Tự động hóa lớp học

Bảo tồn năng lượng là một hoạt động (thực tế, khoa học, tổ chức, thông tin) nhằm mục đích sử dụng hợp lý và kinh tế các nguồn năng lượng tự nhiên và năng lượng biến đổi và sơ cấp.

Một phần quan trọng của tổ chức Chi phí trong lĩnh vực nhà ở và dịch vụ xã là chi phí điện. Hãy xem xét một ví dụ về cách bạn có thể tổ chức một trong những biện pháp tiết kiệm điện bằng cách tự động hóa điều khiển ánh sáng trong lớp học.

Hệ thống kiểm soát ánh sáng hiện đại cho phép bạn tạo điều kiện tối ưu cho kỳ nghỉ, sự hiện diện của con người, cũng như tiết kiệm đáng kể năng lượng.

Một tình huống rất phổ biến - học sinh và giáo viên, đã dành một bài học trên lớp, liên tục quên tắt đèn sau khi rời đi. Điều này đặt ra vấn đề - làm thế nào để đảm bảo rằng sau khi người cuối cùng rời khỏi lớp học, ánh sáng sẽ tự tắt?

Mục đích công việc của chúng tôi là tạo ra một mô hình máy tính của hệ thống điều khiển ánh sáng tự động trong lớp học, giúp tiết kiệm năng lượng.

Trong sự phát triển, một phương pháp mô phỏng máy tính đã được sử dụng. Chúng tôi đã thiết kế một hệ thống điều khiển ánh sáng tự động trong lớp, khi có người trong lớp, sẽ tự động bật đèn và khi người cuối cùng rời khỏi phòng, nó sẽ tắt.

Để làm điều này, ở lối vào lớp học cách nhau một khoảng ngắn, hai bộ cảm biến chuyển động riêng biệt phải được lắp đặt: một bên ngoài, một bên trong phòng. Cảm biến được kích hoạt khi một người đi vào khu vực hành động của mình.

Khi cảm biến bên ngoài được kích hoạt, sau đó là cảm biến bên trong, có nghĩa là một người đã vào phòng. Khi cảm biến bên trong được kích hoạt, sau đó là cảm biến bên ngoài, có nghĩa là người đó đã rời khỏi phòng.

Cần phải xem xét số lượng người trong phòng. Nếu một người bước vào, hãy bật đèn lên, nếu một người thoát ra, hãy tắt đèn. Miễn là ít nhất một người vẫn còn trong phòng, đèn phải sáng.

Để tạo ra một hệ thống điều khiển ánh sáng tự động, bộ điều khiển PLC 150 từ OVEN đã được sử dụng. Đây là bộ điều khiển một mảnh với đầu vào / đầu ra tương tự và rời rạc trên tàu để tự động hóa các hệ thống nhỏ. PLC150 được trang bị 6 đầu vào tương tự riêng biệt, 4 đầu ra rơle và 2 đầu ra analog. Nó có giao diện Ethernet, RS-232, RS-485.

Với thiết bị này, bạn có thể tự động hóa ánh sáng của hầu hết mọi sự phức tạp. Đồng thời, không cần các tiếp điểm trung gian, việc chuyển mạch điện xảy ra bằng cách sử dụng rơle điện từ tích hợp. Để chuyển đổi mạch chiếu sáng, cần phải sử dụng bộ khởi động từ (một bộ khởi động cho mỗi mạch). Cuộn dây của mỗi bộ khởi động được kết nối với đầu ra rơle của PLC.

Ngoài bộ điều khiển, mạch tự động hóa sử dụng 2 cảm biến chuyển động HC-SR501. Các cảm biến chuyển động đầu ra này cho một đơn vị logic nếu ai đó đang di chuyển và bằng 0 nếu không có chuyển động. Khi mỗi cảm biến chuyển động được kích hoạt, một đơn vị sẽ được gửi đến một trong các đầu vào rơle PLC.

Việc tạo ra thuật toán công việc bắt đầu bằng việc tải xuống chương trình CoDeSys. Nó là miễn phí và được bao gồm với PLC. CoDeSys thực hiện một số phương pháp (ngôn ngữ) để phát triển một thuật toán theo tiêu chuẩn quốc tế IEC 61131.

Chương trình cuối cùng được viết bằng CoDeSys được hiển thị trong hình.

Chương trình tự động hóa ánh sáng lớp học

Chương trình chúng tôi tạo ra sử dụng 2 R-flip-flop, hai AND, bộ đếm CTUD và bộ đếm thời gian TOF.

Khối chức năng R_TRIG tạo xung trên cạnh tăng của tín hiệu đầu vào.

Đầu ra Q là FALSE miễn là CLK đầu vào là FALSE. Ngay khi CLK được TRUE, Q được đặt thành TRUE.Lần sau khi khối chức năng được gọi, đầu ra được đặt lại thành FALSE. Do đó, khối đưa ra một xung đơn tại mỗi lần chuyển CLK từ FALSE sang TRUE.

AND - phép toán logic I. Kết quả của phép toán logic AND sẽ là 1 nếu a và b là 1 và trong tất cả các trường hợp (khác) khác, kết quả sẽ là 0.

CTUD là một bộ đếm đảo ngược. Khối chức năng này được sử dụng để đếm ngược và lên. Tín hiệu "1" ở đầu vào R gây ra việc gán giá trị "0" cho CV đầu ra. Tín hiệu "1" tại LD đầu vào gây ra việc gán giá trị tại PV đầu vào cho CV đầu ra. Tại mỗi lần chuyển đổi từ "0" sang "1" tại CU đầu vào, giá trị CV tăng thêm 1. Tại mỗi lần chuyển đổi từ "0" sang "1" tại CD đầu vào, giá trị CV giảm đi 1.

TOF - khối chức năng timer bộ đếm thời gian trễ trì hoãn. Nó cung cấp thời gian trễ trước khi tắt đèn sau khi rời người cuối cùng ra khỏi lớp.

Ngoài ra, một rơle ảnh có thể được thêm vào mạch, tự động bật và tắt ánh sáng, tùy thuộc vào điều kiện ánh sáng. Tiếp điểm của rơle ảnh phải được thực hiện với một trong các đầu vào rơle của PLC và trong chương trình, trước bộ hẹn giờ, đặt một phần tử AND khác (AND) - một trong những đầu vào sẽ là một đơn vị logic với rơle ảnh.

Trong trường hợp này, ánh sáng trong phòng sẽ chỉ bật nếu có người trong phòng và nó trở nên tối trong lớp học.

Kết quả của nghiên cứu, một sơ đồ mạch điện của hệ thống chiếu sáng đã được phát triển, một chương trình đã được viết và một mô hình máy tính của hệ thống chiếu sáng trong lớp học đã được tạo ra.

Hệ thống điều khiển ánh sáng tự động của chúng tôi trong lớp học sẽ tiết kiệm đáng kể năng lượng điện, và nhờ vào công việc của nó, tuổi thọ của đèn tăng lên.