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(共20張PPT)
第十課
開關量與控制
主要內容：
1.通過開關量的變化控制系統。
2.小型開關系統的設計與實現。
樓道中的感應燈是怎么實現控制的？
開關量在控制系統中起到關鍵的作用，通過對開關量的邏輯運算可以實現多樣化的靈活控制，這也是設計控制系統的重要環節。
通過開關量的邏輯運算實現對系統的復雜控制，在生活中應用非常廣泛。例如，智能樓宇控制系統中的溫度控制、二氧化碳濃度控制、自動消毒控制等，都是通過對特定閾值的判斷形成多個開關量，利用對多個開關量的邏輯運算形成新的開關量，實現對各個系統的控制。
一
開關量邏輯運算的應用
綜合使用與運算、或運算、非運算，可以實現常見系統的復雜控制。
一
開關量邏輯運算的應用
子系統 運行的關鍵條件描述 主要邏輯運算
溫度控制系統 “低于0℃”或“高于30℃”，且“有人” 或運算、與運算
二氧化碳濃度控制系統 “低于設定閾值”且“有人” 與運算
自動消毒控制系統 不能“有人” 非運算
復雜的控制系統中往往存在多個小型開關系統。這些小型開關系統設計與實現的大致流程為：影響因素分析、確定開關量的邏輯運算、搭建硬件環境等。
二
設計小型開關系統
樓道中的感應燈就是一個小型開關系統，要實現在有人經過時根據光線情況自動打開感應等，可以按照以下流程進行設計。
二
設計小型開關系統
對小型開關系統進行影響因素分析，首先要羅列所有可能影響系統控制的因素，找到關鍵因素。影響感應燈開關量變化的主要因素是時間段、光線明暗程度、是否有人等。
二
設計小型開關系統
■ 影響因素分析
用表格描述如下：
二
設計小型開關系統
■ 影響因素分析
時間段 光線明暗程度 是否有人 開關控制
白天 光線強 有 不開
白天 光線強 沒有 不開
晚上 光線弱 沒有 不開
晚上 光線弱 有 開
......
通過對表格中各種因素的比較和分析，可以確定最關鍵的因素是光線明暗程度和是否有人。
二
設計小型開關系統
■ 確定開關量的邏輯運算
確定關鍵因素后，結合系統的具體要求，可以確定開關量以及各開關量之間的邏輯關系。在感應燈控制系統中，既要滿足亮度小于閾值，又要滿足當前有人，才會開燈。
二
設計小型開關系統
用表格描述如下：
開關量1 （亮度是否小于閾值） 開關量2 （是否有人） 新的開關量
（是否打開）
假（False） 真（True） 假（False）
假（False） 假（False） 假（False）
真（True） 假（False） 假（False）
真（True） 真（True） 真（True）
二
設計小型開關系統
亮度小于閾值
樓道有人
與
結果為真
打開感應燈
三
搭建硬件環境
亮度小于閾值
樓道有人
與
控制器
開關
根據關鍵因素的梳理和基本邏輯運算的確定，可以設計樓道感應燈的系統框架圖。
光敏傳感器
紅外傳感器
與
電燈
三
搭建硬件環境
確定框架圖后，選擇合適的元器件進行搭建。以感應燈控制系統為例，可以選用紅外傳感器檢測是否有人，可以選用光敏傳感器檢測光照度來判斷光線明暗程度。
還可以用什么傳感器檢測是否有人？
想一想
參照樓道中感應燈的燈光控制系統，為家里的風扇設計一個能夠自動啟動的控制系統。
謝謝聆聽，
下節課再見！

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