节能灯控制器

节能灯控制器（通用12篇）

节能灯控制器 篇1

随着我国社会经济的不断增长和人民生活水平的不断提高,空调已经十分普及,产量与日俱增。空调在给人们带来舒适的室内环境的同时,也带来了严峻的电力紧张和环境污染问题[1]。尤其对于像我国这种主要依靠火力发电的国家,经济的高速增长背后是能源的高消耗,而能源的消耗使得环境污染日益严重,因此,节能是我国社会发展中需要重点考虑的问题。节能不仅要从转变生产方式、淘汰高耗能技术等大层次上入手,也应该在日常生活中的点点滴滴中体现节能意识,舒适、节能也就成了空调的流行主题。

医院机房及病房是空调耗电较大的部门,往往温度被人为设定得很低,致使空调长期处于高负荷运行状态。普通空调在到达设定制冷温度后,停止工作,但当环境温度升高1℃左右时,空调室外机就重新启动。普通空调室外机的通常状态下的开启与停止,虽然有一定的节能效果,但是由于开启与停止间隔时间不长,节能效果不明显,且室外机的频繁启动,也减少了空调的使用寿命。

本文设计的空调节能控制器,采用实时自动温度补偿技术和温度区间控制技术,可通过键盘设定温度的上限和下限温度区间开闭空调,体现仿人控制理论,实现控制过程的优化,将节能体现在每一个细节,力求实现最大限度的节能。

1 硬件设计

空调节能控制器选用ATmega16作为控制芯片,系统由液晶显示、红外发射接收、外部存储、温度检测、实时时钟、按键等组成(图1)。其中,选用1602字符型液晶进行信息显示、24C256作为外部E2PROM进行遥控器指令存储,并配有DS1302实时时钟提供精确时间及DS18B20对环境温度进行检测。

1.1 红外指令学习与发射

医院装备的空调厂家、型号各异,要对各种空调都能实现精确的控制,空调节能控制器必须要获得并“学习”到其红外遥控指令代码,并在需要的时候将指令“播放”出去,从而实现对空调的控制[2,3,4]。

红外指令接收与发射电路(图2)的红外接收头型号是HS0038B,其环氧包装可以作为红外过滤片,即使在强干扰环境中,也能够很稳定地输出。发射电路采用2个850nm红外二极管,由9013三极管进行驱动。

当接收到红外脉冲调制信号时,HS0038B内的红外敏感元件将红外脉冲调制光信号转换成电信号,然后通过内部的前置放大器和自动增益控制电路进行放大处理,再通过带通滤波器进行滤波,对滤波后的信号进行解调,最后由输出电路进行反向放大并输出低电平。没有接收到载波信号时,电路HS3008B输出高电平,这样就将脉冲调制信号解调成一列连续的方波信号,单片机再通过内部计时器计算这列方波各高、低电平的宽度并将方波时序和方波个数保存在E2PROM中,红外遥控指令也就被“学习”到控制器中。控制器预留了足够大的存储空间,适用于遥控指令长度不同的各种空调[5,6,7]。

发射遥控指令时,单片机通过内部定时器模拟生成一列38kHz的载波信号,先读取遥控指令方波个数n,再将记录在E2PROM中的时序保存在数组InfraCode[n]中,然后进行还原原始脉冲信号:若n%2为0,表示原始信号中为高电平,红外二极管持续发送38kHz方波直到计时器从0变化到InfraCode[n];若n%2为1,表示原始信号中为低电平,红外二极管保持关闭直到计时器从0变化到InfraCode[n]。

1.2 液晶显示电路

液晶用于显示设定的上下限温度、当前温度、时间等信息。由于信息量较少,因此采用了1602字符型液晶,能够同时显示2行共计32个字符。其内部的字符发生存储器(CGROM)已经存储了160个不同的点阵字符图形,包括阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号和日文假名等。每一个字符都有1个固定的代码,1602识别的是ASCII码,可以用ASCII码直接赋值,在单片机编程中也可以用字符型常量或变量赋值。

为了达到最大限度的节能,在在液晶显示电路中添加了一个NE555定时电路(图3)。通过调节图中电阻R2和电容E3的值可以改变液晶的背光时间,本文设置的液晶背光时间为20s,超过20s没有任何操作控制器将自动关闭液晶背光灯,如遇按键操作,控制器将再次点亮液晶背光,这样就可以保证在液晶背光仅在需要的时候才点亮,从而达到节能的目的。

1.3 实时时钟电路

除了根据设定的上下限温度进行开关机控制外,还可以针对某些夜间不需要制冷的场合进行时间层面上的开关机控制,如公共场所、大厅等。因此,需要由实时时钟保证控制器运行。

实时时钟芯片选用美国DALLAS公司推出的高性能、低功耗、带RAM的DS1302,可以对年、月、日、周、时、分、秒进行计时,具有闰年补偿功能,工作电压为2.5~5.5V,采用3线接口与CPU进行同步通信,并可采用突发方式1次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。DS1302内部有1个31×8的用于临时性存放数据的RAM寄存器,具有涓流充电能力,可为掉电保护电源提供可编程的充电功能。实时时钟电路图,见图4。其中,32.768K晶振配有2个高精度6.8pF电容进行补偿,以确保时钟精确计时。在断电或者电压过低时还可以使用备用电池为其供电,保证时钟正常运行。

1.4 温度传感器

温度传感器的种类繁多,DALLAS公司生产的DS18B20具备小体积和低硬件开消,抗干扰能力强、精度高,适用于高精度、高可靠性的场合。主要特征为:全数字温度转换及输出、精度可达±0.5℃、最高12位分辨率、检测温度范围为-55~+125℃[8]等,完全满足本文设计要求。关于DS18B20的原理及应用,已有诸多文献进行了说明,这里不再赘述。

2 软件设计

控制器通电后首先进行初始化,读取E2PROM存储的系统设定信息,确定控制器的工作时间段、温度上下限等。初始化结束后,控制器读取实时时钟芯片中的时间信息,同时检测环境温度,通过LCD进行显示。然后判断是否处于用户设定的控制器工作时间段:若处于非工作时间,控制器将持续测量显示实时温度和时间;若处于工作时间,控制器先判断有没有按键操作,如果有按键操作,控制器将执行用户按键设置,此时用户可以设定控制器工作时间段、温度上下限、矫正温度及学习遥控指令。如果处于工作时间并且没有按键操作,控制器将自动检测温度来确定是否需要开启空调,当温度超过用户设定的限制时,控制器将自动开启空调,待环境温度恢复到正常的温度时再关闭空调,以此来减少空调运行时间,从而达到节能的目的。软件工作流程,见图5。

3 测试结果

通过比对院内两个机房环境温度变化情况及机房用电电流变化情况,可以发现:安装空调控制器后,机房的环境温度有明显的规律性波动(在符合设备本身对机房环境容忍度的前提下),机房电流也随着空调的运转情况有明显的上下波动。当空调停止运转,机房温度处于上升状态时,用电电流明显降低,当机房空调启动,机房温度处于下降状态,用电电流升高。而没有安装控制器的机房,由于空调自身的温度调控系统原因,机房环境温度与用电电流没有太大变化,始终处于较高状态。表1为安装控制器前、后机房用电量对比。

由表1可见,空调节能控制器,有效利用了设备本身对机房环境的容忍程度以及机房建筑物本身的保温性能,精准地对空调运转状态进行控制,有效降低了机房空调的运行时间,节约了用电支出。

4 结束语

本文研制了一种具有自学习功能的空调节能控制器,采用实时自动温度补偿技术和温度区间控制技术,能够通过键盘设定温度的上限和下限温度区间开闭空调,体现仿人控制理论,实现了控制过程的优化。实际运行表明,空调节能控制器能够精准地对空调运转状态进行控制,有效降低空调的运行时间,节约用电支出。同时,控制器操作简单、使用方便、人机交互界面友好,尤其适合大型机房、办公室等场所使用。

参考文献

[1]覃晓凡,李浩.基于PIC单片机的空调节能控制器设计[J].自动化技术与应用,2009,(11):30-33.

[2]严后选,孙健国,张天宏.无线红外智能遥控器的设计[J].测控技术,2003,(22):54-56.

[3]李楠,郑建立.基于单片机的红外遥控自学习系统的设计[J].自动化与仪器仪表,2008,(6):43-45.

[4]方宏.自学习红外遥控器的设计与实现[J].电子工程师,2003,(4):32-33.

[5]徐志,何明华,林武,等.一类基于软件载波的学习型遥控器的设计与实现[J].现代电子技术,2009(2):36-38.

[6]薛廷强,等.用于MRI设备的集成式冷却系统[J].中国医疗设备,2009,24(8):49-51.

[7]吴业正.制冷原理及设备[M].西安:西安交通大学出版社,1997.

[8]海涛,邹鸣,骆武宁,等.基于ATmega单片机的DS18B20温度采集系统[J].通信与信息技术,2010,(1):79-80.C

节能灯控制器 篇2

时间：2009-07-03 09:58:37 来源：现代电子技术 作者：胡开明 李跃忠 卢伟华

0 引 言

随着我国经济高速发展，人民生活水平日益提高，能源和资源变得日益紧张，电力短缺已成为制约国民经济发展的突出矛盾。目前我国照明消耗的电能约占电力生产总量的10％～20％，而城市公共照明则在照明耗电中占30％，并且近几年随着让城市亮起来的口号的提出，全国路灯的数量仍在迅猛地增长。公共路灯节能的口号便由此而提出。通常的节能途径有两个：一个是采用节能光源；二是采用合理的控制线路。本文在使用节能光源的情况下采用合理的控制线路来实现路灯节能。在供电系统中，为避免送电过程中的线路损耗和用电高峰时造成末端电压过低，供电部门均采用较高电压进行传输。因此路灯承受电压多高于灯具的额定电压。然而据调查我国小型城市晚上21：00后，大中城市00：00以后道路上几乎空无一人。从而造成了“人少车稀灯更亮”的不合理情况。为了避免这种情况，大多数城市和地区均采用了发达国家早已淘汰了的隔盏关灯的原始路灯控制方法。这种方法不仅导致路面照度分布不均，而且会减少路灯使用寿命。本文采用“全年分三季，一季分时段”的分时控制思想实现节能的目的。在不同的时段投入不同的供电电压运行，在保证路灯正常照明的前提下，兼顾到了用电低谷期节能的效果。同时利用电力载波技术实现对路灯运行状况的实时监控。系统硬件电路的设计 1．1 智能路灯控制系统

该智能路灯节能系统主要由电量检测电路、实时时钟、自耦变压器电路、显示电路及载波通信等电路组成。将一年大致分为三个季节段来对路灯进行控制，使其在不同的季节有不同的开关灯时间。而从开灯到关灯根据当地交通又可大致分为三个阶段(高峰、正常、低谷)来对路灯进行控制。从实时时钟芯片中将当前的路灯工作状况进行相应的归类，由单片机输出控制接触器的线圈的断合，而其触点的输出分别控制自耦变压器的三个触头，对应着四个档位，每个档位对应着相应的路灯电压。由于电力传输中有谐波干扰造成电力不稳，要时刻检测路灯的电量，以电量芯片ATT7028检测出电流或者电压过高或者过低，将得到的信息传给AT89C51单片机，单片机同时与铁电存储器的信息相比较，如果发现电流或者电压过高或者过低，单片机马上做出调整，适当地降低或者升高电压，以实现对路灯过载、过压等各种功能进行控制，用电力载波通信技术将现场情况传送至监控室。原理框图如图1所示。

1．2 电量检测电路的设计

电量采集模块主要完成路灯电流和电压的数据采集。将采集到的信号转换为ADC电路可采集处理的模拟信号，通过电量芯片转换为数字信号送到单片机中，检测电压和电流是否超载，依据此来控制电路负载的电压。设计中采用三相电能专用计量芯片ATT7028A，适用于三相三线和三相四线应用，能够测量各相以及合相的有功功率、有功能量，同时还能测量各相电流、电压有效值、功率因数、相角、频率等参数，充分满足三相复功率多功能电能表的需求。同时将电量信号存入到铁电存储器AT24C24里，该存储器数据不易丢失，以便有功电能历史记录的查询。ATT7028A提供一个SPI接口，方便与外部单片机之间进行计量参数以及校表参数的传递。设计中应用ATT7028A测量电流和电压有效值，采用软件校表，通过SPI接口与外部单片机之间进行计量参数的传递，以此来检测路灯电压电流的有效值。另外对检测到的过载、过压等故障进行报警。1．3 路灯控制电路

路灯控制电路由译码电路、开关电路与变压器控制电路组成。为了使路灯分时控制取得优良的节能效果，除了要根据时间段来开启不同档位电压外，还需要实际考虑到电网电压在不同时段的电压波动情况。故将单片机检测到的电量信号与处理的实时时钟芯片DS1302信号作为74LS155二-四译码器译码地址输入端，译码器的四个端输出经三极管放大后分别驱动四个接触器的线圈，而其四个触点分别对应自藕变压器的三个触头，亦即路灯四种档：全压(220 V)、高峰期档(额定电压的93%)、正常期档(额定电压的88%)、低峰期档(额定电压的83％)。从而达到既兼顾路灯亮度又达到节能的效果。KM4接在母线上还能关闭路灯，原理如图2所示。

1．4 电力载波通信

为了实现控制室能够方便及时了解现场路灯运行情况，采用电力线载波通信技术将现场路灯检测运行的状况传送至控制室。以LM1893集成芯片实现电力载波通信，LM1893是美国国家半导体公司生产的FSK制式的调制解调芯片。能够实现可靠的串行数据的半双工电力线通信，具有发送和接收数据两种工作模式，能够与51单片机相兼容。LM1893调制解调数据输入端DATAIN与AT89C51单片机的串行输出口TXD相连，输出端DATAOUT与AT89C51的串行输入口RXD相连。LM1893的TX／RX发送接收控制端由单片机的P1．O端控制，高电平为发送状态，低电平为接收状态。路灯控制器接收到外部数据信息后，先要对所收数据的报文头和地址进行判断。当报文头正确，地址为本机地址时，它才执行相应的灯控命令，执行完后进入发送状态。

软件设计

软件主要完成：根据比较所得的结果控制硬件切换档位以达到路灯定时工作的要求；检测实时电网电压以控制是否要改变档位以达到电网实时监控的目的；最后则是配合主控室完成多机通信。整个智能路灯节能控制系统被分为了分时分段模块(主要通过时钟芯片DS1302和铁电存储芯片AT24C02配合完成)、电压监控调档模块(由电工参数测量芯片ATT7028加以软件判断来实现)、远程通信模块(由LM1893完成)以及实时显示模块组成。

将一年大致分为三个季节段来对路灯进行控制，每个季节段有着不同的开关灯时间。从开灯到关灯根据当地交通又可大致分为三个阶段来对路灯进行控制，分别为交通高峰期、交通正常期和交通低谷期。这三个阶段加上避免电网电压过低的全压运行档，就构成了全压、高峰、正常、低谷四个工作时间段，根据本地区的实际情况进行划分。系统通过对日历时钟芯片DS1302 读出来的当前与铁电存储器芯片AT24C02中存储的开、关灯时间进行比较，在各档开启的时刻就切换至相应档位，在关闭的时段关闭，其余时段进行监控。在交通高峰时段，保证路灯有足够的照明度。于是正常情况下，路灯应投入第1档运行。此时，当电网电压过低(低于208 V)，则路灯应全压运行；如果电网电压过高(高于236 V)，路灯可以跳过第1档，直接投入第2档运行。在交通正常阶段，要兼顾照度和节电效果，正常情况下，路灯应该投入第2档运行。在电网电压低手205 V时，返回第1档运行；在电网电压高于242 V时，则投入第3档运行。在交通低谷阶段，重点考虑节电效果。正常情况下投入第3档运行，只有当电网电压过低(低于195 V)时，路灯才会返回第2档运行。但是由于电网的波动或干扰，可能会出现电压偶尔的不正常，若一旦检测到电压超限就切换档位，很容易造成误操作，从而导致频繁的切换。设计中采用了以下方法来避免档位的频繁切换：当路灯运行于1～2档时刻之间，需使电压维持在208～236 V之间，这里采用COUNT，COUNT_H，COUNT_L三个计数器来监测电压。COUNT从0开始，每分钟加1，加到5，即5 min后清零。COUNT_H从0开始，每min比较当前电压与电压上限值的大小，若超过上限则将COUNT_H加1，在每次COUNT清零之前，若COUNT H值等于5，则认为连续5 min电压超出上限运行，相应地将路灯运行档位切换至低一档运行；若COUNT_H值小于5，则认为是电网的波动，不进行切换。电压下限监测同理。每5 min将三个计数器同时清零。

从SPI总线上获取ATT7028检测的电工参数的计量结果，再对检测值进行校表，即可对校表寄存器赋值来进行软件校表。

显示模块主要是在控制室内显示当前时间及检测到的路灯的运行情况。

主程序与各个子模块之间采用定时中断联系，每隔1 min中断一次，在每次中断时均要完成四大任务，即读出实时时间发送至主控室，决定是否换档，根据电网波动实际情况控制决定是否改变档位，以及将原边电网电压根据实际情况发送至监控室。软件流程图如图3所示。节能效果分析

以1 kw路灯为例，设当路灯电压为205 V时，单位时间耗电量为0．87 kWh；当路灯电压为193 V时，耗电为O.77 kWh；在满足行人车辆运行需要的情况下，适当降低路灯的端电压，可节能20％左右。在深夜行人稀少时，可将路灯的端电压降至170～180 V，路灯1 h内耗电O.55 kWh左右，除去其他损耗，可节约电能近40 %。结 语

路灯节能控制器的设计与研究 篇3

【摘 要】本文论述了一种基于单片机的路灯节能控制器软硬件设计方法，阐述了该控制器的节能原理，重点讲述了DS1302时钟芯片的读写操作方式，并给出了电路连接图及部分单片机C语言程序实例。

【关键词】节能；单片机；液晶；时钟；继电器

引言

随着我国经济社会持续快速发展，能源供应紧张的问题日益凸显，特别在用电高峰期，电力缺乏更加严重。而道路照明用电占了相当的比重，是消耗电能的一个重要方面。照明节能正在成为一个节约能源、保护环境的重要措施，本文研究设计的控制器正是应用于路灯照明节能领域[1]。

1.控制器节能原理

1.1 分时段节能

单片机通过时钟芯片获取准确的时间信息，从而分时段控制继电器的通断状态，比如到了夜间23点，车辆稀少了，此时继电器断开，路灯熄灭，熄灭的时间点可任意设定。安装时，每隔一盏路灯装一个，这样的话不至于夜间漆黑一片，同时又达到了节能目的。

1.2 车辆行驶时的安全性考虑与设计

加入声音传感器，感知是否有车辆经过。当有车辆驶来时，传感器探到声音，向单片机输出低电平，单片机立即触发继电器闭合，熄灭的路灯被点亮；当车辆驶离时，声音消失，传感器向单片机输出高电平，单片机触发继电器断开，路灯再次熄灭，继续节能。

2.硬件设计

2.1 系统硬件框图和实物图

系统硬件框图和实物图如图1所示，包括单片机、时钟芯片、声音传感器、按键、12864型液晶屏、继电器、系统电源等。

芯片及电子元器件选型简介：

1）单片机型号为AT89S52，是一种基于CMOS工艺的低功耗、高性能8位微控制器，具有8K片内程序存储器。

2）时钟芯片型号DS1302，可以提供年、月、日、时、分、秒、星期等时间信息，通过三个简单的串行接口与单片机进行同步串行通信。

3）液晶显示模块型号为12864型，内部含有国标一级、二级简体中文字库，显示分辨率为128*64，构成本控制器的人机交互界面。

4）继电器采用固态直流控交流型，控制端的触发电压为3V至32V直流信号，输出端接入220V市电交流回路，固态型的控制端与输出回路采用光耦可靠隔离，开关噪声非常小，不影响单片机控制系统的正常工作。

5）声音传感器：采用驻极体作为拾音器，经过LM393的电压比较输出高低电平信号，检测到声音时输出低电平，反之输出高电平，灵敏度可调节。

2.2 单片机与时钟芯片DS1302的接口电路设计

时钟芯片接口电路原理图如图2所示。DS1302的X1、X2端通过两个30pf瓷片电容跨接32.768KHz晶振，为其工作提供时钟节拍。VCC1端为外接锂电池引脚，该引脚接3V锂电池正极，一般采用2032式纽扣电池，以节省电路板空间。CLK、I/O、REST分别接单片机的3个通用I/O口，以实现单片机对DS1302的内部寄存器读写操作，这三个引脚构成了SPI 式通信电路。

3.程序设计

路灯节能控制器的程序设计主要包括三大部分：DS1302时钟芯片读写程序、液晶读写操作程序、继电器动作程序[2]。

3.1 DS1302时钟芯片写操作程序

}

3.2 继电器动作程序

繼电器1对应开启220V电压，继电器2对应开启170V电压，继电器3对应开启185V电压。继电器控制端获得高电平时，输出端闭合，否则输出端断开[3]。

4.结束语

本文研究了路灯节能控制器软硬件设计问题，设计了控制器的硬件电路，并对关键的程序代码做了阐述，同时搭建了硬件系统，经过试验达到了预期效果，为将来在电气控制领域开展进一步研究打下了扎实的基础。

参考文献：

[1] 杨申仲，杨炜，朱同裕.行业节能减排技术与能耗考核[M].北京：机械工业出版社，2011-07.

[2] 郭天祥.新概念51单片机C语言教程：入门、提高、开发、拓展全攻略[M].北京：电子工业出版社，2009-01.

[3] 王月姣，朱家驹. 固态继电器在单片机测控系统中的应用[J].中南民族大学学报（自然科学版），2005年第1期.

作者简介：

浅谈楼宇现场控制器节能 篇4

采用楼宇现场控制器的楼宇自动化系统(BAS),使用高速计算机做中央管理系统,协议和接口标准化和规范化。使用AT89S52单片机作为核心的智能控制器,其内部集成了输入/输出模块、RS232/485接口以及可编程网关通信模块NE4100,作为BAS中的一种通用控制器。网关模块基于Modbus和TCP协议的串口通信方式,通过互联网实现区域控制器与中央管理系统的通信。采用兼容Modbus工业标准,数据传输可靠,响应速度快,扩展灵活,实现了楼宇的智能化、网络化管理。通过楼宇POS布线系统和计算机网络技术,使各个分离的设备统一协调到系统之中,实现信息融合,达到资源共享和管理方便。

1 楼宇现场控制器的工作原理

楼宇现场控制器既具有自动调节流量的功能,又具有消除系统剩余压头的功能。现阶段我国大力推广和应用分户采暖系统,在分户采暖系统中可能会出现用户自主选择是否需要供暖的情况,当某一用户停止供暖时,会引起系统压差或热用户总负荷的变化,此时,楼宇现场控制器能够实时采集室外温度、楼宇供水温度、回水温度及基准房间的温度,根据室外温度、室内温度、回水温度及基准房间的温度信号自动控制各栋楼宇前供回水管线上安装的三通流量调节器的开度,减少楼宇的供回水流量,以消除各用户入口处的剩余流量和压力,使用户的室内温度保持稳定,达到节能运行的目的。

某小区换热站设置楼宇现场控制器,每个换热站内的设备投入为:

楼宇现场控制器1台

电动三通阀TJX-1503台

水温传感器PT100 1%2支(供回水各1支)

室外温度传感器PT100 0.5%4支

2 楼宇现场控制器的工况调节

某室外热水供热网路,正常工况时的各热用户流量如图1所示,关闭热用户2后,现研究其他各热用户的流量变化情况及水力失调程度。

正常工况下网路干管(包括供、回水干管)和各热用户的压力损失△p、流量G和阻力数S,见表1、表2。热用户2关闭,水力工况改变后各热用户的工况变化情况见表3。

3 楼宇现场控制器节能分析

通过上述表格可以分析得出,关闭热用户2后,用户1、3、4的流量和作用压力均超过设计值,各用户内部的实际室内温度均超过要求的室内设计计算温度。用户1的流量增加3.93m3/h,作用压力增加3.27×104Pa;用户3的流量增加12.2m3/h,作用压力增加5.11×104Pa;用户4的流量增加12.2m3/h,作用压力增加2.54×104Pa。

若各用户入口处安装楼宇现场控制器,楼宇现场控制器可自动调节控制各用户的流量和压力为设计值,各用户增加的流量及剩余的压力由楼宇现场控制器自动控制各栋楼前供回水管线上安装的三通流量调节器的开度消除。本例中,楼宇现场控制器控制用户1、3、4的流量仍为100m3/h,用户1的作用压力仍为40×104Pa,用户3的作用压力仍为20×104Pa,用户4的作用压力仍为10×104Pa。流量和作用压力均为设计值后,可以减少室外热水管网的热能消耗,达到节能运行的目的。

4 结论

教室照明灯节能控制开关 篇5

一、作者

翟博文 河北农业大学机电工程学院 机械设计制造及其自动化1201班

二、摘要

目前，很多高校自习室等场所照明灯浪费用电现象严重。为了响应国家建设节约型社会号召，利用红外线感应装置，光敏、声敏电阻捕捉信号，利用二极管放大电信号传送到中央控制中心，进行判断进而控制机械动作，控制教室灯的开关。用运现代科学技术—传感器、电脑中央处理器、机械自动化装置等技术可以智能化、人性化的控制电灯开关，而达到节约用电，减轻高校能源压力。

三、关键词

教室照明、节能开关、红外线感应、智能系统

四、序言

随着高等教育越来越被政府关注和重视，高小规模在不断的扩大，教室的数目大幅度的增加，由于大学的开放性管理，加之学生的节能意识差，晚上很多教室灯开着而没人或几个人在看书，好多教室都是这样，就有好多的电灯在作无用功而浪费电能。为了建设节约型社会，本文介绍一种应用了各种现代传感器、集成电路而能智能化、人性化的照明灯控制系统，可以高效率的应用电能，从而大大的减少高校的用电浪费。

五、正文

(1)教室照明节能控制系统的组成：

人体红外线感应开关主要由红外传感控制器、光感应电路、菲涅耳透镜及具有延时功能的可控硅触发电路等构成,集成电路内含热释电红外传感器、二级运算放大器、比较器、延时定时器、过零检测、驱动电路等构成。

(2)人体红外线感应开关的工作原理：

普通人体会发射10um左右的特定波长红外线，用专门设计的传感器就可以针对性的检测这种红外线的存在与否，当人体红外线照射到传感器上后，因热释电效应将向外释放电荷，后续电路经检测处理后就能产生控制信号。这种专门设

计的探头只对波长为10μm左右的红外辐射敏感，所以除人体以外的其他物体不会引发探头动作。探头内包含两个互相串联或并联的热释电元，而且制成的两个电极化方向正好相反，环境背景辐射对两个热释元件几乎具有相同的作用，使其产生释电效应相互抵消，于是探测器无信号输出。一旦人侵入探测区域内，人体红外辐射通过部分镜面聚焦，并被热释电元接收，但是两片热释电元接收到的热量不同，热释电也不同，不能抵消，于是输出检测信号。

为了增强敏感性并降低白光干扰，通常在探头的辐射照面覆盖有特殊的菲泥尔滤光透镜，菲泥尔滤光片根据性能要求不同，具有不同的焦距（感应距离），从而产生不同的监控视场，视场越多，控制越严密。传感器的光谱范围为1~10μm，中心为6μm，均处于红外波段，是由装在TO－5型金属外壳的硅窗的光学特性所决定。

同时在控制电路中并联光敏电阻传感去器。进行多次试验制作出一种针对性的光敏电阻，在教室的光线暗到一定程度时光敏电阻的阻值降到可以同过一定电流，带动一个电磁继感器工作而接通此段电路。

（3）控制动作装置 ：

当红外线感应器与光敏电阻同时传达闭合开关的信号时，控制系统利用电磁接触器线圈接通后，产生磁场，教室原开关连接的导线就受到拉力而产生位置偏移，从而带动教室开关断开。当人离开时，控制系统接到无人信号时，具有延时功能的可控硅触发电路工作，延迟五分钟发出断电信号，而达到智能化，人性化的控制教室的照明灯。

（4）控制开关的安装：

普通教室前后应独立的安装两套控制系统，每个红外线感应器的检测范围是一个直角圆锥与地面的接触面积，在控制面积内均匀的串联安装红外线感应器，而光控传感器只需安装一个。有同学在检测范围内时，灯就开着。当教室内的人不是很多，同学应该聚集到教室的前或后面，停止一半的灯工作，而节省电能。

六、结论

在教室照明上采用人体红外热释感应技术的智能感应开关，主动判断人体的走近及离开，当有人走进感应区内，并且达到照明需求时，感应开关自动开启，负载电器开始工作，并启动系统，只要人体未离开感应区，负载电器将持续工作。当人体离开感应区后，感应器开始计算时间，定时结束，感应器开关自动关闭，教室照明停止工作。真正做到方便、智能，节能。大学生周围节能无处不在，培养了大学生的节能意识。为以后大学生的科研有一定的启蒙教育。

七、参考文献

王俊峰 孟令启.2006 红外线传感器应用电路 北京 机械工业出版社

吴天明、谢晓竺、彭彬.2004电力系统设计与分析 北京 国防工业出版社 田瑞庭.可编程控制器应用技术.北京机械出版社

李玉衫 2006电子系统及专用集成电路CAD技术 西安电子科技大学出版社元

五校半导体科学研究跃进战斗团.1960 热敏电阻 光敏电阻的制造及其应人民邮电出版社

八、附录

菲涅尔透镜作用有两个：一是聚焦作用，即将热释红外信号折射（反射）在PIR上，第二个作用是将探测区域内分为若干个明区和暗区，使进入探测区域的移动物体能以温度变化的形式在PIR上产生变化热释红外信号。

可控硅触发板是通过调整可控硅的导通角来实现电气设备的电压电流功率调整的一种移相型的电力控制器，其核心部件采用国外生产的高性能、高可靠性的军品级可控硅触发专用集成电路。输出触发脉冲具有极高的对称性及稳定性，且不随环境温度变化，使用中不需要对脉冲对称度及限位进行调整。现场调试一般不需要示波器即可完成。它可广泛的应用于工业各领域的电压电流调节，适用于电阻性负载、电感性负载、变压器一次侧及各种整流装置等。

九、致谢

节能灯控制器 篇6

关键词污水处理改造；节能减排；组态网络

中图分类号TP27文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)081-0189-01

随着节能减排工作的不断推进，管理者对污水处理节能意识不断增强，很多水处理工程都采用PLC等自动化手段，PLC具有很好的自动控制及数据通信功能。允许大量的数据信息共享以及集中应用，并且可以在高温、潮湿，空气污浊以及有腐蚀性气体的环境下工作。

目前我国有一些煤矿的矿井水处理系统、回用水系统、地面防尘系统已不能满足环评大纲的要求，特别是矿井水处理系统经过近一年的运转，因此必须对整个环境污水处理系统进行技术改造，以满足环评大纲的要求，最终实现“零排放”，达到环评验收一次性通过的目标。处理后的污水水质高于《生活杂用水水质标准》（CJ/T48-1999）的一级排放标准。

1污水处理工艺

由于种种原因，出水水质均不能达标。该系统的设备、管道及部分构筑物已不能正常运行或达不到处理效果。依据目前情况，在充分利用原有设施的情况下对原有工艺进行改造，以满足现有水量及回用水的要求。

根据招标文件提供的资料，该企业目前200m3/h 的污水处理系统出水不达标。根据我们分析，其原因主要有：

1）调节池底泥积压严重。

2）气浮池处理效果不好。

3）净水器及过滤装置处理能力不足。

4）原有带式压滤机处理能力不足，且目前已不能运转。

决定对现有污水处理系统进行如下改造：

1）清理原有净水车间，在原有基础上加建净水车间，并增加高密度沉淀池、消毒池及其他设备基础。部分新增设备可以利用原有设备基础，如不能用，则根据现有设备进行改造或新建。

2）清理原有调节池，将池底积泥清走。

3）把原有的净水器、全自动过滤器更换成压力砂滤罐和压力炭滤罐。

4）拆除1 个气浮池，保留另外1个并改造成为污泥贮池。

5）把原有中间水池、污泥池打通并清理干净，合并成一个中间水池。

6）把原有转输水池、清水池打通并清理干净，合并成为回用水池。

7）新增2 个高密度沉淀池和2 个消毒池。

改造后，采用的污水处理工艺为“原有调节池→高密度沉淀池→中间水池→压力砂滤罐→压力炭滤罐→消毒池→回用水池，所选流程先进成熟、经济实用，处理效率高，操作管理方便，并尽可能地节省占地面积和能耗、降低运行费用。

2组建网络

根据榆树湾煤矿污水处理厂工艺流程，本系统电气控制方案考虑到可靠性、开放性、易维护性、可扩展性，并根据“集中管理，分散控制”的原则，采用了分布式结构，即将全厂分为三个控制站和两个工作站。三个控制站通过MB + 网与两个上位机工作站相连；同时两个上位机工作站通过集线器（Hub）组成一个对等的工业以太网络（通讯协议为TCP/IP）。

根据厂方要求的设备选型原则，本方案中按如下原则选择设备的品牌、型号、和配置：

工业以太网交换机选用OSM ITP62-LD带有6个ITP电缆接口，另外还有2个100Mbit/s全双工BFOC插口的光纤接口。我们在同一个网段上可以连接50个OSM，可扩展距离为150km。

1）控制层。控制系统交由PLC系统完成；主要由PLC与污水处理机械设备、在线检测及分析表、电控设备组成，其直接面向生产过程，是自动控制系统的基础。这些仪表通常将测试的工艺参数如流量、温度、液位、pH值等以4~20mA DC或1~5V DC标准信号形式送入现场PLC控制站，进行采样、分析、报警和传递。同时现场PLC控制站可发出同样形式的标准信号来控制某些连续动作装置；现场PLC控制也可以从控制继电器或中间继电器辅助触点上取得开关量输入信号，以获取设备的状态，如泵的运行/停止、阀门的开/闭等；污水处理厂的工艺控制和全部数据采集、处理、信息传输等任务均可由现场PLC控制站完成。

2）监控层。监控层是系统中间层，按功能设计要求，配置操作员站、工程师站，操作站、工程师站和PLC主站由工业以太环网相互连接。它的主要功能是：接收控制层提供的数据，完成生产工艺的整体优化、协调控制；实时显示运行工况给操作人员，接受操作人员的命令，完成相应操作。

3）管理层。管理层包括各管理部分的工作站，这些工作站通过交换机接入通信网络中。可以向各管理部门提供各种统计数据、指标等生产一线数据，为制订各种管理措施提供依据。管理层包括各管理部分的工作站，这些工作站通过交换机接入通信网络中。

3控制方式

本方案采用三种控制模式：即就地设备控制箱手动控制；远程PLC 控制站操作终端控制；远程中心控制室上位机控制。其中，就地設备控制箱操作具有最高的优先权，远程PLC 控制站操作终端单台控制次之，最后为中心控制室上位机单台控制和成组控制。现场的泵类、鼓风机、电磁阀等开关信号，在线检测仪器仪表采集的相关数据等模拟信号，全部经过PLC 在上位机上显示。现场各监控点的物理参数，均由对应的一次仪表传感器或变送器检测出来并转换为4 mA～20 mA 电流信号，传输到各PLC 控制站内，PLC 通过各种模块接口采样电信号，控制信号同样由PLC输出，以4 mA～20 mA的电流形式送到执行机构，控制执行机构的动作。

4结束语

随着节能减排工作的不断推进，很多水处理工程都采用PLC等自动化手段，自动化设备在水处理行业进入全面普及阶段。

榆树湾煤矿污水处理自动控制系统在满足安全可靠性前提下，充分应用自动化技术、计算机和网络通信技术、检测计量技术等领域的最新成果，使其成为当前技术领先、并在今后相当长的一段时间内保持技术先进性的综合自动化系统。系统具有完备的检测、控制、监视和信息处理功能，灵活选择的就地手动/自动、监控中心手动/自动等操作控制方式，完全兼容Windows风格的人机界面，每个功能都经过了仔细考虑和精心设计。整个监控系统具有易于操作、便于维护的优点。经调试后运行系统安全、稳定可靠。

参考文献

[1]梁德成,刘风雷.基于PLC与KINGVIE的啤酒硅藻土过滤和监控系统.酿酒科技,2008.

[2](美)J.斯特纳森著,王枞,张彬,郭燕慧译.工业自动化及过程控制.科学出版社,2006.

[3]梁德成,朱学军.可编程控制器在小型汽轮机保护系统中的应用.华北水利水电学院学报,2011.

节能灯控制器 篇7

一般房间内照明电灯开关都是采用一对暗敷开关导线直接控制照明灯，如果一对开关导线要分别控制两组或组合的一体照明灯通常需使用遥控开关或分段开关。用遥控开关控制照明灯成本较高，分段开关控制技术使用时需要多次扳动开关形成控制脉冲来选择照明灯，比较麻烦。此种设计是在一对开关线路上用2个开关灵活控制两组光源，克服了现有技术的不足。

该开关的主体结构包括串联二极管的双联照明开关、继电器、LED灯和荧光灯，连接在220V交流照明电路中。工作原理是用双联开关的1只开关串联二极管后再与另一开关并联构成整流开关单元，实现控制输出直流电或交流电，通过低功耗继电器单元分别或同时接通LED灯和荧光灯。继电器单元和交、直流灯单元组合安装于一体，构成双功率节能灯。

双功率节能灯可由LED灯与其它任何照明电器组合。整流双联开关通过一条暗敷的开关线路连接双功率节能灯，两个开关分别控制选择照明灯的功率和亮度，即节省了电能，又符合人们的使用习惯。该资源节约型双功率节能灯适合用于吸顶灯、厨卫灯和吊灯等一系列双功率照明灯具，可延长照明灯的使用寿命，两盏灯使用一套灯具兼有保护环境、充分利用空间和节约资源的社会效益。子刷涂料，贴壁纸的装修方法，同时内墙增加了保温隔热隔音的功效，该板及施工方法在国内应是首创。第二种是超薄复合石材，其强度比人造复合石材高3倍以上，给施工尤其超高层施工带来极大方便，是超薄复合石材。第三种聚酯防腐版，应用在淋浴间，卫生间及特殊环境内，又因其特别轻便及板材内可安装导线，也是建筑尤其高层建筑的专用新型建材。

节能灯控制器 篇8

近年来, 随着国民经济的不断发展和现代化建设进程的不断加快, 使人民的生活水平得到了显著的提升, 同时也使人们对居住环境的要求也越来越高, 对建筑业的设计也提出了更好的要求。当前, 推动节能建筑的建设成为了建筑事业发展的大体方向, 也是响应国家环保节能理念的重要体现。将节能建筑作为建筑业发展的创新要点, 实现建筑业的可持续发展是当前我国现代建筑的主要目标, 也是实现建筑业可持续发展的重要途径。节能建筑的建设能够使建筑所造成的能耗的得到有效的降低, 同时还能够使室内的环境得到有效的优化, 使建筑的功能性以及实用性增强。然而要实现建筑节能设计的有效利用就必须要对工程的质量进行有效的控制, 对工程的整体施工过程进行系统、全面的监测和管理。

1 节能建筑的意义和概念

对建筑进行节能设计主要是指对建筑物的规划、设计以及扩建等施工过程中加入节能的理念, 使建筑能够发挥出节能的功能。而要实现建筑的节能就必须要采用先进的节能设备和节能技术、节能材料以及节能产品等等, 再将其应用到建筑施工的每一个环节中, 按照建筑节能的具体要求对建筑进行节能设计, 同时根据设计规定对整个建筑进行施工建设, 只有这样才能够使建筑的技能施工质量得到有效的保障, 使建筑的节能利用率得到提升, 使建筑的节能功能得到高效的发挥。通过相关节能技术的应用、节能产品等的应用, 产生使建筑的隔热性能增强、使建筑的采光更加良好、使建筑的室内环境更加舒适, 在使建筑能耗得到有效降低的同时满足人们的生活需求, 为企业创造出更大的经济效益。

对节能建筑工程的施工监测也具有着十分重要的意义, 对推动我国建筑事业的可持续发展意义重大。这主要是与当前我国所倡导的环保节能理念相一致所决定的。当前, 随着建筑事业在我国的不断蓬勃发展, 其能耗量也呈现出逐年增长的趋势, 致使我国很多其他的工业建设出现能源短缺的问题。所以, 对建筑工程建设进行节能改造是一项极为重要的工程, 只有对建筑工程的节能设计进行良好的监测, 对其质量进行有效的控制, 才能够实现建筑的真正节能。

2 合理控制建筑节能工程质量的有效措施

2.1 提高建筑节能工程质量管理意识

建筑节能工程质量直接影响着建筑节能的功能性, 提高建筑节能工程质量管理意识, 能够确保建筑节能设计施工中各个环节的施工高质量, 就目前我国部分建筑企业的建筑节能设计施工而言, 还存在一定的问题, 比如一些建筑企业为了谋取最大化的经济利益, 一味降低节能材料及设备的价格, 而忽略了节能材料及设备质量及规格是否符合建筑物的结构特点, 极大的影响了建筑节能工程质量。要想真正有效的控制建筑节能工程质量, 就要提高建筑节能工程质量管理意识, 采取科学合理的管理措施, 对建筑节能施工中的各个程序进行仔细审查, 确保各个程序的正确施工。另外对于建筑节能施工材料及设备也要进行严格把控, 建筑节能材料及设备的使用要与建筑结构特征相适应, 这样一来就能够在很大程度上合理控制建筑节能工程质量。

2.2 严格把控建筑节能工程质量

建筑节能工程程序较为复杂, 一个环节把握不好, 就有可能影响整个建筑节能工程质量, 因此要合理控制建筑节能工程质量, 首先就要严格把握各个施工程序的正确操作, 运用正确的建筑节能技术及材料设备, 从根本上把控建筑节能设计的质量, 另外每个环节建筑节能施工完成后, 都要进行建筑节能检测, 确保其每项施工符合建筑节能工程质量标准及要求, 从而实现有效控制建筑节能工程质量这一目标。

3 建筑节能检测项目分析

3.1 建筑节能实验室检测项目

建筑节能实验室检测项目主要是将建筑节能施工中的试件拿到实验室进行检测试验, 检测出其影响建筑节能性质的参变值。在建筑节能检测过程中要对节能施工中所使用的材料、产品及保温隔热系统组成材料等三种主要因素进行检测, 当然进行建筑节能检测并非只是眼观, 还要采取必要的措施与手段, 并且一切检测工作都要严格按照建筑节能设计规格要求来进行, 确保其检测结果的合理性。主要检测的方面可总结为保温隔热板材料、保温隔热浆体材料、粘结层保护层材料、锚固件材料等检测。

3.2 建筑外门窗节能设计检测

建筑节能工程质量检测。建筑外门窗节能设计检测是控制建筑节能工程质量的重要组成部分, 对建筑外门窗节能施工进行检测, 需要从四个环节入手, 第一, 需要对建筑节能设计中的保温板系统材料面积及其所产生的最大粘结度进行检测;第二, 需要对建筑节能设计中保温浆料系统砂浆的具体厚度以及其粘合强度进行检测, 并要计算出合理的参数, 以便建筑节能设计施工人员做参考, 从而更好的把握建筑节能设计的重点;第三, 需要检测建筑节能设计中硬质泡沫聚氨酯保温系统其保温层的厚度, 了解该系统的整体保温性能;第四, 需要精确检测出建筑节能设计中固定锚栓的抗压性能, 从而根据其性能不同选择适合建筑节能施工的锚栓材料。

4 结束语

综上所述, 随着建筑工程在我国国民经济建设中地位的提升, 其能耗问题已经成为了当下必须要解决的首要问题, 只有对建筑的能耗进行合理的控制, 才能够实现建筑业的可持续发展和国民经济的持续升高。所以对建筑工程进行节能改造已经成为了一项刻不容缓的工程建设问题, 然而在节能施工中, 还必须要对工程的质量进行合理的控制和对工程的施工过程进行严格的监测, 才能够实现工程节能效果的真正实现和建筑节能功能得到最大限度的发挥。同时, 节能建筑建设也是与当前我国的可持续发展战略相适应的, 在促进我国建筑事业不断向前发展的同时还能够实现对生态环境的改善, 带来经济效益的同时也能够带来一定的社会效益。

摘要：随着节能建筑的不断深入发展, 对节能建筑工程质量的控制也成为了人们所关注的焦点, 节能建筑质量控制的好坏对整个节能建筑节能功能的有效发挥有着至关重要的作用, 是提高建筑节能效果的有效保障和实现节能建筑功能得到有效发挥的必要条件。但是, 当前我国在节能建筑的建设施工中还存在着一定的问题, 必须要对工程的质量进行有效的管理才能够促进节能建筑的可持续发展。文章通过对节能建筑工程质量的控制以及对其节能施工的监测进行探讨, 对其中所出现的问题提出了具体针对性的解决措施, 以供参考。

关键词：建筑节能工程,质量控制,建筑节能监测

参考文献

[1]陆成.论建筑节能工程质量控制与建筑节能检测[J].资源与环境, 2013, 3 (25) :145-147.

智能灯光节能控制器的设计与应用 篇9

节能是智能灯光节能控制系统的最大优势。传统的楼宇公共区域照明工作模式, 只能是白天关灯, 晚上开灯。而采用了智能灯光节能控制系统后, 可以根据不同场合、不同的人流量, 进行时间段、工作模式的细分, 把不必要的照明关掉, 在需要时自动运行, 节省了不必要的电能开支, 并延长了灯具的寿命。

1 硬件设计

1.1 设计框图

主要介绍了主板设计框图和遥控器设计框图及其整体电路, 其中重点介绍了热释电传感器和红外遥控器的接收与发射。

主板设计框图如图一所示, 系统实时对热释电传感器、光敏传感器、时钟芯片进行信号的采集, 然后通过程序中的检测子函数把检测到的信号进行处理, 并利用设定的逻辑关系控制继电器的断开与吸合, 从而达到使照明灯开通或关断的效果。红外遥控接收器是将接收到的红外信号翻译成有效的信号数据, 从而对系统工作时间的调节和系统工作模式的变更。

遥控器设计框图如图二所示, 遥控器系统通过扫描的方式对按键信息进行采集, 从而完成相应的操作和发射红外数据信号, 并在液晶屏中显示出来。遥控器系统会将按键操作完成后的时间区间和工作模式自动保存到单片机的EEPROM中去, EEP-ROM有掉电保存作用, 且将以上的信息显示在液晶屏, 方便操作使用。

1.2 总体设计方案

通过单片机控制系统, 对传感器信号进行采集来完成自动状态下灯的控制, 对红外遥控器进行解码来完成对遥控信息的采集。用LCD显示器来显示遥控器设定时间, 用光敏模块对周围环境光照强度进行检测, 通过热释电传感器对检测范围内的人进行检测, 通过遥控器对控制系统的状态进行设定。

1.2.1 主板设计方案

课题研究中应用的两个系统分别为主板系统和遥控器系统。对于这两个相互独立的系统, 是按照它们的各自的需求分别选择STC89C52和STC12C2052两种处理芯片。它们都是宏晶科技推出的处理芯片, 它们的处理内核是一样的, 能实现的功能也相差不多。它们的区别在于, STC89C52是40个引脚, STC12C2052只有20个引脚, 但其处理速度要比STC89C52快得多。将它们分别应用在两个系统内恰好相得益彰。

LCD1602液晶显示器主要用来显示字符和数字, 1602液晶可以显示32个字符和数字, 能给本课题的研究带来更加直观的效果。

课题研究原本使用的是DS12C887时钟芯片, 该芯片是可以完成系统所需要的功能。但由于它的引脚太多, 对于单片机的负担太大, 且它的体积也大, 不能实现产品体积原则。所以后来选择了具有同样功能, 不需占用太多单片机引脚并且体积也小的DS1302芯片。

将整个系统所需器件分别分配好相应的引脚。时间芯片DS1302分配的引脚为P1.0~P1.2、光敏传感器接P1.3、继电器接P1.4、蜂鸣器驱动电路接P1.5、热释电传感器接P1.6、遥控器接收器接P3.3。主板电路如图三所示。

1.2.2 遥控器设计方案

遥控器系统中设置五个按键, S1用来对主系统工作模式变更, S2用来让系统发出红外数据信号, S3用来选定上、下午的时间调节, S4用来调整主系统工作的时间区间, S5是系统上电复位键。利用LCD1602的液晶屏把设定的时间信息显示出来, 以方便操作。

根据以上描述将单片机引脚分配如下:P1.0~P1.7连接液晶显示器LCD1602的8个数据端口;P3.0、P3.1连接液晶显示器LCD1602的控制端口;P3.2~P3.5连接四个按键。遥控器电路图如图四所示。

2 程序的设计

2.1 主程序实现的功能

通过单片机对光敏模块、热释电模块、时钟芯片、红外接收端的信号采集与处理, 从而来控制继电器 (照明灯) 的通断。

软件程序判定条件 (继电器工作或灯点亮的条件) :

条件一:用一个光敏电阻对光照强度进行检测, 通过调节电位器来设定合适的光照强度, 当满足条件时发出信号。

条件二:用热释电传感器确定在检测范围内是否有人的活动, 其传感器的检测角度小于120°锥角, 距离为7m以内, 完全达到要求。当有人进入其感应范围则输入高电平, 人离开感应范围则自动延时关闭高电平, 输出低电平。

条件三:把设定的时间保存在单片机的EEP-ROM, 使得单片机在断电时能够保存设定的时间。用时钟芯片实时时间的采集使自动检测功能在设定的时间内工作, 从而完成时间的控制。

通过对红外接收探头信号的采集与处理来改变程序中的一些变量, 从而实现对产品的远程控制。可以改变程序运行的时间条件, 从而让产品可以适应季节变更而产生的时间差, 以便更好地实现节能效果;也可以改变产品运行的模式:自动模式和手动模式。

2.2 主程序设计

2.2.1 主程序流程

主程序流程图如图五所示。

程序开始运行时首先进行变量初始化, 在变量初始化完成以后, 程序进入wile循环体中。当程序没收到红外信号时, 在定时器中断程序中, 首先判断标志位flag1是否为1, 若flag1=1, 表示此时灯是开启的, 需要给灯延迟一段时间后再关掉;若flag1=0, 则表示此时灯是关断的, 不需要延时关灯。然后判断标志位flag0是否为1, 若flag0=1, 则表示程序运行在手动状态, 即若所有的检测条件都不满足也要把灯开启;若flag0=0, 则表示程序运行在自动状态, 程序需要采集传感器信号, 判定是否满足开灯条件, 从而进行操作, 定时器中断完成后继续进入定时器中断程序, 执行上述操作。当程序收到红外信号时, 首先关闭定时器中断, 即令TR0=0, 然后判断接收到的数据是否有效, 若无效直接放回;若数据有效则对数据接收。接收完成后触发蜂鸣器, 提示红外信号接收成功, 最后进行时间设定操作, 最后打开定时器中断, 即令TR0=0, 重新开始下一次wile循环, 等待红外信号。

2.2.2 自动控制和手动控制程序流程

自动控制和手动控制程序流程图如图六所示。

手动和自动的设定是人为设定的一种程序工作状态。手动运行状态主要是为了满足在特殊环境下的照明。当手动工作状态时, 也就是不论什么环境下只要有电就要把灯开启。程序开始运行时首先进行变量初始化, 在变量初始化完成以后, 程序进入wile循环体中。在接收到红外信号后, 将接收到的数据存放在a[]数组中, 在子函数中对接收到的数组a[]处理。判段a[3]是否为0xff, 如果a[3]=0xff, 则表示程序需要工作在手动状态, 将标志位flag0设置为1;如果a[3]=0xff, 则表示程序需要工作在自动状态, 将标志位flag0设置为0。

2.2.3 灯的自动控制程序

灯的自动控制程序流程如图七所示。

该程序是在定时器中断中运行的。此程序在开始运行时, 首先进行定时器中断初始化, 再进行其他变量初始化。初始化完成以后就进入一个无限循环等待中断状态中, 此工作状态只要定时器中断标志位不发生变化就不会停止, 从而该程序就等于一个实时检测的循环。在循环中首先是判断标志位flag0的值, 若flag0=0, 则进入自动状态检测子程序中。首先是对时间是否在设定的范围内进行检测, 然后检测光照条件是否在设定的范围内, 再判断检测范围内是否有人的活动。如果这些条件都不满足就直接判断是否满足关灯条件, 再不满足条件就返回重新判断。如果满足关灯条件, 在执行完关灯程序后, 整个程序结束。最后继续进入定时器中断函数。

2.2.4 遥控器设定时间程序流程

遥控器设定时间程序流程图如图八所示。

在程序刚开始运行以后对系统进行初始化, 把用于数据暂存的数组清零, 并对计时器寄存器清零, 设置其工作方式。在主程序运行时, 在wile循环中一直检测是否要接收遥控器的代码。如果没有红外信号接收程序则一直等待, 如果有红外信号接收就判断接收到的数据是否为有效数据, 若数据无效则程序返回, 继续等待红外信号接收;若数据有效则将数据存放到数组a[]中。然后对数组a[]中的数据判定比较, 若a[2]=0x0f或a[2]=0xf0, 则说明接收的数据是可以使用的。对时间的设定还要根据a[2]中的内容来判断是对上午时间的设定还是对下午时间的设定。

3 结束语

本文介绍了对于声控和光控智能节能装置进行功能的改进, 从而达到更加节能, 并且方便人的控制。主要体现在以下三点: (1) 采用热式电传感器对检测范围内是否有人的活动进行检测, 增加灯亮的控制条件; (2) 加入时钟芯片, 可以节约管理成本; (3) 在控制装置中加入遥控器可以使控制更加人性化。

由于传感器探测的距离有限, 系统就不可能对整个空间内的照明灯进行控制。因此在一个大的空间内, 一个产品是无法满足要求的, 这就会形成产品多重使用。如果能将这个不足点克服, 智能灯光节能控制系统的市场前景还是很大的。

参考文献

[1]邱关源.现代电路理论[M].北京:高等教育出版社, 2001.

[2]康华光.电子技术基础:模拟部分[M].北京:高等教育出版社, 1999.

[3]安德宁.数字电路与逻辑设计学习指南[M].北京:人民邮电出版社, 1994.

节能灯控制器 篇10

空调和制冷设备是工业与民用领域的高耗能设备, 空调冷媒控制器是一个控制制冷压缩机冷媒回路的机械型冷媒控制器。在保证制冷压缩机运行可靠性的前提下, 通过冷媒循环状态控制的优化, 达到制冷压缩机节能的效果。

2 工作原理

“空调冷媒控制器节能技术”应用流体力学原理 (重力, 速度, 漩涡和制冷剂紊流) , 同时结合热力学, 实现了降低压缩机消耗、提高制冷量并最终提高机组能效的作用。

核心原理是:气容和特殊的结构产生高速稳定的湍流, 减少管壁边界层和闪蒸汽, 使换热面积和换热效率增加, 压缩机出口压力降低, 提高了空调制冷机组制冷效率 (COP值) , 达到节能的效果。如图1、图2所示。

下面结合工作原理详细说明空调冷媒控制器的作用。

(1) 空调冷媒控制器的功能相当于一个储存器, 增加了冷凝器的散热空间, 提高冷凝容量和效率, 降低冷凝压力, 从而减低了压缩机的运行功率。

(2) 制冷剂以一定的角度进入空调冷媒控制器的顶部附近并产生涡流。在涡流的作用下, 温度较低的部分被推挤到涡流中心, 而温度较高的部分被推挤到边缘。同时, 涡流增加了制冷剂的流动速度, 增加制冷剂内部的扰动, 从而通过表面散热效果得到加强。

(3) 空调冷媒控制器在顶部形成一个热气区, 用于存放气体, 起到缓冲器的作用。空调冷媒控制器的口径比冷凝器管道粗, 制冷剂进入空调冷媒控制器后速度降低, 从冷凝器带过来的气体存放在热气区, 确保制冷剂经过空调冷媒控制器的子冷却后含气泡更少, 提高蒸发器的效果。热气区还可吸收来自外界的干扰、压力冲击, 从而保证压缩机的平稳运行, 减低压缩机的运行功率。

(4) 涡流减少了管路中层流的边界层, 冲洗管道, 去除附着在表面的油, 这些油有隔热作用, 去除后可以提高热传递效率。

(5) 空调冷媒控制器起到汽液分离的作用。制冷剂穿过膨胀阀, 涡流使得汽液制冷剂产生分离, 起到主要吸热作用的液相制冷剂沿管壁流动, 气相制冷剂处在管路中心, 从而提高蒸发器换热效率。蒸发器盘管温度降低, 从而增加了对于空气的热传导能力。

制冷空调机组安装空调冷媒控制器后可以达到以下效果。

(1) 提高散热能力

(2) 降低排气压力

(3) 降低压缩比

(4) 压缩机运行更平稳

(5) 降低压缩机运行电流

(6) 提高制冷量

(7) 提高空调能效比 (COP) (8) 延长压缩机寿命

3 主要特点和优势

(1) 高安全性:不改变空调的结构;不涉及机房、风道和通信设备的任何改动;不改变室内空气的成分、风量、温湿度、气流组织。

(2) 免维护:机械产品, 不耗电, 不易损坏。不含任何化学添加剂, 无运动部件和磨损, 基本不需维护。

(3) 占用空间很小:设备占用空间小, 可安装在室外, 也可安装在室内或机柜里。

(4) 与冷媒介质无关:各种冷媒例如R22、R134A、氨等的空调制冷机组, 均可加装使用。

4 注意事项和存在问题

(1) 本技术不适用于离心式压缩机;

(2) 改造项目需要在机房现场进行铜管焊接作业;

(3) 安装时要注意空调冷媒控制器的高度位置与空调设备的协调。

5 适用场合和条件

适用范围:螺杆机组、活塞机组 (水冷风冷均可) 、涡旋机组, 即相应的中央空调、风冷热泵、精密空调、专用空调、工业制冷机等。

6 实际使用案例

6.1合肥通用机械研究所第三方测试

2008年10月提供上海电信一台在用机房专用空调, 供合肥通用机械研究所做第三方测试评估。

6.1.1测试用空调

加拿大产ATLAS机房专用空调, 型号:PEC113RA, 技术参数 (24℃/50%RH) :如表1。

6.1.2测试过程中的相关数据

测试过程中的相关数据如表2。

7 测试结论

当没有采用空调冷媒控制器时, 最好工况的整机能效比1.59, 采用空调冷媒控制器后, 最好工况的整机能效比1.69, 整机能效比提高6.2%。

以上能效比的增加值, 都是在实验室状态两种最佳值对比, 实际节能改造项目过程中, 改造前的绝大多数空调的运行状态并不处于最佳状态, 而改造后会达到最佳状态。

8 小结

“空调冷媒控制器节能技术”应用流体力学原理 (重力, 速度, 漩涡和制冷剂紊流) , 同时结合热力学, 通过特殊的结构产生高速稳定的湍流, 减少管壁边界层和闪蒸汽, 使换热面积和换热效率增加, 压缩机出口压力降低。可以提高空调制冷机组制冷效率 (COP值) , 降低压缩机消耗, 提高制冷量并最终提高机组能效的作用。

参考文献

[1]中国电信电源、空调维护规程 (试行) , 2005年3月

如何加强建筑节能的质量控制 篇11

摘要：针对能源的日渐匮乏，建筑节能已经成为近年来建筑工程的热点问题，从三个方面对建筑节能的质量控制进行了阐述，从而为工程管理者提供参考。

关键词：质量管理 进场材料 工序质量

0 引言

可持续发展是当今世界的主题。中国作为人口众多的发展中国家，资源相对短缺，生态环境形势严峻，又处于全国范围的城镇化大建设时期，因此，积极发展建筑节能技术，成为我国建设成创新型国家的优先发展主题。所谓建筑节能，是指民用建筑在规划、设计、建造和使用过程中，通过采用新型的节能电力电气设备以及新型的墙体材料，严格执行建筑节能标准，加强建筑物耗能设备的运行管理，合理设计建筑围护结构的热工性能，提高采暖、制冷、照明、通风、给排水和通道等电力电气设备的运行效率，以及利用可再生能源，在保证建筑物使用功能和室内环境质量的前提下，降低建筑能源消耗，合理、有效的利用能源的活动。我省目前处于建设鼎盛期，而在已建成的建筑中95%以上是高耗能建筑。因此，实施建筑节能对节约资源、降低能耗、保护环境、改善居住条件，促进我省经济可持续发展意义重大。然而随着我省城市化进程的加快，居高不下的建设规模，如果新建房屋不按节能标准建造，必将造成新的更大的浪费。笔者认为应从以下几个方面强化建筑节能的质量控制。

1 提高建筑节能的质量管理意识

建筑节能是一项复杂的系统工程，涉及规划、设计、施工、使用、维护和运行管理等方方面面，影响因素复杂，单独强调某一个方面，都难以综合实现建筑节能目标。近年来，一些市、县政府及主管部门未将建筑节能作为一项重要工作来抓，宣传、推广力度不够。大多数建设单位、监理单位、施工单位对建筑节能施工的质量控制意识不强。有的开发商急功近利，只考虑眼前利益，不愿采用新型节能产品、新技术，于是一些新的建筑节能科技成果只能束之高阁，应用较少。有的施工单位认为外墙外保温等涉及到节能方面的工程施工，一般情况下不会影响到工程的结构安全、不会造成重大质量事故，不会在社会上产生恶劣影响，所以很多施工人员操作不按规程、甚至偷工减料，造成大量的工程达不到预期的节能效果。因此提高建筑节能工程的一系列质量控制链显得尤为必要。

2 加强进场材料的检查力度

建筑节能材料涉及保温材料、粘结材料、增强网、玻璃、隔热型材、门窗等多种材料，施工单位应及时对这些材料进行检查验收并将相关资料报监理单位验收。监理单位应依照节能技术标准、节能设计文件建设工程承包合同及监理合同，对节能材料的外观质量和产品质保资料进行认真检查，应重点检查产品的规格型号、生产日期、生产批次及合格证等。对重要建筑节能材料实行在施工现场抽样复验，复验应为见证取样送检。见证取样最大限度地代表试样的质量状况和取样的真实，从而保证工程质量检测工作的科学性、公正性和准确性。根据《建筑节能工程施工质量验收规范》规定，以下材料复验项目必须采用相应的标准与设备。(见表一)

3 严格控制施工质量

任何一个工程项目都是由若干分项、分部工程所组成，要确保整个工程节能项目的质量，达到整体优化的目的，就必须全面控制施工过程，使每一个分项、分部工程都符合质量标准。要确保工程质量就必须重点控制工序质量。对每一道工序都必须进行严格检查，当上一道工序质量不符合要求时，决不允许进入下一道工序施工。每道工序完成后除了自检、专职质量检查员检查外，还必须强调工序交接检查。使各工序间和各相关专业工程之间形成一个有机的整体，从而保证节能工程的合格控制。对已完工的工程进行实体检验，是验证工程质量的有效手段。虽然施工过程中已采取了多种质量控制手段，进行了分层次的验收，但是其节能效果到底如何仍难确认。因此采取某种简便合理的方法对已完工程的节能效果抽取少量试样进行验证，就成为一种必要而且行之有效的手段。

分项工程质量等级是分部工程、单位工程质量等级评定的基础，分项工程质量等级评定正确与否，又直接影响分部工程和单位工程质量等级评定的真实性和可靠性。在进行分项工程质量检验评定时，一定要坚持质量标准，严格检查，依据数据，尊重事实。建筑节能工程是一个分部工程，节能验收具有“一票否决权”。任何单位工程的竣工验收应在建筑节能分部工程验收合格后方可进行。

4 结束语

建筑节能正处于推广和应用阶段，材料的质量控制及施工工艺是把好工程质量的关键。设计单位必须按照工程建设强制性标准进行合理工设计，施工企业应加强材料的施工前检验及施工工艺的合理设计，监理企业应对建筑节能施工方案进行认真审核，并对施工过程中的各道工序进行督促检查。

参考文献：

隧道照明节能与控制 篇12

1 目前隧道照明存在的问题

现在隧道照明控制模式设计, 在实际营运中电源浪费十分严重。

1) 现有隧道照明控制营运中节能与安全的矛盾。

营运者为了节省电费, 往往都不采用自动控制, 因为现有的自动控制没有涉及天气和车流量等实时变化因素。实际上部分营运者采用人工控制方式工作, 在规定的时间人工开关隧道灯。

部分营运者考虑白天电能浪费严重, 有的只开全日灯。这种灯控制方式表面上有一定的节能效果, 但其实当洞外亮度小于1 500 cd/m2时, 只要确保隧道内路面亮度总均匀度U。亮度纵向均匀度U, 以及各段亮度达到相应要求, 符合行车视觉要求, 取其照度最小值即可, 并非一定要达到开全日灯时的亮度。

其次, 存在一个洞口亮度不够的安全隐患问题。由于一天中洞外亮度变化很大, 按照司机行车从进入到离开隧道全过程的视觉适应要求, 当洞外亮度较大时, 入洞口亮度应和洞外亮度及洞内亮度有较好的交替, 要考虑入口端洞口排出的大量废气可能降低亮度对比度和照明效果, 所以期间要保持洞口足够的亮度, 否则在车子进入洞口的瞬间, 司机眼前感觉一片黑暗, 产生“黑洞效应”, 如果前方有障碍车或行驶较慢的车辆, 可能诱发连环撞车事故。同样, 当隧道出口洞外亮度很高时, 隧道内离隧道出口一段距离的亮度不能过低, 以防止大型车辆后紧跟有小车, 小车难以被发现、视认的情况发生。因此, 隧道内照明的节能不是简单地开关某些灯具, 而是要求建立在行车安全基础上的最大节能。

2) 现有隧道照明控制营运中节能与隧道监控的矛盾。

隧道监控是隧道管理的重要组成部分, 目前隧道照明与监控之间产生的矛盾主要在夜间。部分营运者为了省电, 夜幕降临时关闭隧道内所有的灯, 由于目前国内隧道普遍采用非红外线摄像头, 隧道内部一片漆黑, 使得无法发挥有效监控, 夜间直接造成从摄像头到监视器之间大量设备电能的浪费。这种间断的监控也不符合重要隧道内所需的监控要求。夜间, 在有人进入隧道或发生偷盗、破坏等现象时, 很难被及时发现, 在车辆发生故障或发生交通事故时, 不但监控不到, 而且在处理时不能提供必要照明。在设计中应考虑在隧道发生紧急情况时, 隧道内灯具能够根据需要自动控制照明亮度。如隧道内发生火灾或拥挤堵塞时, 为帮助隧道及时排除危险, 系统自动将全部灯点亮, 系统的手动控制应能够在多处实现, 如监控中心、隧道管理房或隧道内的其他位置等。从安全、监控、节能及所能提供便利等方面综合考虑, 夜间隧道内提供适当的照明是必要的。

2 隧道照明节能的方法

2.1 隧道照明灯具的节能

目前隧道照明灯具多采用高效灯具, 如电子式高压钠灯、电子式低压钠灯、莹光灯和无极灯, 主要技术指标见表1。

表1中参数显示紧凑型荧光灯光效较低, 但是显色性最好, 平均寿命太短;高压钠灯光效中等, 但是显色性根据色温不同而不同, 平均寿命中等;低压钠灯光效最高, 但是显色性最差, 平均寿命中等;高频无极灯光效较低, 但是显色性最好, 平均寿命最长;在隧道照明系统的设计中, 通常入口段和出口段灯具的密度和照度最大, 中间段最小, 中间段灯具的布设长度一般最长, 各段灯具的布设长度应根据隧道实际长度和实际要求合理选择。

2.2 控制方式的节能

根据国家《公路隧道设计规范》的设计要求, 隧道照明的设计应考虑车流量和车速的因素, 所以影响隧道内灯具照度的设计主要有车速, 车流量和洞外亮度3个因素。

当平均车速较大时, 应按要求适当增加入口段和过渡段照明的长度和照度, 中间段、出口段的照度也应相应增加, 反之相应减少。有关研究机构曾做过现场实测, 在车辆通过隧道洞口前后, 会很自然的降速, 通过隧道时, 车速普遍下降30%左右, 因此在考虑车速对隧道内各段照明的长度和亮度的影响时, 应注意考虑这一点。当交通量大增时, 入口段、过渡段、中间段、出口段的照度应相应增加, 此时路面均匀度U0和纵向均匀度U1也相应增加, 反之相应减小。影响洞内亮度设计的另一主要因素是洞外亮度, 洞外亮度除了和洞口所处的位置有关外, 白天主要由天气状况决定。晴天、多云、阴天、重阴的天气对洞内入口段、过渡段、出口段亮度的调节均产生较大的影响, 洞外亮度增加, 隧道内各段灯具的照度也相应增大, 反之相应减小。雨天或是大风的天气, 不但影响洞外亮度, 还影响车速, 而车速又直接影响隧道内各段照明的长度和照度。

在整个隧道照明的设计规划中, 就应该考虑节能问题。如入口段照明通常由基本照明和加强照明两部分组成, 前者的灯具布置同中间段照明相类似, 后者的加强照明采用功率较大的灯具。由于洞外日光的投射进入, 可利用作为入口段加强照明的部分, 参照设计规范, 可将离洞口10 m以内的加强照明予以省略。在单向交通隧道中, 出口段照明的设计, 其长度可与入口段有所不同, 据相关资料证实, 出口段长度取60 m是合适的, 可省去几十米入口段高密度布置的灯具, 由中间段布置较为稀疏的灯具取代。出口段亮度也可有别于入口段, 其亮度取中间段亮度的5倍即可。在长隧道中, 由于有充分的适应 (过渡) 时间, 所以中间段亮度可适当降低。

为了提高司机行车安全系数, 在设计较长隧道的照明时, 过渡段应设计为TR1, TR2, TR3三个照明段, 其亮度与长度的划分可采用CIE适应曲线作为依据。

由于隧道长度超过100 m就要设置照明, 当隧道里安装灯具时, 它的长度通常是几百米, 几千米, 如果隧道交通是单向, 灯具安装总长度可能达到几公里甚至更长, 如按照全年最大照度设计, 单从洞外亮度这一指标分析, 只要天气不是晴天, 洞内亮度就是多余的, 长时间势必造成电能的极大浪费。所以, 要把隧道内各段照明的长度和照度设计成能够根据实际要求 (如洞外亮度等) 不断调整变化, 动态的实现对隧道内各段灯具照明的自动控制。在长度小于1 000 m的隧道, 设计时应实现对各段灯具照度的自动控制, 在隧道长度超过1 000 m, 设计时应实现对各段的照明长度和照度的全面动态控制, 才能从根本上杜绝隧道照明能源的浪费, 并提高行车安全系数。

如果要使隧道照明节能最大化, 必须对照明控制方式进行革新, 可以采用分布式单灯网络控制, 通过采集环境参数 (环境参数包括车流量、隧道内外光照强度等) , 根据《公路隧道通风照明设计规范》要求对隧道照明灯具输出的光照强度进行计算, 计算结果通过计算机网络传递到每个需要控制的照明灯具, 通过不断采集环境参数不断调整每个需要控制的照明灯具的输出光照强度, 从而达到既满足隧道照明的基本要求, 又达到节能最大化的目的。

参考文献