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1、,湖南省高等学校2005年科学研究课题结题汇报,Hunan Railway Professional Technology College,湖南铁道职业技术学院 唐亚平,教室电源智能型节能中央控制系统开发,课题主持人：唐亚平 课题组成员：彭 涛陈承欢唐建国贾崇田首 珩钟振龙,课题组成员,教室电源智能型节能中央控制系统开发,一、课题背景及意义,1. 课题背景,国家“十一五”规划提出了节能降耗和污染减排目标 高等院校教学场所照明用电浪费现象严重。 以8000人（2000个班级）高校，教室大约160间。每周供电约=160*12*5=9600小时，（每天供电12小时）实际需要约=200*24*0.75
2、*0.8=2880小时（每班每周24节课，45分钟/节课，合班上课比例为80%）每周无效照明时间=2100小时按此推算： 每一年无效照时时间=28800小时，年浪费电费约30.5万元。,一、课题背景及意义,2. 课题意义,该课题可归属于数字校园建设的一个子系统，但当前的数字校园系统基本上没有考虑这个问题。 通过信息共享和多种控制技术结合来智能化地实现对供电控制，从而节省能源。 从技术上保证教室用电从粗犷型向节约型转变，为高校节省大量的日常电费支出。 为社会节省能源消耗，创建节能型、绿色环保校园。,二、课题研究的目标及解决的问题,课题研究目标本项目研究的目标是开发一套智能型教室电源节能控制系统，
3、其功能可描述如下。,对每一间教室（包括普通教室、多媒体教室、实验室）的电源进行控制。 每一间教室的供电时间单元为节次，系统自动判断教室是否在实际使用，只有当该教室在该节次有学生上课时，并且由光感应传感器确定光线较暗需要送电，教室电源才供电，其余时间教室电源断开。 系统是依据学校的课务管理系统来计算在某一节次每间教室是否在使用。,2. 课题研究内容,研究分析教室电源智能型节能中央控制系统的控制要求和特点，分析控制系统的根本要求。 研究教室电源智能型节能中央控制系统的控制方案，系统结构和数据共享和交换技术研究，完成系统集成方案设计。 根据控制系统方案，设计出基于PLC与工控机的上下位机硬件系统。
4、使用组态王组态控制软件，对控制系统进行系统组态，完成PLC组态，PLC与工控机通信设计组态和监控系统组态设计，控制系统与教务管理系统数据交换，可编程控制器的选择与编程。 将系统应用于实际中，对系统的运行情况进行测试，验证系统的控制功能和控制性能，对系统进行评估。,二、课题研究的目标及解决的问题,3. 拟解决的关键问题,控制系统与教务管理系统数据交换技术研究，从教务管理系统中提取所需要的控制信息。 控制系统的系统结构设计，系统集成。 组态控制、自动化控制、数据库信息技术、光电控制等多种控制技术综合应用问题。,二、课题研究的目标及解决的问题,三、课题研究过程与具体内容,1. 硬件系统设计,教务管理
5、系统,数据获取处理子系统,系统组态监控系统,PLC控制子系统,控制输出,控制系统组成,三、课题研究过程与具体内容,1. 硬件系统设计,教务系统服务器,工控机（PC机）,PLC FX2-32MR,固态 继电器,光照控制电路,硬件系统,固态 继电器,固态 继电器,硬件选型,三、课题研究过程与具体内容,2. 系统组态,三、课题研究过程与具体内容,控制系统数据获取方法,方法一：使用组态软件SQL（数据库）接口，直接访问教务系统课表数据库。优点：可以基于网络实现实时数据共享，及时方便。难点：需要教务系统开发商的支持，提供数据库结构。 方法二：使用转换工具，将课本数据表转换成所需要的控制数据库。优点：不需
6、要分析教务系统数据库结构，通用性好。不足：不能实现网络访问，课表更新后需要手动刷新数据库。,2. 系统组态,三、课题研究过程与具体内容,PLC组态,联机控制：PLC接收从上位机（PC机）送来的控制信号，驱动固态继电器，自动控制各教室电源供给。 脱机手动控制：当上位机出现故障或异常时，PLC切换到手动控制状态，可以通过PLC输入控制开关，控制各路电源供给。 PLC状态监控：无论是联机还是脱机控制，PLC控制输出的结果后反馈到上位机的监控界面显示。,PC机,FX2 PLC,固态继电器,2. 系统组态,三、课题研究过程与具体内容,组态王组态,组态王：北京亚控科技发展有限公司开发的工业控制软件。 通讯
7、组态：与PLC的通讯组态、与控制数据库的SQL访问连接。 画面组态：根据需要设计控制界面，监控画面和互动输出设置。 命令语言：通过命令语言，实现数据库的读写，星期计算，控制数据处理等复杂操作和计算。,三、课题研究过程与具体内容,3. 系统实现,应用系统组成,系统的监控功能与操作界面,控制系统主要功能,三、课题研究过程与具体内容,系统操作界面,三、课题研究过程与具体内容,四、课题研究结论与展望,1. 主要研究成果,基于组态控制软件组态王6.5为开发平台和工具，开发了一套智能型教室电源节能控制系统 ； 将数据库共享技术，组态控制技术，电子新技术结合，实现了教室电源的自动、智能控制 。 开发并完成可
8、实际应用的试验型教室电源智能型节能控制系统 。 课题成员在正式刊物上发表与本课题研究有关的论文8篇，其中核心刊物5篇，培养了工程硕士2名。,四、课题研究结论与展望,2. 创新之处,实现智能控制供电，做到电力的按需供应，最大限度地减少电力浪费。 实现了教室电源供应与教学课务安排的数据共享，是自动控制技术在教学管理与节能技术上的新的应用。 将组态控制技术、自动控制PLC技术、信息技术（数据库共享与数据交换技术）、电子技术（光控与红外控制）有机结合。,四、课题研究结论与展望,3. 展望,通过试验型系统的应用与测试，系统功能达到了预期的效果。 在控制信息数据的获取和共享上还有待进一步完善。 组态控制系统的人机控制功能和界面可以进一步改善，系统的功能还可以在现有基础上进一步提高和完善。,四、课题研究结论与展望,The End,2007年7月,祝各位老师、专家工作顺利！ 身体健康！万事如意！ Thanks for your attention！,
