基于PLC的地鐵車站智能空調(diào)及語音播報系統(tǒng)的設(shè)計

1、    基于plc的地鐵車站智能空調(diào)及語音播報系統(tǒng)的設(shè)計    摘 要：以往的地鐵運營管理過程中，在空調(diào)的使用方面不夠節(jié)約，本文在此基礎(chǔ)上，研制了一種基于plc的地鐵車站智能空調(diào)及語音播報系統(tǒng)，能夠根據(jù)進(jìn)入車站的人流量大小來控制制冷空調(diào)機組的制冷速率；并根據(jù)進(jìn)入車站的人流量大小，通過語音播報模塊，對人群進(jìn)行安全提示。關(guān)鍵詞：plc；控制系統(tǒng)；智能空調(diào)；語音播報系統(tǒng)1 前言目前，國內(nèi)地鐵車站（主要指地下車站）利用空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行車站內(nèi)溫度、濕度的調(diào)節(jié)。現(xiàn)有空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行環(huán)境調(diào)節(jié)為采用定風(fēng)量、定水量的模式進(jìn)行冷量輸出。在以往的地鐵運營管理過程中，由于粗放的管理模式

2、、淡薄的節(jié)能意識等多方面因素致使地鐵運營幾乎均處在虧損狀態(tài)。不能夠節(jié)約部分能源，地鐵車站大空間、人流量變化快的特點導(dǎo)致冷量變化相對滯后，無法有效調(diào)節(jié)車站冷環(huán)境。地鐵運營中，地鐵車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的用電量占了相當(dāng)大的比重。盡管其投資僅占車站總投資的8%-10%，但其用電量卻占到整個地鐵耗電量的40%-50%，已經(jīng)嚴(yán)重影響到地鐵的運營經(jīng)濟(jì)性。此外，當(dāng)人流量增大時，由于進(jìn)站人數(shù)大，容易發(fā)生人群擁擠踩踏事故；通常會在地鐵站進(jìn)站口設(shè)置專門工作人員，工作人員通過擴(kuò)音器進(jìn)行人工提示，這種方法機動性不強，需要專門工作人員人工嗓音提示，無形中造成了人員浪費。2 基于plc的地鐵車站智能空調(diào)及語音播報系統(tǒng)本文的目的

3、在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于plc的地鐵車站智能空調(diào)及語音播報系統(tǒng)，如圖1所示，通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種基于plc的地鐵車站智能空調(diào)及語音播報系統(tǒng)，在地鐵車站的入口設(shè)置用于檢測人體的對射式紅外傳感器，對射式紅外傳感器連接微控制器，微控制器通過現(xiàn)場總線連接至plc控制器；微控制器根據(jù)對射式紅外傳感器被觸發(fā)的頻率來判定進(jìn)入地鐵車站的人流量大小，并將判定結(jié)果信號發(fā)送給plc控制器。在地鐵車站的入口設(shè)置語音播報模塊，該語音播報模塊與plc控制器連接，plc控制器根據(jù)微控制器發(fā)來的判定結(jié)果信號向語音播報模塊發(fā)送開啟語音播報的指令或者停止語音播報的指令；plc控制器還與制冷空調(diào)機組相連，plc

4、控制器根據(jù)微控制器發(fā)來的判定結(jié)果信號向制冷空調(diào)機組發(fā)送增大制冷速度的指令或者回歸正常制冷速度的指令。3 基于plc的地鐵車站智能空調(diào)及語音播報系統(tǒng)的工作原理在地鐵車站的入口設(shè)置對射式紅外傳感器，對射式紅外傳感器連接微控制器（單片機），微控制器（單片機）通過現(xiàn)場總線連接至plc控制器：通過該對射式紅外傳感器檢測進(jìn)入地鐵車站的人流量，當(dāng)有人進(jìn)入車站入口時，對射式紅外傳感器被觸發(fā)（人體遮擋住對射式紅外傳感器的紅外信號后，對射式紅外傳感器被觸發(fā)一次），此時單片機檢測到對射式紅外傳感器的觸發(fā)信號，單片機根據(jù)對射式紅外傳感器被觸發(fā)的頻率來判定進(jìn)入地鐵車站的人流密度，并將判定結(jié)果信號發(fā)送給plc控制器。（例

5、如，設(shè)定單片機每15秒為一個檢測周期，如果在15秒的檢測周期內(nèi)，對射式紅外傳感器被觸發(fā)的次數(shù)超過設(shè)定的閾值（如30次），則單片機判定人流量過大，此時向plc控制器發(fā)送人流量過大信號；如果在下一個15秒的檢測周期內(nèi)，對射式紅外傳感器被觸發(fā)的次數(shù)又低于設(shè)定的閾值，則單片機判定人流量正常，此時向plc控制器發(fā)送人流量正常信號）。在地鐵車站的入口設(shè)置語音播報模塊，語音播報模塊通過現(xiàn)場總線連接plc控制器，當(dāng)plc控制器接收到微控制器（單片機）發(fā)送的人流量過大信號后，plc控制器向語音播報模塊發(fā)送開啟語音播報的指令，語音播報模塊接收到該指令后進(jìn)行相應(yīng)的語音播報，例如“請小心慢行，注意安全”，以對人群進(jìn)行

6、安全提示；當(dāng)plc控制器接收到微控制器（單片機）發(fā)送的人流量正常信號后，plc控制器向語音播報模塊發(fā)送停止語音播報的指令，語音播報模塊接收到該指令后停止語音播報。plc控制器與制冷空調(diào)機組相連，當(dāng)plc控制器接收到微控制器（單片機）發(fā)送的人流量過大信號后，plc控制器向制冷空調(diào)機組發(fā)送增大制冷速度的指令，以加大冷空調(diào)機組對車站內(nèi)部的制冷速率，做到根據(jù)人流量提前對車站進(jìn)行降溫：當(dāng)plc控制器接收到微控制器（單片機）發(fā)送的人流量正常信號后，plc控制器向制冷空調(diào)機組發(fā)送回歸正常制冷速度的指令，使制冷空調(diào)機組的制冷速率回歸正常，以節(jié)約能源。plc控制器還與監(jiān)控服務(wù)器連接，監(jiān)控服務(wù)器也可以向plc控制

7、器發(fā)送控制指令，以控制語音播報模塊和制冷空調(diào)機組。4 基于plc的地鐵車站智能空調(diào)及語音播報系統(tǒng)的有益分析本文的優(yōu)點和有益效果為：本文的基于plc的地鐵車站智能空調(diào)及語音播報系統(tǒng)，能夠根據(jù)進(jìn)入車站的人流量大小來控制制冷空調(diào)機組的制冷速率；并根據(jù)進(jìn)入車站的人流量大小，通過語音播報模塊，對人群進(jìn)行安全提示。5 總結(jié)隨著計算機控制技術(shù)的迅速發(fā)展，以微處理器為核心的可編程序控制器已逐步取代繼電器，普遍應(yīng)用于各行各業(yè)的自動化控制領(lǐng)域。通過分析地鐵車站智能空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計現(xiàn)狀、運行現(xiàn)巧和能耗分析，地鐵車站智能空調(diào)系統(tǒng)存在問題較多，能耗浪費嚴(yán)重。地鐵節(jié)能存在巨大空間，之后還有許多方面需要進(jìn)一步的闡述和研究。參考文獻(xiàn)：1 何軍紅.吳毅哲.史常勝.基于plc的地鐵通風(fēng)空調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計j.工業(yè)儀表與自動化裝置，2013.2 金國建.地鐵站空調(diào)冷凍水系統(tǒng)節(jié)能控制研究d.北京工業(yè)大學(xué)，2014.3 徐軍.基于模糊pi