路。
还包括触摸屏7，触摸屏7连接到PLC1的编程口位置。
所述PLC1为FX2N-64MR小型PLC，人体热释电传感器2为开关型的人体热释电传感器、照度传感器3为开关型的照度传感器。
所述触摸屏7为GT1575-VTBA三菱触摸屏。
实施例2：如图1-7所示，一种灯光自动控制器，包括PLC1、人体热释电传感器2、照度传感器3、中间继电器4、交流接触器5、日光灯6、手动控制开关8；其中人体热释电传感器2检测的输出信号与PLC1对应I/O接口相连，照度传感器3检测的输出信号与PLC1对应I/O接口相连，PLC1与中间继电器4相连，驱动中间继电器4，中间继电器4的触点来控制交流接触器5线圈通断电，交流接触器5与日光灯6相连接，手动控制开关8通过与并联的方式接日光灯5电路。
还包括触摸屏7，触摸屏7连接到PLC1的编程口位置。
所述PLC1为FX2N-64MR小型PLC，人体热释电传感器2为开关型的人体热释电传感器、照度传感器3为开关型的照度传感器。
实施例3：如图1-7所示，一种灯光自动控制器，包括PLC1、人体热释电传感器2、照度传感器3、中间继电器4、交流接触器5、日光灯6、手动控制开关8；其中人体热释电传感器2检测的输出信号与PLC1对应I/O接口相连，照度传感器3检测的输出信号与PLC1对应I/O接口相连，PLC1与中间继电器4相连，驱动中间继电器4，中间继电器4的触点来控制交流接触器5线圈通断电，交流接触器5与日光灯6相连接，手动控制开关8通过与并联的方式接日光灯5电路。
所述PLC1为FX2N-64MR小型PLC，人体热释电传感器2为开关型的人体热释电传感器、照度传感器3为开关型的照度传感器。
实施例4：如图1-7所示，一种灯光自动控制器，包括PLC1、人体热释电传感器2、照度传感器3、中间继电器4、交流接触器5、日光灯6、手动控制开关8；其中人体热释电传感器2检测的输出信号与PLC1对应I/O接口相连，照度传感器3检测的输出信号与PLC1对应I/O接口相连，PLC1与中间继电器4相连，驱动中间继电器4，中间继电器4的触点来控制交流接触器5线圈通断电，交流接触器5与日光灯6相连接，手动控制开关8通过与并联的方式接日光灯5电路。
还包括触摸屏7，触摸屏7连接到PLC1的编程口位置。
实施例5：如图1-7所示，一种灯光自动控制器，包括PLC1、人体热释电传感器2、照度传感器3、中间继电器4、交流接触器5、日光灯6、手动控制开关8；其中人体热释电传感器2检测的输出信号与PLC1对应I/O接口相连，照度传感器3检测的输出信号与PLC1对应I/O接口相连，PLC1与中间继电器4相连，驱动中间继电器4，中间继电器4的触点来控制交流接触器5线圈通断电，交流接触器5与日光灯6相连接，手动控制开关8通过与并联的方式接日光灯5电路。
上面结合附图对本实用新型的具体实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (4)
1.一种灯光自动控制器，其特征在于：包括PLC（1）、人体热释电传感器（2）、照度传感器（3）、中间继电器（4）、交流接触器（5）、日光灯（6）、手动控制开关（8）；其中人体热释电传感器（2）检测的输出信号与PLC（1）对应I/O接口相连，照度传感器（3）检测的输出信号与PLC（1）对应I/O接口相连，PLC（1）与中间继电器（4）相连，驱动中间继电器（4），中间继电器（4）的触点来控制交流接触器（5）线圈通断电，交流接触器（5）与日光灯（6）相连接，手动控制开关（8）通过与并联的方式接日光灯（5）电路。
2.根据权利要求1所述的灯光自动控制器，其特征在于：还包括触摸屏（7），触摸屏（7）连接到PLC（1）的编程口位置。
3.根据权利要求1或2所述的灯光自动控制器，其特征在于：所述PLC（1）为FX2N-64MR小型PLC，人体热释电传感器（2）为开关型的人体热释电传感器、照度传感器（3）为开关型的照度传感器。
4.根据权利要求2所述的灯光自动控制器，其特征在于：所述触摸屏（7）为GT1575-VTBA三菱触摸屏。
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