科技创新
2012年2月（上）
科技创新与应用
校园路灯的PLC 控制系统设计
吴锦传
（广东轻工职业技术学院，广东广州510300）
摘
要：基于PLC 控制的学校路灯控制系统在灯具节能上把握了节能的新方向，采用分时分段控制，克服了隔灯点亮的光照不均
匀、灯具寿命缩短、不能点亮灯和电能的浪费等问题。该系统采用三菱FX2N-32MRPLC 可编程控制器作为主控单元，三菱
F940GOT 触摸屏作为控制系统操作和显示终端的作用进行结合应用。具有运行可靠、可操作性强、可连续扩展、节能效果明显、成
适用于有不同时差的地区，是路灯节能的发展趋势。本和维护费用低等优点，
可通过
PLC 编程来改变控制方案，
关键词：PLC ；校路灯控制；触摸屏；PLC 编程1引言目前，能源节约和环保问题倍受人们关注。飞速发展的经济对能源的要求相当迫切，中国面临能源问题也更为突出，我们学校也
随着我们新校区的落成，规模不断壮大，更要科学合随之重视起来。
理的制定路灯控制方案，显得越来越重要。
研究校园路灯控制技术的目的:路灯照明时刻要合理和可靠，
亮灯的时使其自动化，智能化，可靠地保证路灯在合理的时刻亮灯。
刻不仅要根据光线的亮度、实际车流量和人流量设计具体路段的路灯控制方案，还要根据具体流量统计，及时进行方案的调整及优化。
本课题《校园路灯的PLC 控制系统设计》由三菱FX2N-32MR －PLC 可编程控制器作为主控单元和三菱F940GOT 触摸屏作为控制系统操作进行相结合构成。采用光电传感器对照度进行检测。当照度低于一定值时，控制路灯开启；当照度高于一定值时，控制路灯关闭。控制时间段的合理化，行人的安全性和人车流量，路灯的寿命等等进行设计。
2学校路灯的主要问题
2.1校园路灯现在采用控制方法以分散时控方式为主，即在路灯配电箱中安装定时器，按预定的时间自行开/关灯；而有些路段灯开关通常是人工手动控制方法。现行的方法既不能及时调整开/关
维灯的时间，更无法及时反映照明设施的运行情况，并且故障率高、
修困难。
2.2开关灯的地区不合理，有些地方到了晚上根本就不需要照明了，路灯还依然亮着，有些地方需要照明的，偏偏就不亮。
2.3开关时间控制随意，过早就浪费电能，过迟就影响行车行人。
2.4路灯的基本上是同一时间打开，影响电网的稳定。2.5控制方式简单，浪费资源，系统对电能的消耗过大：灯具烧坏频繁，维护不方便。
3路灯的控制设计
3.1光电传感器检验电路
为了让路灯能在白天自动关闭和晚上自动开启，需有一个亮度检测装置。如图1为路灯的亮度检测电
亮度检测电路是由四个路。如图1，
电阻构成一个电桥，Re 光敏电阻，KM 为继电器，电源电压为12V 。检验
R2=R3时灵灵敏度由R2/R3决定，
敏度最高，即为电桥的最高灵敏度。
图3控制电路连接图当有光照在光敏电阻Re 上时，Re 的
电阻值为100K Ω,R1=50mΩ，R2=R3=1.2m Ω。当光线较强时，Uab ≈5V ，继电器KM 动作，路灯断电停止工作。当光线较暗时，a 、b 之间的电压为0V ，继电器KM 不会动作，路灯开始工作，点亮。
3.2控制要求
A1、A2、A3、根据我校具体的情况，可以将学校路灯分为16段：
A4、B1、B2、B3、B4、C1、C2、D1、D2、E1、E2、F 、Z 段。主路段大道分为四段：A1、A2、A3、A4；生步行上下课路段：B1、B2、B3、B4；宿舍区路段：C1、C2；山区路段：D1、D2；文化长廊路段：E1、E2；学校广场：F ；其他：G ；路灯的控制路段根据各区域不同和季节的变化进行更改，以下是控制要求：相对应的区域时间输出如图2。
3. 3控制电路设计
控制方式分为手动(机械) 和自、手动(PLC)三种方式，可以随意切换，操作灵活方便。下面图是控制电路连接图3。
3.4PLC 编程控制方式。（1）I/O分配图
输入点分配表
输出分配表
图1亮度检测电路
（2）PLC 程序设计梯形图为了节省PLC 的输入点，在程序的设计中，利用到DECO 译码指令，如图4。程序还利用了时间比较，让路灯按照时间的设定点亮，如图5。
图2相对应时间段路灯的输出
注：1. 图中“1
”
表示接通，“0”表示关闭；2. 第三天后的程序就按第一天的程序执行如此交替循环控制。
如图4
-
3
-
科技创新与应用
2012年2月（上）
科技创新
下运带式输送机驱动布置问题探讨
王玉芳
郭明敏
（北方重工集团输送设备分公司，辽宁沈阳110141）
摘
要：分析下运带式输送机的运行原理，叙述驱动装置的布置位置在实际应用中的重要性，并对两种常用的驱动布置形式进行
比较。
关键词：下运带式输送机；尾部驱动；头部驱动
相对于上运带式输送机来说，下运带式输送机运行阻力小，当
向下运输倾角较大，输送机靠物料和胶带自重的分力运行时，此时驱动功率为负功率，电动机处于发电运行状态，电动机产生的力矩为制动力矩，阻碍胶带的运行，当制动力矩与负载的下滑力矩在某个值实现平衡时，电动机随输送带以高于同步转速的某一速度运行。系统的机械能被转化为电能反馈到电网。
1驱动装置布置位置
对于连续运输机械来说，应该合理选择驱动装置的布置位置，使牵引机构最大张力最小。其目的是使牵引机构的尺寸、重量和价格减小，胶带强度降低，运行阻力和能量消耗降低，牵引机构和改向装置磨损降低，从而降低成本实现经济效益的最大化。如果从这个角度考虑，当F （）F（回程段阻力），即（F C +Fh ）C 承载段阻力h
1.1驱动装置布置在输送机的头部（即通常指的卸料端），如图1所示，T 4=Tmin ，T 3=Tmax =Tmin +F（T 3为4点、3点张力）。由于C 其中T 4、最小张力点相遇在传动滚筒的4点处，在满载停车，对传动滚筒制动时，最小张力T 4甚至为零或惯性作用下为负值，此时胶带可能脱离开滚筒，胶带为弹性体，回程胶带来不及收缩，引起胶带在4点处堆积，这种现象就是我们所说的“叠带”。另外一种可能就是由于松
边张力T 4过小，胶带将在传动滚筒上打滑。此时，即使传动滚筒在
制动装置的作用下停止转动，胶带仍不能停止运行，直到物料全部卸完或阻力大于负载分力，胶带机才能慢慢停下来，造成危险。
1.2驱动装置布置在输送机的尾部（即通常指的受料端），如图2所示，T 2'=Tmin ，T 1'=Tmax =Tmin +F（T 1' 为2' 点、1' 点张力）。C 其中T 2' 、
可见在此种状态下，无论何时传动滚筒处都保持较大的张力，胶带永远贴紧传动滚筒，只要能可靠制动传动滚筒，靠胶带与传动滚筒的磨擦力就能在较短的时间内停下来。因此笔者认为，下运带式输送机驱动装置最好布置在机尾，这是解决下运带式输送机平稳运行及可靠制动的前提条件。
2结论
正常运转处于发电状态下的下运带式输送机无论从胶带张力还是可靠制动考虑，都应采取输送机尾部驱动方式。
参考文献
[1]机械工业部北京起重运输机械研究所.DT Ⅱ固定式带式输送机设计选用手册. 北京：冶金工业出版社，1994
煤炭工业出版[2]孙可文. 带式输送机的传动理论与设计计算. 北京：
社，1991
[3]R.M．克里斯坦森. 粘弹性力学引论. 北京：科学出版社，1990[4]杨复兴编译. 胶带输送机结构、原理与计算. 北京：煤炭工业出版社，
1990
制作软件为平台，开发控制系统的程序。该控制系统监控软件采用三菱F940GOT 触摸屏，将用于现场控制的三菱PLC 控制系统和监控系统连接起来。其次，从变量定义和I/O设备的管理入手，利用F940GOT 多样化的绘图工具、强大的脚本语言处理能力和丰富的命令语言函数开发主监控界面，子监控界面处分利用GX-Developer 软件提供的内部软件，让操作人员选择自动或者手动运行。对于手动状态也减少了PLC 的输入点，从而降低成本，又增加了可操作性。该系统的分为四个监控画面，如图6所示。
4结束语
本课题路灯控制系统设计原理新颖，硬件简单，有很好的节电效果。实验证明，该系统不仅有很好的节能效率，而且具有延长灯泡寿命的功能。由于该系统采用了三菱FX2NPLC 控制，具有可靠性高、抗干扰能力强；编程简单、使用方便；功能完善、通用性强；设计安装简单、维护方便；体积小、质量轻、能耗低等优点。并具有高的性价比，通过编程改变控制方案，可适用于不同时差的地区。还可以根据实际情况变更和扩展，提高其灵活性和适应性，有利于应用和推广，这也是路灯节能控制的发展趋势。
参考文献
如图5
图6触摸屏控制画面
3.5触摸屏监控软件
在控制系统中，触摸屏采用通过计算机的GX-Developer 画面
[1]梁耀光，等. 电工新技术教程. 北京：中国劳动社会保障出版社，2007
[2]三菱公司. FX2N 系列微型可编程序控制器使用手册. 1999
[3]F940GOT-SED -E/LWD-E Hardware Manual,Manual number:JY992D77901,Manual Revision:D,Date:February2000
[4]广东省职业技能鉴定指导中心组编. 电工新技术教程实训指导.
作者简介：吴锦传
（
1981，7，1-) ，男，本科，电工电子技术方向，维修电工高级技师，助理实验师。
-
科技创新
2012年2月（上）
科技创新与应用
校园路灯的PLC 控制系统设计
吴锦传
（广东轻工职业技术学院，广东广州510300）
摘
要：基于PLC 控制的学校路灯控制系统在灯具节能上把握了节能的新方向，采用分时分段控制，克服了隔灯点亮的光照不均
匀、灯具寿命缩短、不能点亮灯和电能的浪费等问题。该系统采用三菱FX2N-32MRPLC 可编程控制器作为主控单元，三菱
F940GOT 触摸屏作为控制系统操作和显示终端的作用进行结合应用。具有运行可靠、可操作性强、可连续扩展、节能效果明显、成
适用于有不同时差的地区，是路灯节能的发展趋势。本和维护费用低等优点，
可通过
PLC 编程来改变控制方案，
关键词：PLC ；校路灯控制；触摸屏；PLC 编程1引言目前，能源节约和环保问题倍受人们关注。飞速发展的经济对能源的要求相当迫切，中国面临能源问题也更为突出，我们学校也
随着我们新校区的落成，规模不断壮大，更要科学合随之重视起来。
理的制定路灯控制方案，显得越来越重要。
研究校园路灯控制技术的目的:路灯照明时刻要合理和可靠，
亮灯的时使其自动化，智能化，可靠地保证路灯在合理的时刻亮灯。
刻不仅要根据光线的亮度、实际车流量和人流量设计具体路段的路灯控制方案，还要根据具体流量统计，及时进行方案的调整及优化。
本课题《校园路灯的PLC 控制系统设计》由三菱FX2N-32MR －PLC 可编程控制器作为主控单元和三菱F940GOT 触摸屏作为控制系统操作进行相结合构成。采用光电传感器对照度进行检测。当照度低于一定值时，控制路灯开启；当照度高于一定值时，控制路灯关闭。控制时间段的合理化，行人的安全性和人车流量，路灯的寿命等等进行设计。
2学校路灯的主要问题
2.1校园路灯现在采用控制方法以分散时控方式为主，即在路灯配电箱中安装定时器，按预定的时间自行开/关灯；而有些路段灯开关通常是人工手动控制方法。现行的方法既不能及时调整开/关
维灯的时间，更无法及时反映照明设施的运行情况，并且故障率高、
修困难。
2.2开关灯的地区不合理，有些地方到了晚上根本就不需要照明了，路灯还依然亮着，有些地方需要照明的，偏偏就不亮。
2.3开关时间控制随意，过早就浪费电能，过迟就影响行车行人。
2.4路灯的基本上是同一时间打开，影响电网的稳定。2.5控制方式简单，浪费资源，系统对电能的消耗过大：灯具烧坏频繁，维护不方便。
3路灯的控制设计
3.1光电传感器检验电路
为了让路灯能在白天自动关闭和晚上自动开启，需有一个亮度检测装置。如图1为路灯的亮度检测电
亮度检测电路是由四个路。如图1，
电阻构成一个电桥，Re 光敏电阻，KM 为继电器，电源电压为12V 。检验
R2=R3时灵灵敏度由R2/R3决定，
敏度最高，即为电桥的最高灵敏度。
图3控制电路连接图当有光照在光敏电阻Re 上时，Re 的
电阻值为100K Ω,R1=50mΩ，R2=R3=1.2m Ω。当光线较强时，Uab ≈5V ，继电器KM 动作，路灯断电停止工作。当光线较暗时，a 、b 之间的电压为0V ，继电器KM 不会动作，路灯开始工作，点亮。
3.2控制要求
A1、A2、A3、根据我校具体的情况，可以将学校路灯分为16段：
A4、B1、B2、B3、B4、C1、C2、D1、D2、E1、E2、F 、Z 段。主路段大道分为四段：A1、A2、A3、A4；生步行上下课路段：B1、B2、B3、B4；宿舍区路段：C1、C2；山区路段：D1、D2；文化长廊路段：E1、E2；学校广场：F ；其他：G ；路灯的控制路段根据各区域不同和季节的变化进行更改，以下是控制要求：相对应的区域时间输出如图2。
3. 3控制电路设计
控制方式分为手动(机械) 和自、手动(PLC)三种方式，可以随意切换，操作灵活方便。下面图是控制电路连接图3。
3.4PLC 编程控制方式。（1）I/O分配图
输入点分配表
输出分配表
图1亮度检测电路
（2）PLC 程序设计梯形图为了节省PLC 的输入点，在程序的设计中，利用到DECO 译码指令，如图4。程序还利用了时间比较，让路灯按照时间的设定点亮，如图5。
图2相对应时间段路灯的输出
注：1. 图中“1
”
表示接通，“0”表示关闭；2. 第三天后的程序就按第一天的程序执行如此交替循环控制。
如图4
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3
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科技创新与应用
2012年2月（上）
科技创新
下运带式输送机驱动布置问题探讨
王玉芳
郭明敏
（北方重工集团输送设备分公司，辽宁沈阳110141）
摘
要：分析下运带式输送机的运行原理，叙述驱动装置的布置位置在实际应用中的重要性，并对两种常用的驱动布置形式进行
比较。
关键词：下运带式输送机；尾部驱动；头部驱动
相对于上运带式输送机来说，下运带式输送机运行阻力小，当
向下运输倾角较大，输送机靠物料和胶带自重的分力运行时，此时驱动功率为负功率，电动机处于发电运行状态，电动机产生的力矩为制动力矩，阻碍胶带的运行，当制动力矩与负载的下滑力矩在某个值实现平衡时，电动机随输送带以高于同步转速的某一速度运行。系统的机械能被转化为电能反馈到电网。
1驱动装置布置位置
对于连续运输机械来说，应该合理选择驱动装置的布置位置，使牵引机构最大张力最小。其目的是使牵引机构的尺寸、重量和价格减小，胶带强度降低，运行阻力和能量消耗降低，牵引机构和改向装置磨损降低，从而降低成本实现经济效益的最大化。如果从这个角度考虑，当F （）F（回程段阻力），即（F C +Fh ）C 承载段阻力h
1.1驱动装置布置在输送机的头部（即通常指的卸料端），如图1所示，T 4=Tmin ，T 3=Tmax =Tmin +F（T 3为4点、3点张力）。由于C 其中T 4、最小张力点相遇在传动滚筒的4点处，在满载停车，对传动滚筒制动时，最小张力T 4甚至为零或惯性作用下为负值，此时胶带可能脱离开滚筒，胶带为弹性体，回程胶带来不及收缩，引起胶带在4点处堆积，这种现象就是我们所说的“叠带”。另外一种可能就是由于松
边张力T 4过小，胶带将在传动滚筒上打滑。此时，即使传动滚筒在
制动装置的作用下停止转动，胶带仍不能停止运行，直到物料全部卸完或阻力大于负载分力，胶带机才能慢慢停下来，造成危险。
1.2驱动装置布置在输送机的尾部（即通常指的受料端），如图2所示，T 2'=Tmin ，T 1'=Tmax =Tmin +F（T 1' 为2' 点、1' 点张力）。C 其中T 2' 、
可见在此种状态下，无论何时传动滚筒处都保持较大的张力，胶带永远贴紧传动滚筒，只要能可靠制动传动滚筒，靠胶带与传动滚筒的磨擦力就能在较短的时间内停下来。因此笔者认为，下运带式输送机驱动装置最好布置在机尾，这是解决下运带式输送机平稳运行及可靠制动的前提条件。
2结论
正常运转处于发电状态下的下运带式输送机无论从胶带张力还是可靠制动考虑，都应采取输送机尾部驱动方式。
参考文献
[1]机械工业部北京起重运输机械研究所.DT Ⅱ固定式带式输送机设计选用手册. 北京：冶金工业出版社，1994
煤炭工业出版[2]孙可文. 带式输送机的传动理论与设计计算. 北京：
社，1991
[3]R.M．克里斯坦森. 粘弹性力学引论. 北京：科学出版社，1990[4]杨复兴编译. 胶带输送机结构、原理与计算. 北京：煤炭工业出版社，
1990
制作软件为平台，开发控制系统的程序。该控制系统监控软件采用三菱F940GOT 触摸屏，将用于现场控制的三菱PLC 控制系统和监控系统连接起来。其次，从变量定义和I/O设备的管理入手，利用F940GOT 多样化的绘图工具、强大的脚本语言处理能力和丰富的命令语言函数开发主监控界面，子监控界面处分利用GX-Developer 软件提供的内部软件，让操作人员选择自动或者手动运行。对于手动状态也减少了PLC 的输入点，从而降低成本，又增加了可操作性。该系统的分为四个监控画面，如图6所示。
4结束语
本课题路灯控制系统设计原理新颖，硬件简单，有很好的节电效果。实验证明，该系统不仅有很好的节能效率，而且具有延长灯泡寿命的功能。由于该系统采用了三菱FX2NPLC 控制，具有可靠性高、抗干扰能力强；编程简单、使用方便；功能完善、通用性强；设计安装简单、维护方便；体积小、质量轻、能耗低等优点。并具有高的性价比，通过编程改变控制方案，可适用于不同时差的地区。还可以根据实际情况变更和扩展，提高其灵活性和适应性，有利于应用和推广，这也是路灯节能控制的发展趋势。
参考文献
如图5
图6触摸屏控制画面
3.5触摸屏监控软件
在控制系统中，触摸屏采用通过计算机的GX-Developer 画面
[1]梁耀光，等. 电工新技术教程. 北京：中国劳动社会保障出版社，2007
[2]三菱公司. FX2N 系列微型可编程序控制器使用手册. 1999
[3]F940GOT-SED -E/LWD-E Hardware Manual,Manual number:JY992D77901,Manual Revision:D,Date:February2000
[4]广东省职业技能鉴定指导中心组编. 电工新技术教程实训指导.
作者简介：吴锦传
（
1981，7，1-) ，男，本科，电工电子技术方向，维修电工高级技师，助理实验师。
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