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1、 特殊需求的智能集成两用灯具控制系统设计 闫志颖 徐艺桐 李文荐摘要：本文基于工厂车间的灯具使用需求出发，对智能集成两用灯具的控制系统进行了相应的设计。关键词：智能集成两用灯具;车间;控制系统：G4：A：（2020）-13-313一、序言伴随着当前政策和经济等多方面需求的变化，传统的灯具越来越不能适应当前的生产生活的相关需求，所以针对灯具进行智能化、多样化的改造已经成为了当前的趋势。但是现有的智能集成两用灯具对特殊需求的适应能力普遍不高，一旦需要紧急调整使用方案就很容易发生无法满足的情况，非常影响实际过程的灯具效率。所以本文基于灯具多功能需求和智能集成系统设计与相关理论，对特殊需求的智能集成两
2、用灯具控制系统进行设计和优化，帮助智能集成两用灯具进一步满足复杂的使用需求，希望能够为相关系统设计提供借鉴。二、系统方案设计1.灯具用途本次设计的智能集成两用灯具主要的用途是用于照明和应急效果，依照所使用的目的不同来进行编辑。本次选择的是工厂车间的灯光效果，基于智能集成两用灯具的实际功能，本次研究的对象是某汽车公司的A工厂，该工厂与2000年正式运行，能够实现8车型45JPH节拍的生产要求。每条生产线拥有涂装车间、焊装车间、装配车间、总装车间和车体分配中心等区域，本次研究主要集中在某生产线的装配车间。该车间占地面积6510平方米，有多台专业设备，如车铣中心、数控加工中心等，同时配有专业辅助设备
3、。基于实际需求，工厂决定在AGV合装线、底盘线、内饰线、最终险、PBS线以及仪表盘线上安装智能集成两用灯具。2.使用环境总装车间使用的高压配电通常在10KV以上，以满足车间区域大量消耗的电能;其次是低压配电系统，低压配电系统通常沿着建筑线路分布在不同线路区域中，为保证设备的良好用电，该总装车间工程低压配送设备为TN-S系统，其特点是安全可靠，在每条干线上均舍友漏电保护器，同时PE线对地设有电压，整体不允许短线和进入漏电开关;最后是防雷与接地系统，该系统主要为保证居民的用电安全，为特殊天气环境下的工厂用电提供保障。在车间顶不的易遭雷击部位设有接闪器，在屋面设置专门的网格，同时将接闪带延伸到墙体，
4、并设置专门的独立地网，以此保证雷电的散流。3.系统设计基于上述工厂描述笔者决定使用相关蓄电池充电控制模块、智能集成驱动电路和单片机控制系统来对智能集成两用灯具控制系统进行设计。其中单片机控制系统依靠电压来确定当前是否处于车间生产之中，进而决定两用灯具的工作模式，同时蓄电池控制模块随时间控制电池的电量问题，防止过渡充电。智能集成驱动电路则通过电流的抽样来对PWM进行调整，并且通过通过DC/DC 转换器可以实现驱动电压为12 V、15 V、18 V 和21 V 的多种用途。三、硬件设计说明该系统的硬件设计包括以下几个部分：首先在PWM调光电路、蓄电池充电控制模块设计中，采用光耦进行隔离处理，用以保
5、护单片机及周边电路;其次由于MOS 管对栅极导通电压要求极高，故采用双电源处理。通过蓄电池，分别利用LM317 与AS1117- 3.3 V 产生两路电压，即VCC（5.8 V）与VCC3.3 V（3.3 V），其中VCC 给光耦供电，用于导通MOS管和三极管，VCC3.3V用于单片机系统工作電源;最后只有给蓄电池充电的时候，两者才共地，此时可以正确采样电压值。经测试并根据实际需求，在晚上需要启用智能灯具照明时，蓄能电池板开路电压为2.1 V左右。蓄电池在充满的情况下其开路电压为13.6 V左右。白天在接收太阳辐射的情况下，利用光伏效应原理制成的蓄能电池板将太阳能转化为电能输出。当单片机通过A
6、D采样到蓄电池电压小于13.6 V时，利用蓄电池充电控制模块对蓄电池充电。当采样到蓄电池两端电压等于13.6 V时，停止对蓄电池充电，有效防止因过充导致蓄电池寿命缩短。由于蓄电池内阻相对固定，对蓄能电池板输出特性影响可以忽略不计，根据蓄能电池板和蓄电池的特性，本项目设计中采用恒流充电法，虽然充电时间较长，但是由于白天一般不需要照明，因此不影响系统正常工作。五、总结依照后续的试验情况，在对智能集成两用灯具控制系统进行测试和后续优化之后，使得原本的用电系统的变得更加的智能化和自动化，负荷相应的速度加快的同时减小了功率波动，大幅度降低了操作人员的操作量。总而言之，智能集成两用灯具控制系统的研究还需要结合当地的实际的应用情况、人员操作能力等条件进行调整，才能更好的因地制宜制定出相应的智能灯具系统应用方案。参考文献1公妍苏，赵宏，张延浩，赵靖，常伟斌.一种智能的远近光灯切换系统的设计J.科学技术创新，2020（10）：9-10.2赵福明，王玉萧，高飞，薛深，王楷竣，钟艳.基于单片机的智能台灯设计J.价值工程，2020，39（04）：223-224.基金：2019年度学校大学生创新创业训练计划省级项目课题名称：智能集成两用灯具的研究课题号：201910191046 -全文完-
