基于PLC的智能乡镇建设

周双喜

（阜新高等专科学校，辽宁  阜新 123000）

[摘要]中国特色小镇是国家重点发展项目，培育特色小镇的主要目的是为了促进有条件的镇更好地发展，不仅可以带动经济的发展也可以吸纳小镇周边一部分农村劳动力就业。PLC是一种专门服务于工业自动化控制的装置，在工业转型升级的智能制造时代，它能够胜任各种控制要求和通信要求。随着智能化技术的发展，通过PLC实现特色乡镇家居及公共设施的智能控制，使特色乡镇逐步向智能乡镇演变，从而提高小镇居民生活的自动化程度以及居住的舒适性和安全性，智能乡镇将成为我们特色乡镇发展的重点方向。

[关键词]特色乡镇;智能乡镇;智能化技术; PLC

[中图分类号]S224.2[文献标识码]A

1 引言

中国特色小镇是指国家发展改革委、财政部以及住建部决定在全国范围开展特色小镇培育工作，计划到2020年，培育1000个左右各具特色、富有活力的休闲旅游、商贸物流、现代制造、教育科技、传统文化、美丽宜居等特色小镇，引领带动全国小城镇建设。近日，辽宁省特色乡镇建设工作领导小组办公室公布了2018年首批20个省级特色乡镇名单，法库县大孤家子特色白酒小镇，新民市兴隆堡镇康养休旅小镇等荣登榜单。

智能化技术在其应用中主要体现在计算机技术，精密传感技术，GPS定位技术的综合应用。随着产品市场竞争的日趋激烈，产品智能化优势在实际操作和应用中得到非常好的运用，其主要表现在：大大改善操作者作业环境，减轻了工作强度;提高了作业质量和工作效率;一些危险场合或重点施工应用得到解决;环保、节能;提高了机器的自动化程度及智能化水平;提高了设备的可靠性，降低了维护成本;故障诊断实现了智能化等。

可编程逻辑控制器，即PLC，它是种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。它采用一种可编程的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。

随着科学技术的迅速发展，智能化技术的应用必然向乡镇延伸，从而使特色乡镇向智能乡镇转变，而PLC就是实现智能控制的重要手段。在智能乡镇，通过PLC可以实现两大系统的智能控制，即智能家居系统与智能公共设施系统。

2在特色乡镇，通过PLC实现家居的智能控制

智能家居，或称智能住宅 （smart-home），是以建筑物为平台，集住宅设备、家电、网络通信和自动化为一体，将系统结构、服务管理等结合在一起的安全、高效、舒适、便利、环保的家居环境。其利用先进的计算机和网络通信等技术，将与家居生活有关的各种子系统有机地结合在一起，实现家居生活的智能化。

智能家居的产品主要包括家用电器的控制系统以及安全防盗系统。家用电器的控制系统包括电灯的控制、空调的控制、热水器的控制、智能晾衣架的控制、扫地机器人的控制等，安全防盗系统包括门禁系统、监控系统、煤气检测系统、烟雾监测系统等。

2.1 以卧室灯两个位置控制为例说明智能家居家用电器控制

系统的设计

2.1.1 控制要求。运用三菱FX3U系列PLC来实现卧室灯在两个位置的点亮与熄灭控制，如图1，控制要求如下：

（1）A位置开关：可以控制卧室灯的点亮与熄灭。

（2）B位置开关：可以控制卧室灯的点亮与熄灭。

2.1.2 I/O分配表。根据卧室灯点亮与熄灭的控制要求可知：输入信号有A位置的开关SA1、B位置的开关SA2;输出信号是卧室灯HL1。确定他们与PLC中的输入继电器和输出继电器的对应关系可得PLC控制系统的I/O分配表，见表1。

2.1.3 硬件接线图。根据卧室灯在两个位置的点亮与熄灭PLC控制的I/O分配表1可以设计出其PLC的外部硬件接线图如图2所示。

2.1.4 程序设计。根据I/O分配表1及控制要求分析，设计PLC程序，如图3所示，梯形图程序如图a，指令表程序如图b。如图3所示，A位置和B位置的两个开关状态一致时，即都为“ON”或都为“OFF”时，卧室灯点亮;状态不一致时，即一个为“ON”，另一个为“OFF”时，卧室灯熄灭。卧室灯处于熄灭状态时，不管人是在A位置还是B位置，只要拨动该处的开关到另外一个状态，即可以卧室灯点亮。同样，卧室灯处于点亮状态时， 不管人是在A地还是B地，只要拨动该处的开关到另外一个状态，都可以使卧室灯熄灭。

将PLC程序调试无误之后写入到PLC，就可以实现卧室灯处于熄灭状态时，不管人是在A位置还是B位置，只要拨动该处的开关到另外一个状态，即可以卧室灯点亮。同样，卧室灯处于点亮状态时， 不管人是在A地还是B地，只要拨动该处的开关到另外一个状态，都可以使卧室灯熄灭。

2.2 以入户门密码锁控制为例说明智能家居安全防盗系统的

设计

2.2.1 控制要求。采用PLC实现入户门密码锁控制，如图4，以三位密码为例，密码锁有3个置数开关（即12个按钮），分别代表三个十进制数，如所拨数据与密码锁设定值相同，则3s之后开锁，20s之后重新自动上锁。

2.2.2 I/O分配表。根据入户门密码锁的控制要求可知：输入信号是12个按钮，即SB1-SB12;输出信号是开锁装置。确定他们与PLC中的输入继电器和输出继电器的对应关系可得PLC控制系统的I/O分配表，見表2。

2.2.3 硬件接线图。根据入户门密码锁PLC控制的I/O分配表2可以设计出其PLC的外部硬件接线图如图5所示。

2.2.4 程序设计。根据I/O分配表2及控制要求分析，假如设定密码是621，设计PLC程序，如图6所示，梯形图程序如图a，指令表程序如图b。如图6所示，按动按钮SB1-SB12，就会使输入继电器X0-X13处于0或者1的状态，从而实现密码数据的输入，这个时候输入的数据是二进制说，程序中的H621代表十进制数621。

将PLC程序调试无误之后写入到PLC，就可以实现入户门密码锁控制，当输入数据与设定密码相同时，开锁，当输入数据与设定密码不一样时，不开锁。

3 在特色乡镇，通过PLC实现公共设施的智能

控制

智能公共设施，包括智能电网、智能交通系统、智能垃圾清理系统、智能水处理系统、智能图书馆、智能停车场等，有序的交通、绿色的楼宇、良好的水处理技术以及智能化供电系统，能让特色乡镇快速向智能乡镇发展，从而步入可持续发展道路。以交通灯控制为例说明智能公共设施的设计。

3.1 控制要求

如图7，当按下启动按钮，信号灯系统开始工作，且先东西绿灯、南北红灯亮，1min后，东西绿灯闪烁三次，之后东西黄灯亮5s，最后东西红灯亮，南北绿灯亮，系统如此循环。当按下停止按钮时，所有信号灯全部熄灭。

3.2 I/O分配表

根据十字路口交通灯的控制要求可知：输入信号有系统停止按钮SB1、系统启动按钮SB2;输出信号是东西绿灯、东西黄灯、东西红灯、南北红灯、南北绿灯、南北黄灯。确定他们与PLC中的输入继电器和输出继电器的对应关系可得PLC控制系统的I/O分配表，见表3。

3.3 硬件接线图

根据十字路口交通灯PLC控制的I/O分配表3可以设计出其PLC的外部硬件接线图如图8所示。

3.4程序设计

根据I/O分配表3及控制要求分析，设计PLC程序，如图9所示，顺序控制功能图程序如图a，指令表程序如图b。如图9所示，按下起动按钮，系统启动，并按照固定规律循环运行，按下停止按钮，所有信号灯全部熄灭。

将PLC程序调试无误之后写入到PLC，就可以实现十字路口交通灯的自动控制。

智能家居系统和智能公共设施包含的产品很多，上述实例不能说明全部系统的设计，但是却有很大的帮助，如需设计全部系统，需要分析控制任务、选用合适的PLC之后再按照上述思路设计即可，对于煤气检测系统等需要使用传感器的控制任务在选择PLC型号的时候要特别注意，否则会导致设计任务的失败。

4结束语

综上所述，通过PLC技术，实现了对特色乡镇家居以及公共设施的智能控制，但是由于我国智能乡镇实际发展较晚，各项建设内容还处于发展完善阶段，在建设过程中仍旧存在诸多问题，所以当前需要针对问题提出相关发展措施，更好地促进智能乡镇的发展建设。随着科学技术和智能化技术的不断发展，手机已经成为人们生活中不可或缺的一部分，未来的智能乡镇将会采用手机实现对家居系统的智能控制和远程控制，可见，智能技术在特色乡镇中拥有广阔的市场应用前景。

[参考文献]

[1] 张洪兴.建设特色小镇核心：打造特色鲜明的产业形态[J].城市管理与科技，2017（1）：26-27.

[2] 王娟.浅析智能化技术在电气工程自动化控制中的应用价值[J].内燃机与配件，2017（22）：132-133.

[3] 刘祖其.电气控制与可编程序控制器应用技术[M].北京：机械工业出版社， 2015：110-111.

[4] 曹煜祺.单片机在智能家居中的应用[J].信息记录材料，2018，19（7）：218-219.

[5] 郭艳萍，张海红，冯凯.电气控制与PLC应用[M].北京：人民郵电出版社，2017：99-101.

[6] 胡晨，刘红梅，王航.基于三菱PLC密码锁的设计[J].轻工科技，2017（8）：54-55+71.

[7] 任艳君，等.电气控制与PLC技术项目教程[M].北京：机械工业出版社，2014：189-191.