本站原创
摘要：随着社会经济的快速发展，人们对住宅环境也有了更高的要求。智能照明控制系统统是借助于各种不同的“预设置”控制方式和控制元件，对不同时间、不同环境的光照度进行精确设置和合理管理，实现节能。本文主要对住宅智能照明控制系统的设计进行论述，以供参考。
关键词: 智能照明; 控制系统
前言
住宅楼宇采用智能照明控制系统，系统将按设定的的时间相互自动地切换。例如，在靠近窗户等自然采光较好的场所，系统会很好地利用自然光照明，调节到最合适的水平。当天气发生变化时，系统仍能自动将照度调节到最合适的水平。此外，还可以通过编程随意改变各区域的光照度，以适应各种场合的不同场景要求。智能照明可将照度自动调整到工作最合适的水平。总之，无论在什么场所或天气如何变化，系统均能保证室内照度维持在预先设定的水平。
设计方案
智能照明控制系统使用了先进的电力电子技术，将与照明相关的信号进行编程入模块中，再利用程序输出一个控制值，实现全自动控制，实现节能。
智能控制系统是设定全自动的运行状态，根据不同的生活场景的特点进行自动调节其照明状态，如通过室内的有（无）人时及自然光的强弱程度的判断，预先设置若干基本场景，自动在各种场景之间进行转换。如离开家之后，系统自动将住宅内的照明设备关闭; 当自然光充足时，住宅内照明会自动调暗，自然光欠缺时，住宅内照明就会自动调亮; 当一天结束时，系统会自动进入睡眠场景，缓慢调暗各区域的灯光，同时安装的动静探测器自动生效，保证有人活动的居室灯光处于合适的亮度。系统还需要将住宅内过道、卫生间、厨房等公共区域的照明协调工作，当夜晚有人活动时，过道等公共区域的灯保持基本的亮度。同时，还可通过手动、遥控方式，随意改变区域的光照度。
基础部分是作为现场检测装置的传感器。传感器的选用及设计直接影响调控方案。住宅内有阳光照射的区域，照明灯具都配有可调光的电子镇流器，灯具由就地控制开关或远程 plc主控模块控制，通过热释红外传感器和光敏传感器现场检测。热释电红外传感器是能检测物体辐射红外能量的传感器，输出信号的强弱取决于温度变化的快慢，从而反映出室内入射光线的红外辐射的强弱。利用热释红外传感器，分别对住宅内各居室进行动静探测，即主动式和被动式的检测。主动式主要探测静止或移动极慢的人体，被动式主要探测运动人体。
照明控制系统总线采用非屏蔽 6 类 4 对对绞电缆，将各种开关模块、PLC 控制模块等连成网络，构成总线型拓扑结构。
智能时钟管理模块的主要功能是根据时间的设定将预先设置的若干场景进行相互转换，从而达到自动控制的效果。可预先设置若干个基本生活场景，如起床场景、白天场景、晚上场景、深夜场景。同时也配有手动控制开关，可随时调节房间的工作状态。如在工作日的早晨设定起床场景: 工作日上班时间为 8: 30，起床时间宜定为 7: 10，因此 7: 10 开启住宅内卧室、走廊与洗手间的照明，以方便起床后准备上班的活动。
图 1 时钟管理梯形图
执行TCMP指令进行时钟比较，如果当前时间 D3、D4、D5中的时、分、秒等于7 时10分0秒，则M1 =1，M1 常开接点闭合，Y1 线圈得电自锁，开启智能控制系统的起床场景。但当 D8019=0(星期日)，或 D8019 = 6(星期六)时，Y1线圈不得电，于是起床场景不开启。当时间到8: 10时，执行TCMP指令进行时钟比较，结果是 M3 = 1，从而使Y2线圈得电自锁，关闭住宅内的所有照明。
（2）应急照明模块
住宅内需设应急照明，当住宅内部的正常照明由于电源中断而停电时，应急照明可提供给居民最低限度的亮度以保证安全，特别是在厨房、浴室等住宅内相对易发生意外的区域。应急照明模块主要针对住宅内正常照明供电电源中断后应急照明的启动。在该系统中采用蓄电池作为应急照明的备用电源。当正常时，蓄电池与应急照明灯具分开与电源线连接; 应急照明在平时做普通灯具使用，而蓄电池在平时充电; 当供电电源断开时，应急照明灯具的供电由供电电源切换至蓄电池，原理如图 2 所示。
图 2 应急照明接线示意图
电源供电正常时，输入到 PLC 模块的信号为X0，模块中开启应急照明的输出信号为 Y0，主要利用常开开关与常闭开关的互锁原理进行设计。应急照明蓄电池模块梯形图如图 3 所示。
图 3 应急照明蓄电池模块梯形图
当供电电源正常工作时，X0 常开开关得电闭合，使蓄电池充电; 而当供电电源断开时，蓄电池与电源失去连接，应急照明与蓄电池相连接，从而使蓄电池为应急照明供电。
（3）场景管理模块
住宅内的照明根据住宅内居民的活动的不同而设置不同的场景。如根据人们的日常生活，住宅照明可分为以下几个场景: 起床场景、白天场景、晚上场景、深夜场景、就餐场景、联欢场景。场景的变换除了时钟控制外还可进行人工控制，如就餐场景与联欢场景。控制的主要照明有卧室照明、洗手间照明、客厅照明、走廊照明和厨房照明。如就餐场景，可预先设置为就餐场景，即自动关闭卧室、客厅、活动室等不相关区域的照明; 联欢场景需打开住宅内装修时安装的装饰灯; 起床场景中，卧室、洗手间、走廊的照明是开启的; 白天场景中，客厅与卧室的照明根据光敏传感器进行调节; 晚上场景与深夜场景中客厅、洗手间、走廊与厨房的屋顶设置动静探测器，当动静探测器感应到有人时，便会自动启动。卧室的照明在晚上场景中，采用主动式动静探测器控制，即卧室中有人时，卧室的照明自动开启; 深夜场景中，用被动式动静探测器控制，即卧室中有人起床时，卧室里夜间照明自动开启。以深夜场景的卧室照明为例，利用 PLC 设计如图 4 所示。
图 4 场景管理梯形图
图4中，Y4为深夜场景开启信号，卧室、洗手间、客厅、走廊与厨房的照明在深夜场景中都是处于关闭状态，因 Y4 常闭开关处于断开状态，但安装在各屋顶上的动静探测器处于开启状态。除了卧室是被动式动静探测器以外，其他区域都为主动式动静探测器，即除了卧室，其他区域只要感应到有人存在时便会开启照明。卧室必须感应到有人移动，也就是有人下床时，才开启卧室的夜灯照明。
图5PLC外部接线图
图5中，输入信号主要有三种: 电源供电信号、人工控制信号与探测器信号。电源供电信号输入的是照明供电的运行状况，即当电源因故障停止供电时，电源供电信号 X0 就会有信号输入;人工控制信号输入的是人工控制照明场景信号，即人工选择某个场景时，便按下控制改场景的按钮，于是对应的输入点便会有信号输入; 探测器信号输入的是安装在住宅各区域的动静探测器的探测结果，即当探测器探测到有人时，对应的信号输入点便会有信号输入。
同时，PLC输出信号也有三种: 场景控制信号、照明控制信号与探测器控制信号。输出信号是PLC根据输入信号进行程序运算的结果，控制照明场景、照明灯具与区域动静探测器的开启。
关键词: 智能照明; 控制系统
前言
住宅楼宇采用智能照明控制系统，系统将按设定的的时间相互自动地切换。例如，在靠近窗户等自然采光较好的场所，系统会很好地利用自然光照明，调节到最合适的水平。当天气发生变化时，系统仍能自动将照度调节到最合适的水平。此外，还可以通过编程随意改变各区域的光照度，以适应各种场合的不同场景要求。智能照明可将照度自动调整到工作最合适的水平。总之，无论在什么场所或天气如何变化，系统均能保证室内照度维持在预先设定的水平。
设计方案
智能照明控制系统使用了先进的电力电子技术，将与照明相关的信号进行编程入模块中，再利用程序输出一个控制值，实现全自动控制，实现节能。
智能控制系统是设定全自动的运行状态，根据不同的生活场景的特点进行自动调节其照明状态，如通过室内的有（无）人时及自然光的强弱程度的判断，预先设置若干基本场景，自动在各种场景之间进行转换。如离开家之后，系统自动将住宅内的照明设备关闭; 当自然光充足时，住宅内照明会自动调暗，自然光欠缺时，住宅内照明就会自动调亮; 当一天结束时，系统会自动进入睡眠场景，缓慢调暗各区域的灯光，同时安装的动静探测器自动生效，保证有人活动的居室灯光处于合适的亮度。系统还需要将住宅内过道、卫生间、厨房等公共区域的照明协调工作，当夜晚有人活动时，过道等公共区域的灯保持基本的亮度。同时，还可通过手动、遥控方式，随意改变区域的光照度。
基础部分是作为现场检测装置的传感器。传感器的选用及设计直接影响调控方案。住宅内有阳光照射的区域，照明灯具都配有可调光的电子镇流器，灯具由就地控制开关或远程 plc主控模块控制，通过热释红外传感器和光敏传感器现场检测。热释电红外传感器是能检测物体辐射红外能量的传感器，输出信号的强弱取决于温度变化的快慢，从而反映出室内入射光线的红外辐射的强弱。利用热释红外传感器，分别对住宅内各居室进行动静探测，即主动式和被动式的检测。主动式主要探测静止或移动极慢的人体，被动式主要探测运动人体。
照明控制系统总线采用非屏蔽 6 类 4 对对绞电缆，将各种开关模块、PLC 控制模块等连成网络，构成总线型拓扑结构。
二、软件控制模块设计
（1）智能时钟管理模块智能时钟管理模块的主要功能是根据时间的设定将预先设置的若干场景进行相互转换，从而达到自动控制的效果。可预先设置若干个基本生活场景，如起床场景、白天场景、晚上场景、深夜场景。同时也配有手动控制开关，可随时调节房间的工作状态。如在工作日的早晨设定起床场景: 工作日上班时间为 8: 30，起床时间宜定为 7: 10，因此 7: 10 开启住宅内卧室、走廊与洗手间的照明，以方便起床后准备上班的活动。
摘自：毕业论文开题报告范文www.udooo.com
当人们在住宅内收拾妥当，准备离开家去上班时，住宅内的照明会自动熄灭，而离开的时间设定为8: 10，达到了起床场景与白天场景之间的变换效果。时间管理梯形图如图 1 所示。图 1 时钟管理梯形图
执行TCMP指令进行时钟比较，如果当前时间 D3、D4、D5中的时、分、秒等于7 时10分0秒，则M1 =1，M1 常开接点闭合，Y1 线圈得电自锁，开启智能控制系统的起床场景。但当 D8019=0(星期日)，或 D8019 = 6(星期六)时，Y1线圈不得电，于是起床场景不开启。当时间到8: 10时，执行TCMP指令进行时钟比较，结果是 M3 = 1，从而使Y2线圈得电自锁，关闭住宅内的所有照明。
（2）应急照明模块
住宅内需设应急照明，当住宅内部的正常照明由于电源中断而停电时，应急照明可提供给居民最低限度的亮度以保证安全，特别是在厨房、浴室等住宅内相对易发生意外的区域。应急照明模块主要针对住宅内正常照明供电电源中断后应急照明的启动。在该系统中采用蓄电池作为应急照明的备用电源。当正常时，蓄电池与应急照明灯具分开与电源线连接; 应急照明在平时做普通灯具使用，而蓄电池在平时充电; 当供电电源断开时，应急照明灯具的供电由供电电源切换至蓄电池，原理如图 2 所示。
图 2 应急照明接线示意图
电源供电正常时，输入到 PLC 模块的信号为X0，模块中开启应急照明的输出信号为 Y0，主要利用常开开关与常闭开关的互锁原理进行设计。应急照明蓄电池模块梯形图如图 3 所示。
图 3 应急照明蓄电池模块梯形图
当供电电源正常工作时，X0 常开开关得电闭合，使蓄电池充电; 而当供电电源断开时，蓄电池与电源失去连接，应急照明与蓄电池相连接，从而使蓄电池为应急照明供电。
（3）场景管理模块
住宅内的照明根据住宅内居民的活动的不同而设置不同的场景。如根据人们的日常生活，住宅照明可分为以下几个场景: 起床场景、白天场景、晚上场景、深夜场景、就餐场景、联欢场景。场景的变换除了时钟控制外还可进行人工控制，如就餐场景与联欢场景。控制的主要照明有卧室照明、洗手间照明、客厅照明、走廊照明和厨房照明。如就餐场景，可预先设置为就餐场景，即自动关闭卧室、客厅、活动室等不相关区域的照明; 联欢场景需打开住宅内装修时安装的装饰灯; 起床场景中，卧室、洗手间、走廊的照明是开启的; 白天场景中，客厅与卧室的照明根据光敏传感器进行调节; 晚上场景与深夜场景中客厅、洗手间、走廊与厨房的屋顶设置动静探测器，当动静探测器感应到有人时，便会自动启动。卧室的照明在晚上场景中，采用主动式动静探测器控制，即卧室中有人时，卧室的照明自动开启; 深夜场景中，用被动式动静探测器控制，即卧室中有人起床时，卧室里夜间照明自动开启。以深夜场景的卧室照明为例，利用 PLC 设计如图 4 所示。
图 4 场景管理梯形图
图4中，Y4为深夜场景开启信号，卧室、洗手间、客厅、走廊与厨房的照明在深夜场景中都是处于关闭状态，因 Y4 常闭开关处于断开状态，但安装在各屋顶上的动静探测器处于开启状态。除了卧室是被动式动静探测器以外，其他区域都为主动式动静探测器，即除了卧室，其他区域只要感应到有人存在时便会开启照明。卧室必须感应到有人移动，也就是有人下床时，才开启卧室的夜灯照明。
三、基于plc的硬件接线图设计
住宅照明智能控制的硬件接线图共分为三个主要部分: 输入信号部分、PLC处理器与输出信号部分，其连接示意图如图5所示。图5PLC外部接线图
图5中，输入信号主要有三种: 电源供电信号、人工控制信号与探测器信号。电源供电信号输入的是照明供电的运行状况，即当电源因故障停止供电时，电源供电信号 X0 就会有信号输入;人工控制信号输入的是人工控制照明场景信号，即人工选择某个场景时，便按下控制改场景的按钮，于是对应的输入点便会有信号输入; 探测器信号输入的是安装在住宅各区域的动静探测器的探测结果，即当探测器探测到有人时，对应的信号输入点便会有信号输入。
同时，PLC输出信号也有三种: 场景控制信号、照明控制信号与探测器控制信号。输出信号是PLC根据输入信号进行程序运算的结果，控制照明场景、照明灯具与区域动静探测器的开启。