Automatització de l’enllumenat d’aula

La conservació de l’energia és una activitat (pràctica, científica, organitzativa, informativa) dirigida a l’ús racional i econòmic de l’energia transformada i primària i els recursos d’energia natural.

Una part important dels costos de l’organització en matèria d’habitatge i serveis comunitaris són els costos d’electricitat. Vegem un exemple de com podeu organitzar una de les mesures per estalviar electricitat automatitzant el control de la il·luminació a les aules.

Els moderns sistemes de control d’il·luminació permeten crear condicions òptimes per a l’estada, la presència de persones, a més d’estalviar de forma important l’energia.

Una situació molt comuna: els estudiants i professors, després d’haver passat una lliçó a l’aula, s’obliden constantment d’apagar les llums després de marxar. Això planteja el problema: com assegurar-se que després que l’última persona surti de l’aula, la llum s’apagui?

L’objectiu del nostre treball era crear un model informàtic d’un sistema automatitzat de control d’il·luminació a l’aula, que estalvi energia.

En el desenvolupament, es va utilitzar un mètode de simulació per ordinador. Hem dissenyat un sistema de control automàtic de la il·luminació a l’aula, que, quan hi ha gent a l’aula, s’encén automàticament la llum i quan l’última persona surt de l’habitació, s’apaga.

Per fer-ho, a l’entrada de l’aula a poca distància l’un de l’altre, s’han d’instal·lar dos sensors de moviment discrets: un a l’exterior i l’altre dins de l’habitació. El sensor s’activa quan una persona entra a la zona d’acció.

Quan s’activa el sensor extern, i aleshores el intern, vol dir que una persona ha entrat a l’habitació. Quan s'activa el sensor intern, i extern, significa que la persona ha abandonat l'habitació.

Cal tenir en compte el nombre de persones que hi ha a l’habitació. Si hi ha entrat una persona, encén la llum, si una persona s'apaga, apagueu la llum. Mentre hi ha almenys una persona a l'habitació, la llum ha d'estar encesa.

Per crear un sistema de control automàtic de la il·luminació, s’ha utilitzat el controlador PLC 150 d’OVEN. Es tracta d’un controlador d’una sola peça amb entrades / sortides discretes i analògiques a bord per a l’automatització de sistemes petits. El PLC150 està equipat amb 6 entrades analògiques universals discretes, 4 sortides de relé i 2 sortides analògiques. Té interfícies Ethernet, RS-232, RS-485.

Amb aquest dispositiu, podeu automatitzar la il·luminació de gairebé qualsevol complexitat. Al mateix temps, no són necessaris contactes intermedis, la commutació de circuits elèctrics es produeix mitjançant relés electromagnètics incorporats. Per als circuits d'il·luminació de commutació, cal utilitzar arrencadors magnètics (un arrencador per circuit). La bobina de cada arrencador està connectada a les sortides del relé del PLC.

A més del controlador, el circuit d'automatització utilitza 2 sensors de moviment HC-SR501. Aquests sensors de moviment de sortida donen una unitat lògica si algú es mou i és zero si no hi ha cap moviment. Quan s'activa cada sensor de moviment, una unitat serà enviada a una de les entrades del relé PLC.

La creació de l'algorisme de treball comença amb la descàrrega del programa CoDeSys. És gratuït i està inclòs amb el PLC. CoDeSys implementa diversos mètodes (idiomes) per desenvolupar un algorisme segons l'estàndard internacional IEC 61131.

A la figura es mostra el programa final escrit en CoDeSys.

Programa d’automatització d’il·luminació d’aula

El programa que vam crear utilitza 2 R-flip-flops, dos AND, un comptador CTUD i un temporitzador TOF.

El bloc de funcions R_TRIG genera un pols a la vora ascendent del senyal d'entrada.

La sortida Q és FALSE sempre que l’entrada CLK sigui FALSE. Tan aviat com el CLK obté TRUE, Q s’establirà en TRUE.La propera vegada que es cridi el bloc de funcions, la sortida es restableix a FALSE. Així, el bloc dóna un únic impuls a cada transició de CLK de FALSE a TRUE.

AND és una operació lògica I. El resultat de l’operació lògica AND serà 1 si a i b són 1, i en els altres casos (altres), el resultat serà 0.

CTUD és un comptador reversible. Aquest bloc de funcions s'utilitza per comptar enrere i cap amunt. El senyal "1" a l'entrada R provoca l'assignació del valor "0" al CV de sortida. El senyal "1" a l'entrada LD provoca l'assignació d'un valor a l'entrada PV al CV de sortida. En cada transició de "0" a "1" a la entrada CU, el valor CV augmenta en 1. A cada transició de "0" a "1" al CD d'entrada, el valor CV disminueix 1.

TOF: bloc de funcions "temporitzador de retard". Proporciona un retard en el temps abans d’apagar les llums després d’haver deixat l’última persona de l’aula.

A més, es pot afegir un fotomotor al circuit, que s'encén i s'apaga de forma automàtica en funció de les condicions d'il·luminació. El contacte del relé fotogràfic s’ha de fer a una de les entrades del relé del PLC i, al programa, abans del temporitzador, poseu un altre element AND (AND) - una de les entrades de les quals serà una unitat lògica amb el relé fotogràfic.

En aquest cas, la llum de l'habitació només s'encén si hi ha persones a l'habitació i es fa fosc a l'aula.

Com a resultat de l’estudi, es va elaborar un esquema de circuit elèctric del sistema d’il·luminació, es va escriure un programa i es va crear un model informàtic del sistema d’il·luminació a l’aula.

El nostre sistema automatitzat de control d’il·luminació a l’aula estalviarà significativament l’energia elèctrica i, a més, gràcies al seu treball, la vida de les làmpades augmenta.