金属卤化物灯是一种高强度气体放电灯，具有全波长光谱、光色好、发光效率高的特点。可制成绿、蓝、紫、红、白等多种颜色，功率有70W、175W、250W、400W、1000W、2000W等。广泛应用于洞穴照明。金属卤化物灯有一个很长的启动过程，在此过程中灯的所有参数都在变化。一般从启动到光电参数基本稳定需要4-8分钟。金属卤化物灯关闭或熄灭后，大约需要等待5 ~ 10分钟才能再次点亮。这是因为灯的工作温度很高，放电管压力很大，导致启动电压升高，灯冷却到一定程度后才能启动[1]。金属卤化物灯的启动和再启动特性对洞穴照明的照明控制系统提出了很高的要求。很多洞穴照明的灯光控制系统由于无法控制金属卤化物灯，不得不保持金属卤化物灯处于恒定状态，大大增加了洞穴照明的运行成本。利用可编程控制器(PLC)构成洞穴照明的照明控制系统，可以解决洞穴照明中金属卤化物灯的控制问题。洞穴照明的灯光控制方式分为两部分:一部分是景观照明，用于景观照明的灯光称为景观灯；另一部分是观光道路照明，用于观光道路照明的照明称为路灯。洞穴照明的灯光控制模式取决于洞穴游览模式。目前洞穴游览模式多采用沿游览路径顺序游览模式，即进入洞穴& # 8212；在游览过程的开始，欣赏游览路线沿途的风景，出洞& # 8212；旅行结束了。因此，从控制原理上讲，洞穴照明的照明控制系统是一个典型的顺序控制系统。在控制方式上，游客到达一个景点，导游通过控制开关(磁控或光控)打开景点的灯光，供游客欣赏洞内景观。游客欣赏完后，导游打开通往下一个景点的路灯，同时或延时关闭该景点的灯，然后导游进行打开路灯和关闭路灯的操作，直到游览结束。照明控制系统形成的旅游洞穴游览路线从几百米到几千米不等，需要使用多个PLC对洞穴照明进行集中控制。每个PLC控制几个路灯和几个景点，数量视具体情况而定。选用欧姆龙公司生产的CPM1A小型机，既满足控制要求又符合经济原则[2]。为了方便灵活地控制整个洞穴的照明，洞穴内的所有PLC必须组成网络，以方便PLC之间的通信，实现PLC之间的命令发送和接收。即每个PLC的输出点01001—COM和输入点00001—24V通过双绞线屏蔽电缆直接与下层PLC的输入点00000—24V和输出点01000—COM相连。该控制方法根据金属卤化物灯的启动和重启特性，将每个景点的金属卤化物灯与其他光源分开，给每个景点的金属卤化物灯分配一个单独的PLC输出点，独立控制金属卤化物灯，保证游客在到达景点前4-8分钟打开一个景点的金属卤化物灯。这样，当景观灯或路灯开启时，可以提前开启下一个景点或以下景点的金属卤化物灯，并发出控制命令，禁止下一个景点或以下景点的金属卤化物灯关闭，表示游客即将到达以下景点。只有当最后一个景点或几个景点没有游客，且当前景点的金卤灯从熄灭到重新启动的时间间隔大于4 ~ 8分钟时，才能关闭当前景点的金卤灯，以使金卤灯在熄灭后有足够的冷却时间，便于金卤灯再次可靠启动和点亮。否则当前景点的金卤灯会一直亮着，直到满足关闭条件。为了通过软件设计实现上述控制方法，首先要明确景区有无人的表示，可以用分配给景区的PLC输出点对应的输出线圈的上升沿和下降沿来表示。当输出线圈闭合产生上升沿时，接触器被吸合，场景灯点亮表示景点被占用。当输出线圈断开，产生下降沿时，接触器断开，场景灯灭，表示景区空。在确定用输出线圈的上升沿和下降沿来表示景区人的有无后，就要使控制命令在PLC之间可靠的传输。控制金属卤化物灯有三个命令:预先打开金属卤化物灯，禁止关闭金属卤化物灯和允许关闭金属卤化物灯。提前打开金属卤化物灯的命令意味着提前打开下一个景点的金属卤化物灯；金卤灯禁止令表示有人从前一景点来到当前景点，禁止关闭当前景点的金卤灯；允许关闭金卤灯，表示最后一个景点或者几个景点都是空的，可以关闭当前景点的金卤灯。这三个命令在PLC之间的传输采用时间检测技术，不同的时间间隔代表不同的命令，比如提前0.6秒打开金属卤化物灯，0.4秒禁止关闭金属卤化物灯，0.2秒允许关闭金属卤化物灯。PLC的输出点01001-COM关闭不同的时间，由下一个PLC的输入点00000-24V检测相应的时间，使控制命令从一个PLC传到下一个PLC，金属卤化物灯点亮和熄灭。