智能照明控制系統(tǒng)的開發(fā)淺議   來源：http://www.zntknyzt.cn/

近年來，能源的供需矛盾越來越突出，能源的不足已經(jīng)成為制約我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素之一。

　　節(jié)能降耗工作是貫徹落實科學(xué)發(fā)展觀，構(gòu)建社會主義和諧社會的重大舉措，是當(dāng)前建設(shè)“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型”企業(yè)亟待解決的重大問題，是實現(xiàn)清潔生產(chǎn)、節(jié)約生產(chǎn)、精細(xì)生產(chǎn)、安全生產(chǎn)目標(biāo)任務(wù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。

　　重?zé)煿I(yè)黔江分廠制絲車間在落實節(jié)能減排工作上，結(jié)合精細(xì)化企業(yè)管理精神和方法，精益求精地查找浪費(fèi)能源的環(huán)節(jié)，并著力整改。車間“長明燈”就是一個典型的浪費(fèi)能源現(xiàn)象。

　　“長明燈現(xiàn)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(xiàn)象。制絲電氣QC小組，從節(jié)能小事做起，集小組全力，解決照明能源浪費(fèi)問題，為節(jié)約能源貢獻(xiàn)力量。

　　問題的提出

　　黔江分廠制絲車間在2008工藝適應(yīng)性改造后，將車間照明系統(tǒng)進(jìn)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(jié)能燈，在節(jié)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(fù)責(zé)開關(guān)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(tǒng)時常出現(xiàn)長明燈現(xiàn)象。

　　按照公司、分廠、車間三級目標(biāo)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(xiàn)狀

　　本小組對2009年2-6月份車間照明出現(xiàn)長明燈現(xiàn)象的次數(shù)進(jìn)行了調(diào)查統(tǒng)計。（見表二）

表二　月出現(xiàn)長明燈次數(shù)統(tǒng)計表

　　 結(jié)論：從統(tǒng)計表中可以看出，2-6月份平均為10次。

　　
圖二　車間長明燈現(xiàn)象

　　基于以上，車間制絲電氣QC小組把減少長明燈出現(xiàn)頻次作為目標(biāo)，提出開發(fā)智能照明控制系統(tǒng)。并按PDCA循環(huán)進(jìn)行QC攻關(guān)工作。

　　目標(biāo)制定

　　小組確定本次活動目標(biāo)是開發(fā)并應(yīng)用智能照明控制系統(tǒng)使每月車間照明出現(xiàn)長明燈現(xiàn)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(biāo)對比柱狀圖

　　目標(biāo)依據(jù)

　　車間精細(xì)化管理要求杜絕長明燈現(xiàn)象，但小組考慮到設(shè)備故障的因素，將目標(biāo)設(shè)定為每月一次。

　　提出可行性方案

　　針對開發(fā)智能照明系統(tǒng)解決長明燈現(xiàn)象長期存在的問題，小組充分調(diào)動組員的主觀能動性，召開諸葛亮?xí)h，廣開言路，收集意見，運(yùn)用“頭腦風(fēng)暴法”，對系統(tǒng)方案提出了9條觀點和想法。

　　通過整理頭腦風(fēng)暴法所產(chǎn)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(jīng)過討論分析得出如下三個方案。

　　方案一、聲控智能控制系統(tǒng)

　　方案二、光控智能控制系統(tǒng)

　　方案三、程序化控制系統(tǒng)

　　各方案評估　

　　小組對各方案進(jìn)行討論評估，三種方案的優(yōu)缺點如下：

表三　方案評估表

　　選擇最優(yōu)方案

　　綜上三種方案，小組從建設(shè)成本、技術(shù)可行性、實施難度、建設(shè)時長、實現(xiàn)效果、可推廣性等方面綜合分析考慮，決定采用方案三研發(fā)程序化控制系統(tǒng) 。

　　對所選方案的分解

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

　　1、軟件部分

　　小組經(jīng)過對系統(tǒng)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(guān)照明燈組

　　2、光線暗的區(qū)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(tǒng)電控硬件部分的組成包含：

　　1、可編程邏輯控制器

　　2、執(zhí)行元件

　　3、24V直流電源

　　控制系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)如圖所示：

圖五　控制系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)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(jìn)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(jìn)行統(tǒng)計和挑選，并結(jié)合系統(tǒng)需完成的功能，確定了系統(tǒng)最終方案為：

圖六　控制系統(tǒng)最終組成結(jié)構(gòu)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(jìn)行系統(tǒng)應(yīng)用，為此，小組到車間現(xiàn)場對照明燈組的實際情況進(jìn)行調(diào)查并作了分類：選定區(qū)域照明燈組總數(shù)120顆，其中需要長亮的燈組25顆。周日定時開關(guān)燈組12顆。工作日定時開關(guān)燈組83顆。

　　小組針對系統(tǒng)組成進(jìn)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(tǒng)　

圖八　電控箱接入照明系統(tǒng)

　　（二）軟件部分的實施：

　　1、清除舊的PLC程序。

　　2、編寫照明系統(tǒng)功能控制程序。

　　程序編寫如下：

　　讀取系統(tǒng)時間：

圖九　讀系統(tǒng)時間程序

　　數(shù)據(jù)傳送程序：

圖十　傳送程序

　　數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序：

圖十一數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序

　　周日判斷程序：

圖十二　各控制功能

　　3、下載程序并運(yùn)行系統(tǒng)?！?/p>

圖十三　下載并運(yùn)行程序

　　效果檢查

　　系統(tǒng)投入使用后，小組在8-10月對照明系統(tǒng)出現(xiàn)長明燈現(xiàn)象的次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計。（見表七）

表七　改造后月出現(xiàn)長明燈次數(shù)統(tǒng)計表

　　活動前、目標(biāo)、　活動后出現(xiàn)長明燈現(xiàn)象次數(shù)對比。

圖十四　活動前、后與目標(biāo)對比柱狀圖

　　結(jié)論：從上圖可以看出，我們開發(fā)的程序化照明控制系統(tǒng)應(yīng)用的效果非常好，8、9、10三個月沒有出現(xiàn)一次長明燈現(xiàn)象。這次QC活動取得圓滿成功。

　　效益

　　1、經(jīng)濟(jì)效益：系統(tǒng)運(yùn)用后，在控制區(qū)域內(nèi)，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(tǒng)應(yīng)用前每個月出現(xiàn)長明燈10天計算，每月可以節(jié)約電能：

　?。?0瓦×83顆×9小時×10天）÷1000＝522.　9千瓦時

　　而本次系統(tǒng)開發(fā)的成本費(fèi)用為零。

　　2、社會效益：

　?。?）、本次QC活動過程，受到車間許多員工的關(guān)注，小組致力于節(jié)能降耗的理念得到許多職工的認(rèn)同和發(fā)揚(yáng)。在提高員工節(jié)能意識上有較大影響。

　?。?）、本次活動取得的成果在車間其他區(qū)域的照明系統(tǒng)中可以應(yīng)用，也可在分廠整個聯(lián)合工房推廣，同時為新建廠房生產(chǎn)車間照明系統(tǒng)實行智能化提供了思路，為建設(shè)“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型”企業(yè)，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。