基于PLC的城市照明系统设计毛冠军

基于PLC的城市照明系统设计毛冠军

毛冠军

商丘市城市照明管理处河南省商丘市476100

摘要：随着科学技术的发展，人们对物质生活的要求也越来越高，夜晚成为了人们休闲生活的重心，而城市灯光系统的重要性也随之增加。除正常的照明需要外，城市景观灯光作为城市夜景建设的重要主题，美化了城市形象。但城市灯光的使用消耗了大量的电力。环保和可持续发展是当今世界的主题，因此城市绿色照明的建设是必不可少的。LED灯较普通灯泡更为节能，但除照明灯泡更换为LED灯泡外，还需要在控制角度实现城市照明的绿色。与传统控制器相比，PLC更加稳定可靠，因此选择PLC作为城市照明的控制器。基于此本文设计了基于PLC的城市照明系统。

关键词：城市照明；设计；PLC

引言

随着现代化经济的发展，人民的生活水准越来越高，道路交通离不开道路照明，人们的日常生活也离不开道路照明。道路照明提高了我们的生活质量、美化了我们的城市环境、方便了交通，更加提高了我们的城市形象。但是与此同来的还有就是在用电中的大量浪费和管理的不合理之处，造成了能源的大幅度浪费。对于城市的道路照明而言，道路照明不仅要保证道路交通的安全和城市的美化，还要在节能减排的大潮中发挥自己的作用。加上随着现代化生活的进步以及物质生活的日益充裕，道路照明的重要性更是不可小瞧，这些照明系统的管理人员不再简单地满足于简单地开关控制路灯，而是希望通过技术方面的改进使道路照明自动按照人们生活所需开关和变换光的强度。恰恰PLC技术的出现简化了道路照明工作人员的工作，提高了工作效率。现在PLC可编程序控制器被广泛运用于道路照明中，PLC的各项功能也在不断增强，几乎所有的控制体系要运用到PLC。在日常生活中，PLC控制系统被运用到高层建筑、商场、道路照明、舞台甚至节日灯光装饰等等许多方面。

1城市照明的特点

1.1道路照明时间长

城市中的道路照明通常都是彻夜照明，道路照明每天照明的时间通常达到了11个小时左右，因此灯具就会长期处于高电压下工作，灯具的功耗强度大，极易老化，这就加快了灯具的消耗。对于道路照明管理部门来讲，这长时间道路照明不仅增加了用电量，而且加快了灯具的损耗，所需的人力物力资金也就相应的提高了。另外，就是随着季节的更替，道路照明的时间长短需要不断的变化，这就需要工作人员根据天气的变化自行控制道路照明系统和照明的时间，增加了工作人员的工作量。

1.2道路照明需随需求变化而变

不同地方的道路照明应根据地区所在位置的不同以及季节的变化来确定道路照明的开关时间，也就是说道路照明要符合季节的变化和白昼时间的长短来确定路灯照明时间的长短。而且对于应急的道路照明系统的开关要保证完整，在节假日灯光控制上要能合理的控制好。能够通过设定道路照明的时间，使其在固定的时间打开或关上，而且照明系统还需具备的是可以根据本地的经、维度，自动的控制照明的开关。另一方面就要求照明系统在不工作时，系统可以通过使用控制面板来调节到现实的照明场景模式。

2PLC控制技术在道路照明中的运用

2.1照明节能控制系统设计思路

以PLC为核心控制器，用光照传感器检测天然光照度，并把测量值通过模拟量扩展模块送给PLC，PLC将其变换后与设定值比较，根据比较结果和当前时间决定是否开启路灯．照明节能控制系统硬件电路连接结构如图1所示．

图1硬件电路连接结构

2.2经济投入与管理体制

目前，各地城市照明建设主管部门不一、管理体制也因地而异。对于经济发展好、照明开展较早的城市，其照明建设经验丰富、管养体制完善、且有较好的专项财政资金持续投入。但不可否认，城市照明是以财政投入为主、极少有直接经济收入的工程，而城市照明工程的管理、养护能否得到持续性财政支持对其实施效果影响极大。因此，照明规划设计中，应结合当地统计资料和经济社会发展规划，进行社会经济现状及规划分析，并应对建设资金投资和筹措进行分析，还应根据当地管理体制和后续资金投入能力进行分析后，进行设计。目前不少城市照明被认为是一次性工程，多因前期规划设计中缺少这方面的调查和分析。

2.3季节控制

道路照明系统工作人员为了更大程度的节能，也将PLC控制技术应用到了季节自动选择程序上。根据春、夏、秋、冬四个季节的不同时间段的照明时间不同进行控制，PLC控制技术人员利用了PLC本身对日期设定和识别的强大功能，在照明系统中完成了对季节的转换控制，实现了对不同季节的不同时间段的控制。每年技术工作人员都会对日期设定调试一次，来保证整个PLC控制系统在道路照明中能准确无误的运行。在PLC控制照明系统中，程序中的M100就是控制季节程序转换的信号。M100的使用可以将程序转换到冬、春季节控制，如若不使用M100，则进入夏、秋季节的时段控制。这样的智能照明系统充分的利用了自然光，节约了道路照明的用电量。提高了道路照明系统的调光性，也给路人提供了一个不随季节和外部环境的变化而变化的路灯亮度，即一个较为稳定的视觉环境。

2.4照明的安全性

任何工程都必须考虑其安全性。城市照明工程与市民生活息息相关，更应对工程建设及运行的安全进行重视。照明设施安装、防盗、电气安全等系统自身的安全性，国家相关规范明确提出了许多相关要求，工程中也往往能得到相应的重视，不再赘述。除了上述可以定义到技术安全范畴内的照明工程自身案例外，照明规划设计的安全性还应包含法规安全，如有重要文物、机场周边城市照明规划时，必须注意相关法规、必要时应与相关管理部门沟通并报送照明方案进行备案。由于这类型情况在照明工程中占比较少，因而，在进行城市照明规划设计时更容易被忽略，但实际上这些法规往往对整个照明方案具有一票否决权。如山西某地夜景设计，当地为了开发旅游，围绕明初古建进行了仿古建区域项目的开发，该区域有数处文物属于文物保护法中禁止电力线路靠近，照明规划设计中就必须严格区分和控制古建和仿古建的不同照明设置。

结语

针对城市道路照明电能浪费巨大的问题，设计了基于PLC的城市道路照明节能控制系统，实现了路灯在光照度和时间协同作用条件下的节能控制，该方法能够为城市道路照明提供一种可行的节能方案，具有一定的实际意义．但设计中仍存在深夜城市道路上无行人或无车辆仍有部分路灯亮的现象，把机器视觉技术运用于该系统是今后进一步研究的问题。

参考文献：

[1]葛兴伟．节能技术在城市照明中的应用［J］．电子技术与软件工程，2017（12）：97．

[2]周芳，刘美根.智能照明控制系统在电气照明节能设计中的应用[J].低压电器，2007（16）：20～23