PLC控制的变频与工频切换电路
摘 要：本文针对家庭照明电路节能问题提出了一种方案，利用现有的技术对家庭照明电路控制进行改造，将PLC作为主控器，通过采集声控，光控和时间分段信息来实现对家庭照明电路综合控制。运用传感器和PLC进行模拟实验，模拟家庭室内照明系统在发挥功效的同时，达到节能的目的，同时，大大提高了系统的可靠性和抗干扰性。
关键词：PLC；传感器；家庭照明
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.13.184
1 引言
现在社会由于能源的匮乏我们提倡节约用电。就家庭用电来说我们节约用电可以通过两个方面来实现。一是通过使用电能转换效率高的设备实现节能；二是通过控制用电设备的使用方法，来实现节能的最大化[1]。第一种方法一般是在用电设备研发过程中实现，国家有相关的节能标准。按照国家相关规定，我国的能效标志分为五个等级。低于等级五的用电设备是不允许进行生产销售的。方法二是对不同用电设备进行有效管理，实现利用最少的电能，实现最大的设备应用效果。
本设计对家庭节能方面的研究主要是针对第二种方法，对用电设备进行有效管理。对于家庭电路来说，电路通断是通过普通开关实现的，需要手动完成电路的通断。这种传统的方法既不节能也不方便。我们可以用已经成熟的技术对现有设备进行改造，使其在发挥功效的同时，达到节能的目的，同时，大大提高了系统的可靠性和抗干扰性。通过PLC技术实现对家庭电路控制，将光控节能，声控节能和时控节能相结合，从而达到节能，快捷，安全的效果。
2 PLC在家庭电路中应用的创新点
现有的家庭电路系统大同小异，基本都是依靠手动或者简单的声控光控来实现对家庭电路的通断进行控制，本文主要设计了一套有别于传统的家庭电路系统，其中PLC的s运用以及PLC定时功能的运用是机电一体的科技新产品。通过声、光传感器接受外界信息传送给PLC结合PLC的定时功能，对家庭电路不同区域进行分区域控制，同时结合手动开关，有效，安全的保障了家庭电路的正常运行。该产品能够有效减少能源消耗，安全可靠，抗干扰性强。
3 整体设计方案
该方案以PLC为主控器，运用传感器技术监测室内亮度，并结合声控系统和定时控制控制系统实现对室内灯光的控制。
如图1所示，该控制系统由亮度检测模块，聲控信号采集模块，定时器控制模块组成。亮度监测主要通过光敏元件对室内亮度进行监测，然后将测得的亮度数据送入PLC，作为PLC决策的判据。声控模块通过传感器采集声音信号。
4 系统硬件构成及各部分功能
硬件电路分为PLC模块、电源模块、传感器模块。下面分别介绍PLC模块的概述、电源模块、传感器模块。
4.1 PLC模块的概述
PLC（可编程逻辑控制器），所述模块稳定性强，能直接接入家庭电路，采用梯形图编程，此设计运用PLC的定时功能，对家庭电路进行定时控制，可靠性高，功耗低。
4.2 电源模块
此设计中电源模块是稳压电源，直接利用家庭电路供电会影响PLC的正常工作。加入了稳压电源加上PLC本身具有的稳定性，以此来提高其安全性，也可避免一些家电事故的发生，功能灵活多样，可靠性高，操作方便，可以广泛地应用于家庭或者其它场所的智能控制。
4.3 声音传感器
传感器内置一个对声音敏感的电容式驻极体话筒。声波使话筒内的驻极体薄膜振动，导致电容的变化，而产生与之对应变化的微小电压。这一电压随后被转化成0-5V的电压，经过A/D转换被数据采集器接受，并传送给PLC。
4.4 光传感器
它首先把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。
5 整体方案原理图
6 实验结果和分析
该系统主要应用PLC定时功能和声光传感器共同作用，对家庭电路进行控制。 PLC是采用“顺序扫描不断循环”的方式进行工作的。即在PLC运行时CPU根据用户按控制要求编制好并存于用户存储器中的程序，按指令步序号或地址号作周期性循环扫描。如无跳转指令，则从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序，直至程序结束。然后重新返回第一条指令，开始下一轮新的扫描。在每次扫描过程中还要完成对输入信号的采样和对输出状态的刷新等工作。
通过PLC技术实现对家庭电路控制，将光控节能，声控节能和时控节能相结合，从而达到节能，快捷，安全的效果。此设计方案仅仅是一个开始，系统还需要进一步完善，后期将进一步完善从而运用到实际的家庭电路系统中。
参考文献：
[1]徐莹，孙春志，吴晨光.基于LD3320的智能家居一体化声控系统的设计[J].商丘师范学院学报，2016（06）.
作者简介：夏菲菲（1994-），女，安徽桐城人。
