一种编组站智能照明控制方法与流程

本发明涉及照明控制技术领域，具体涉及一种编组站智能照明控制方法。

背景技术：

目前，编组站的照明设备功能比较单一，只有照明功能，并无其他功能。另外，通常采用简单的线控方式，使用时打开，不使用时关闭，并没有一套完成的控制系统和控制方法来实现照明设备的智能控制。现有的编组站照明设备比较容易损坏，并没有应急响应照明设备。

技术实现要素：

为了解决现有编组站的照明设备存在的功能单一、易损坏的问题，本发明提供一种编组站智能照明控制方法。

本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下：

本发明的一种编组站智能照明控制方法，包括以下步骤：

上位机向plc发送控制指令；plc对人体感应信号、亮度信号、开关信号进行处理并转换成控制信号；继电器控制用t/u接收此控制信号并将其转换成脉冲信号输出给荧光灯控制继电器、调光装置、hid灯控制继电器、故障灯控制继电器；通过荧光灯控制继电器控制荧光灯，通过调光装置控制白炽灯，通过hid灯控制继电器控制hid灯，通过故障灯控制继电器控制故障灯报警器。

进一步的，利用上位机设定运行参数，包括荧光灯的点灯时间、点灯时长、关灯时间，白炽灯的光照度，hid灯的灯时间、点灯时长、关灯时间。

进一步的，利用上位机显示照明设备的故障状态和运行状态，包括荧光灯不亮、荧光灯损坏、白炽灯不亮、白炽灯损坏、hid灯不亮、hid灯损坏。

进一步的，通过多回路电力计对照明设备进行电力监测，当照明设备2s内未有电流通过，即断路状态时，通过plc接收多回路电力计回传的信号，并向继电器控制用t/u和上位机同时发送故障报警信号，继电器控制用t/u将此信号转换成脉冲信号发送给故障灯控制继电器，通过故障灯控制继电器启动故障灯报警器，上位机接收故障报警信号进行显示。

进一步的，利用多通道电能计量芯片探测荧光灯、白炽灯和hid灯的电信号；多回路电力计接收多通道电能计量芯片输出的电信号并对其进行处理，再上传至plc中，通过plc计算电能，所计算的结果由plc上传至上位机中。

进一步的，利用墙壁开关输出开关信号即hid灯控制继电器打开信号通过开关信号输入单元传输至plc中，plc对hid灯控制继电器打开信号进行处理后传输给继电器控制用t/u，继电器控制用t/u对处理后的信号进行转换，转换成能够驱动hid灯控制继电器打开的脉冲信号并发送给hid灯控制继电器，此时，hid灯控制继电器的触点由off反转到on，通过多通道电能计量芯片中的第一通道打开hid灯，实现hid灯点灯操作。

进一步的，利用亮度传感器探测光亮度并转换成亮度调节信号，亮度调节信号通过亮度信号输入单元传输至plc中，plc对亮度调节信号进行处理后传输给继电器控制用t/u，继电器控制用t/u对处理后的信号进行转换，转换成能够驱动调光装置的脉冲信号并发送给调光装置，调光装置根据接收到的脉冲信号输出电流信号并通过多通道电能计量芯片中的第二通道调节白炽灯的亮度，同时，白炽灯的电信号通过多通道电能计量芯片中的第二通道上传至多回路电力计中，多回路电力计接收电信号并对其进行处理上传至plc中，通过plc计算白炽灯所用电能，所计算的结果由plc上传至上位机中。

进一步的，利用人体接近传感器探测人体感应信号并通过感应信号输入单元传输至plc中，plc对人体感应信号进行处理后传输给继电器控制用t/u，继电器控制用t/u对处理后的信号进行转换，转换成能够驱动荧光灯控制继电器的脉冲信号并发送给荧光灯控制继电器，此时，荧光灯控制继电器的触点由off反转到on，通过多通道电能计量芯片中的第三通道打开荧光灯，实现荧光灯点灯操作，同时，荧光灯的电信号通过多通道电能计量芯片中的第三通道上传至多回路电力计中，多回路电力计接收电信号并对其进行处理上传至plc中，通过plc计算荧光灯所用电能，所计算的结果由plc上传至上位机中。

本发明的有益效果是：

1、节省能源、降低运行成本。通过与人体接近传感器、亮度传感器等的连动，控制无用的点灯，实现节省能源节约成本、高效的照明环境。

2、通过plc实现照明的快捷和智能控制，实现客户需求的照明控制。

3、节省施工时间和成本，具有一定的简易性。与原来的施工工程相比，实现大幅度节省施工。

4、节省维护保养费用和时间，能够在施工后设定开关的功能，从设计到概算、施工，更改系统能够迅速对应。

5、降低总成本，点灯和关灯范围的更改，可在不必要换布线的前提下简单地进行，实现降低成本。

附图说明

图1为本发明的一种编组站智能照明控制系统的结构框图。

图2为本发明的一种编组站智能照明控制方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1和图2所示，本发明的一种编组站智能照明控制系统，主要包括以下组件：

人体接近传感器、亮度传感器、开关、感应信号输入单元、亮度信号输入单元、开关信号输入单元、电源模块、plc、继电器控制用t/u、上位机、多回路电力计、多通道电能计量芯片、荧光灯控制继电器、调光装置、hid灯控制继电器、故障灯控制继电器、故障灯报警器、荧光灯、白炽灯和hid灯。

人体接近传感器与感应信号输入单元相连，亮度传感器与亮度信号输入单元相连，开关与开关信号输入单元相连，电源模块、感应信号输入单元、亮度信号输入单元、开关信号输入单元、上位机、继电器控制用t/u、多回路电力计均与plc相连，多回路电力计与多通道电能计量芯片相连，荧光灯控制继电器、调光装置、hid灯控制继电器、故障灯控制继电器均与继电器控制用t/u相连，故障灯报警器与故障灯控制继电器相连，荧光灯、白炽灯和hid灯均与多通道电能计量芯片相连。开关和开关信号输入装置安装在开关盘上，开关盘即开关柜，主要用在供电系统中，用于安装开关设备，控制或分配电能。电源模块、感应信号输入单元、亮度信号输入单元、plc、继电器控制用t/u、荧光灯控制继电器、调光装置、hid灯控制继电器、故障灯控制继电器、多通道电能计量芯片、多回路电力计均安装在配电盘中，配电盘即配电柜，是集中、切换、分配电能的设备。

plc采用西门子s7-200(cpu224+em231)。该系列plc具有以下优点：极高的可靠性、极丰富的指令集、易于掌握、便捷的操作、丰富的内置集成功能、实时特性、强劲的通讯能力、丰富的扩展模块。s7-200系列plc可提供4个不同的基本型号的8种cpu。cpu单元设计：集成的24v负载电源，可直接连接到传感器和变送器(执行器)。不同的设备类型：cpu221～226各有2种类型cpu，具有不同的电源电压和控制电压。本机数字量输入/输出点：cpu224有14di/10do。通讯方式：内部集成的ppi接口为用户提供强大的通讯功能。ppi接口为rs485，可在三种方式下工作：

1、ppi方式：ppi通讯协议是西门子专门为s7-200系列plc开发的通讯协议。通过普通的两芯屏蔽双绞电缆进行联网。波特率为9.6kbit/s，19.2kbit/s和187.5kbit/s。cpu上集成的编程口同时就是ppi通讯联网接口。

2、mpi方式：通过内置接口连接到mpi网络上。波特率为19.2kbit/s，187.5kbit/s。s7-200可与s7-300/400通讯，s7-200cpu在mpi网络中作为从站，彼此间不能通讯。

3、自由通讯口方式：s7-200plc可以与任何通讯协议公开的其他设备进行通讯，即可以由用户自行定义通讯协议，波特率最高38.4kbit/s。

4、profibus-dp网络：cpu222、224xp、226可以通过增加em277的方法支持profibusdp网络协议，最高传输速率为12mbit/s。

5、eeprom存储器模块(选件)：可作为修改与拷贝程序的快速工具(无需编程器)，并可进行辅助软件归档工作。

6、电池模块

用于长时间数据后备。用户数据(如标志位状态，数据块，定时器，计数器)可通过内部的超级电容存贮大约5天。选用电池模块能延长存贮时间到200天(10年寿命)。电源模块与plc中的电池模块相连，通过电源模块给plc供电。

plc通过一个rs485端口和接线端子与上位机的rs485相连，上位机作为控制中心，通过上位机向plc发送控制指令，plc执行相应控制指令。

在上位机中可以对运行参数进行设定，设定荧光灯的点灯时间、点灯时长、关灯时间，白炽灯的光照度，hid灯的灯时间、点灯时长、关灯时间；在上位机中还可以显示照明设备的故障状态和运行状态，例如：荧光灯不亮或损坏、白炽灯不亮或损坏、hid灯不亮或损坏。通过多回路电力计对照明设备进行电力监测，当照明设备一段时间(2s)内未有电流通过，即断路状态时，通过plc接收多回路电力计回传的信息，并向继电器控制用t/u和上位机同时发送故障报警信号，继电器控制用t/u将此信号转换成脉冲信号发送给故障灯控制继电器，通过故障灯控制继电器启动故障灯报警器，上位机接收故障报警信号在屏幕中进行显示。

通过人体接近传感器探测人体感应信号并通过感应信号输入单元输入至plc中；通过亮度传感器探测光亮度信号并通过亮度信号输入单元输入至plc中；通过开关输入的开关信号通过开关信号输入单元输入至plc中；plc对接收到的人体感应信号、亮度信号、开关信号进行处理并转换成控制信号输出给继电器控制用t/u；继电器控制用t/u接收来自plc的控制信号并将其转换成脉冲信号输出给荧光灯控制继电器、调光装置、hid灯控制继电器、故障灯控制继电器；继电器控制用t/u根据plc发出的控制信号控制荧光灯控制继电器、调光装置、hid灯控制继电器、故障灯控制继电器，从而控制荧光灯、白炽灯和hid灯；通过多通道电能计量芯片探测荧光灯、白炽灯和hid灯的电信号；多回路电力计接收多通道电能计量芯片输出的电信号并对其进行处理，再上传至plc中，通过plc计算电能。

开关采用墙壁开关，通过墙壁开关可以实现控制系统的手动控制。打开墙壁开关，输出的hid灯控制继电器打开信号通过开关信号输入单元传输至plc中，plc对hid灯控制继电器打开信号进行处理后传输给继电器控制用t/u，继电器控制用t/u对处理后的信号进行转换，转换成能够驱动hid灯控制继电器打开的脉冲信号并发送给hid灯控制继电器，此时，hid灯控制继电器的触点由off反转到on，通过多通道电能计量芯片中的第一通道打开hid灯，实现hid灯点灯操作。同时，hid灯的电信号通过多通道电能计量芯片中的第一通道上传至多回路电力计中，多回路电力计接收电信号并对其进行处理上传至plc中，通过plc计算hid灯所用电能，所计算的结果由plc上传至上位机中。

关闭墙壁开关，输出的hid灯控制继电器关闭信号通过开关信号输入单元传输至plc中，plc对hid灯控制继电器关闭信号进行处理后传输给继电器控制用t/u，继电器控制用t/u对处理后的信号进行转换，转换成能够驱动hid灯控制继电器关闭的脉冲信号并发送给hid灯控制继电器，此时，hid灯控制继电器的触点由on反转到off，通过多通道电能计量芯片中的第一通道关闭hid灯，实现hid灯关灯操作。

hid灯是高压气体放电灯的简称，一般由高压包、镇流器(安定器)、灯泡组成。高亮度：使用同样瓦数的hid灯，亮度大约是钨丝灯的2～3倍。节能：和钨丝灯相比，能够节约近一半电能。寿命长：由于不用灯丝，没有了传统灯易脆断的缺陷，hid灯的寿命也提高了近10倍，大约可以使用达2000～3000小时。安全性：hid灯视线良好，夜间监测的安全性大大提高。应急性：由于氙气灯与卤素灯的发光原理不同，当供电出现问题时，它会延长几秒才熄灭，以便让人们有一定的时间去处理紧急情况。

亮度传感器采用型号为als-pt204-6c-l177的亿光3mm插件dip-2环境光感应器。亮度传感器探测光亮度并转换成亮度调节信号，亮度调节信号通过亮度信号输入单元传输至plc中，plc对亮度调节信号进行处理后传输给继电器控制用t/u，继电器控制用t/u对处理后的信号进行转换，转换成能够驱动调光装置的脉冲信号并发送给调光装置，调光装置根据接收到的脉冲信号输出电流信号并通过多通道电能计量芯片中的第二通道调节白炽灯的亮度。同时，白炽灯的电信号通过多通道电能计量芯片中的第二通道上传至多回路电力计中，多回路电力计接收电信号并对其进行处理上传至plc中，通过plc计算白炽灯所用电能，所计算的结果由plc上传至上位机中。调光装置能够改变光源的光通量和调节照度水平，通过改变输入光源的电流有效值以达到调光的目的。

白炽灯是将灯丝通电加热到白炽状态，利用热辐射发出可见光的电光源。白炽灯用途：居室、客厅、大堂、客房、商店、餐厅、走道、会议室、庭院照明。具有制造方便、成本低、启动快、线路简单、显色性好(ra＝100)、开灯即亮、可连续调光、结构简单、价格低廉。

人体接近传感器采用型号为si1102的红外接近传感器。人体接近传感器基于多普勒技术原理，采用微波专用微处理器、平面型感应天线、进口元器件，不但检测灵敏度度高，探测范围宽，而且工作非常可靠，一般没有误报，能在-15～+60度的温度范围内稳定工作，是以往红外线、超声波、热释电元件组成的报警电路以及常规微波电路所无法比拟的，是目前用于安全防范和自动监控的最佳产品。人体接近传感器所探测到的人体感应信号通过感应信号输入单元传输至plc中，plc对人体感应信号进行处理后传输给继电器控制用t/u，继电器控制用t/u对处理后的信号进行转换，转换成能够驱动荧光灯控制继电器的脉冲信号并发送给荧光灯控制继电器，此时，荧光灯控制继电器的触点由off反转到on，通过多通道电能计量芯片中的第三通道打开荧光灯，实现荧光灯点灯操作。同时，荧光灯的电信号通过多通道电能计量芯片中的第三通道上传至多回路电力计中，多回路电力计接收电信号并对其进行处理上传至plc中，通过plc计算荧光灯所用电能，所计算的结果由plc上传至上位机中。人体是具有一特定波长红外线的发射体，由人体接近传感器检测到这种红外线的变化并予以放大选频处理后，可以推动适当的负载，以此作为人体红外自动开关。

荧光灯也称为日光灯，具有环保、保护地球、高效转换、发热小、清静舒适、无噪音、光线柔和、保护眼睛、无紫外线、没有蚊虫、电压可调、节省能源、寿命更长、坚固牢靠、长久使用、免维护、安全且有稳定的质量、对周围环境不会有影响、抗振动性好、便于运输等特点，因此，更适合应用于编组站中使用。

继电器控制用t/u：讯号端末器t/u(智能电磁遥控开关用t/u)型号：wr3400-803。继电器控制用t/u的最大连接台数为128台，1个继电器控制用t/u最多可与4台继电器连接。荧光灯控制继电器、hid灯控制继电器和故障灯控制继电器均采用wr3442-803。使用前，先设定继电器控制用t/u上的地址，然后在继电器上设定同样的地址。例如，继电器控制用t/u上的地址1对应荧光灯控制继电器，地址2对应调光装置，地址3对应hid灯控制继电器，通过plc发来的信号控制继电器的开关。

故障报警功能：多回路电力计接收电信号并对其进行处理上传至plc中，通过plc计算hid灯所用电能，所计算的结果由plc上传至上位机中，当检测到荧光灯、白炽灯或hid灯未有电流信号传入时，plc向继电器控制用t/u发送故障报警信号，继电器控制用t/u将此信号转换成脉冲信号发送给故障灯控制继电器，通过故障灯控制继电器启动故障灯报警器。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。