智能照明控制系統的開發淺議   來源：http://my171.cn/

近年來，能源的供需矛盾越來越突出，能源的不足已經成為制約我國經濟發展的重要因素之一。

　　節能降耗工作是貫徹落實科學發展觀，構建社會主義和諧社會的重大舉措，是當前建設“資源節約型、環境友好型”企業亟待解決的重大問題，是實現清潔生產、節約生產、精細生產、安全生產目標任務的關鍵環節之一。

　　重煙工業黔江分廠制絲車間在落實節能減排工作上，結合精細化企業管理精神和方法，精益求精地查找浪費能源的環節，并著力整改。車間“長明燈”就是一個典型的浪費能源現象。

　　“長明燈現象”：在充足自然光條件下，不需要照明的燈組卻長時間開啟的現象。制絲電氣QC小組，從節能小事做起，集小組全力，解決照明能源浪費問題，為節約能源貢獻力量。

　　問題的提出

　　黔江分廠制絲車間在2008工藝適應性改造后，將車間照明系統進行了改造，把原來的每顆250瓦的大功率照明燈全部更換為每顆70瓦的LED節能燈，在節能減排工作上邁出了很大一步。

　　在照明管理上，車間安排了人員兼職負責開關燈。但是，由于人的行為具有很大程度上的不確定性，使得車間照明系統時常出現長明燈現象。

　　按照公司、分廠、車間三級目標的要求，如何解決“長明”燈問題就凸顯出來。

圖一　課題來源示意圖

　　問題現狀

　　本小組對2009年2-6月份車間照明出現長明燈現象的次數進行了調查統計。（見表二）

表二　月出現長明燈次數統計表

　　 結論：從統計表中可以看出，2-6月份平均為10次。

　　
圖二　車間長明燈現象

　　基于以上，車間制絲電氣QC小組把減少長明燈出現頻次作為目標，提出開發智能照明控制系統。并按PDCA循環進行QC攻關工作。

　　目標制定

　　小組確定本次活動目標是開發并應用智能照明控制系統使每月車間照明出現長明燈現象的頻次由活動前的每月平均10次降低到活動后的每月平均1次。（見對比柱狀圖三）

圖三　活動前與目標對比柱狀圖

　　目標依據

　　車間精細化管理要求杜絕長明燈現象，但小組考慮到設備故障的因素，將目標設定為每月一次。

　　提出可行性方案

　　針對開發智能照明系統解決長明燈現象長期存在的問題，小組充分調動組員的主觀能動性，召開諸葛亮會議，廣開言路，收集意見，運用“頭腦風暴法”，對系統方案提出了9條觀點和想法。

　　通過整理頭腦風暴法所產生的各種解決思路，繪制了親和圖以幫助分析問題。

圖四　親和圖

　　經過討論分析得出如下三個方案。

　　方案一、聲控智能控制系統

　　方案二、光控智能控制系統

　　方案三、程序化控制系統

　　各方案評估　

　　小組對各方案進行討論評估，三種方案的優缺點如下：

表三　方案評估表

　　選擇最優方案

　　綜上三種方案，小組從建設成本、技術可行性、實施難度、建設時長、實現效果、可推廣性等方面綜合分析考慮，決定采用方案三研發程序化控制系統 。

　　對所選方案的分解

　　確定總體方案后，小組成員對方案進行了細化分解。將系統劃分為軟件和硬件兩個部分組成。

　　1、軟件部分

　　小組經過對系統功能的分析和討論，確定了軟件部分主要完成的功能有：

　　1、工作日的定時開關照明燈組

　　2、光線暗的區域燈組要保持長亮

　　3、周末放假后保留過道燈組定時照明

　　2、硬件部分

　　小組確定了系統電控硬件部分的組成包含：

　　1、可編程邏輯控制器

　　2、執行元件

　　3、24V直流電源

　　控制系統組成結構如圖所示：

圖五　控制系統組成結構圖

　　小組在可編程邏輯控制器的選擇上，有三種方案。分別是S7-400　PLC　、　S7-300　PLC、　S7-200　PLC。對這三種PLC的選擇，小組又進行了分析：

表四　PLC選型分析表

　　通過討論，小組選定了使用S7-200　PLC可編程邏輯控制器。

　　3、最終方案的確定

　　小組通過對技改后廢棄的電氣元器件進行統計和挑選，并結合系統需完成的功能，確定了系統最終方案為：

圖六　控制系統最終組成結構圖

　　確定方案后，小組決定先期在片煙投料場，葉片回潮工段和梗處理工段進行系統應用，為此，小組到車間現場對照明燈組的實際情況進行調查并作了分類：選定區域照明燈組總數120顆，其中需要長亮的燈組25顆。周日定時開關燈組12顆。工作日定時開關燈組83顆。

　　小組針對系統組成進行討論分析制定對策表（見表五）

表五　對策表

　　硬件部分的實施：

　　1、備齊如下器材。

表六　硬件元器件表

　　2、組裝電控箱。

圖七　組裝好的電控箱

　　3、將電控箱安裝到位，并接入原照明系統　

圖八　電控箱接入照明系統

　　（二）軟件部分的實施：

　　1、清除舊的PLC程序。

　　2、編寫照明系統功能控制程序。

　　程序編寫如下：

　　讀取系統時間：

圖九　讀系統時間程序

　　數據傳送程序：

圖十　傳送程序

　　數據轉換程序：

圖十一數據轉換程序

　　周日判斷程序：

圖十二　各控制功能

　　3、下載程序并運行系統。　

圖十三　下載并運行程序

　　效果檢查

　　系統投入使用后，小組在8-10月對照明系統出現長明燈現象的次數進行統計。（見表七）

表七　改造后月出現長明燈次數統計表

　　活動前、目標、　活動后出現長明燈現象次數對比。

圖十四　活動前、后與目標對比柱狀圖

　　結論：從上圖可以看出，我們開發的程序化照明控制系統應用的效果非常好，8、9、10三個月沒有出現一次長明燈現象。這次QC活動取得圓滿成功。

　　效益

　　1、經濟效益：系統運用后，在控制區域內，解決了83顆照明燈長明問題。每一顆照明燈功率70W，按照每個工作日早上8點到下午5點九個小時不開燈，按照系統應用前每個月出現長明燈10天計算，每月可以節約電能：

　　（70瓦×83顆×9小時×10天）÷1000＝522.　9千瓦時

　　而本次系統開發的成本費用為零。

　　2、社會效益：

　　（1）、本次QC活動過程，受到車間許多員工的關注，小組致力于節能降耗的理念得到許多職工的認同和發揚。在提高員工節能意識上有較大影響。

　　（2）、本次活動取得的成果在車間其他區域的照明系統中可以應用，也可在分廠整個聯合工房推廣，同時為新建廠房生產車間照明系統實行智能化提供了思路，為建設“資源節約型、環境友好型”企業，提高企業經濟效益做出應有的貢獻。