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淺析高速公路隧道變電所智能照明控制方案

更新時間:2023-07-04 點擊次數(shù): 343次

劉細鳳

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

【摘要】:目前公路隧道無人值守變電所均已設置了視頻監(jiān)控設施,在日常運營中由于光線不足,隧道監(jiān)控室人員無法遠程巡視,存在監(jiān)控的盲檢、漏檢問題。該問題存在是由于傳統(tǒng)照明方式無法完遠程開啟照明設施,文章針對該問題,提出公路隧道無人值守變電所智能照明方案,為隧道變電所照明工程設計提供參考。

【關(guān)鍵字】:高速公路;隧道變電所;智能照明

0引言

高速公路沿線隧道變電所承擔隧道照明、通風、監(jiān)控、消防設施的電源,其安全運行對隧道的安全運營起著至關(guān)重要的作用。隧道變電所具有點多、分散的特點,而且大多數(shù)屬于無人值守變電所,隧道監(jiān)控室已對其進行了智能化監(jiān)控管理,但由于光線不足,隧道監(jiān)控室人員無法遠程巡視,存在監(jiān)控的盲檢、漏檢問題,為配合視頻監(jiān)控設施,實現(xiàn)遠程開啟照明設施,隧道變電所智能照明設計變得十分必要。另外,由于部分高速公路沿線無人值守隧道變電所多達幾十處,當出現(xiàn)報警或故障情況時,能夠及時查看變電所現(xiàn)場情況,減少人員趕往現(xiàn)場查看處置,大大減少運營成本。目前,國網(wǎng)變電所由于智能變電站建設的要求,變電所已按智能照明方式設計或者改造傳統(tǒng)的照明方式,公路隧道變電所照明目前仍采用傳統(tǒng)照明方式,故從實現(xiàn)公路信息化、智能化的角度,進行公路隧道變電所智能照明設計也是十分有意義的。

1 變電所智能照明技術(shù)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)

變電所智能照明系統(tǒng)采用CAN總線形式智能照明系統(tǒng),系統(tǒng)主要對變電所建筑各功能房間照明、室外照明進行智能控制,也可對完成對開關(guān)量設備的驅(qū)動或與第三方智能設備的聯(lián)動。系統(tǒng)中所有單元器件(除電源外)均有物理地址,通過CAN總線將所有模塊組成網(wǎng)絡,由配置軟件對設備進行設置及定義,當有信號輸入時,輸入單元將信號通過CAN-BUS總線與相對應的控制模塊進行通信,由輸出單元做出相應的執(zhí)行動作。

系統(tǒng)的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)由區(qū)域?qū)?,線路層,設備層組成,每個區(qū)域支持多條線路,每條線路可支持不同類型的模塊或控制面板。

設備層:設備層又稱CAN總線層,設備層所有模塊(除電源外)均具有物理地址,可通過后臺軟件對模塊進行設置及定義,設備層模塊可通過通信轉(zhuǎn)換模塊接入網(wǎng)絡交換機。

線路層:每條線路*多可以支持62個設備層模塊。線路之間通過網(wǎng)絡交換機相互通信。

區(qū)域?qū)樱簠^(qū)域?qū)?多可以支持62條獨立的線路。

智能照明系統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)如圖1所示。

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圖1智能照明系統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)示意圖

2 系統(tǒng)組成及配電系統(tǒng)設計

系統(tǒng)的設備組成主要有智能照明系統(tǒng)是由系統(tǒng)單元、輸入單元、輸出單元三部分組成。系統(tǒng)單元:主機、PC接口等;輸入單元:觸摸屏、智能開關(guān)等;輸出單元:智能繼電器等。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖、配電箱系統(tǒng)圖如圖2、3所示

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圖2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

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圖3配電箱系統(tǒng)圖

智能照明控制系統(tǒng)采用智能控制面板,具有照明、感應功能的開關(guān)現(xiàn)場控制,也可根據(jù)不同時間和外部環(huán)境通過軟件編程設定不同開燈時段,也可通過后臺軟件中央控制,在主控中心對所有照明回路進行監(jiān)控,通過電腦操作界面控制燈的開關(guān)。

3 主要設備選擇

(1)輸出單元選型:輸出單元是智能照明系統(tǒng)中接受總線信號,對終端設備進行控制的驅(qū)動器。變電所智能照明主要輸出單元為繼電器輸出模塊,對各燈光回路、插座或其他設備進行開關(guān)量控制。設計中選用四路繼電器輸出模塊,八路繼電器輸出模塊。

(2)輸入單元選型:輸入單元是智能照明控制系統(tǒng)中發(fā)送總線信號,對輸出單元進行命令控制的總線設備。變電所智能照明主要輸入單元為智能面板,安裝于現(xiàn)場,用于對燈具的控制。設計中采用6鍵LCD智能控制面板,8路交流開關(guān)狀態(tài)采集模塊。

(3)系統(tǒng)單元選型:系統(tǒng)單元主要用于總線組網(wǎng)、通信、邏輯存儲,第三方接口通信等功能。

電源模塊:主要為智能照明系統(tǒng)提供DC24V總線電源的系統(tǒng)設備,內(nèi)置限流器保證總線電源穩(wěn)定與可靠。

智能網(wǎng)關(guān):智能網(wǎng)關(guān)用于實現(xiàn)智能照明控制系統(tǒng)的通信和網(wǎng)絡管理功能,具有IP網(wǎng)絡、定時、處理RS232/485數(shù)據(jù)的功能,通過TCP/UDP協(xié)議與管理平臺通信。

4 安科瑞智能照明控制系統(tǒng)

4.1概述

ALIBUS智能照明產(chǎn)品采用RS485總線技術(shù),技術(shù)成熟可靠,安全穩(wěn)定。開關(guān)驅(qū)動器具備獨立工作的能力,適用于一些中小型的項目;模塊化設計,可以任意拼接擴展,同時預留I/O口以及Modbus接口,還可以滿足與AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)管理云平臺進行數(shù)據(jù)交換。

4.2應用場所

適合于各類智能小區(qū)、醫(yī)院、學校、酒店,以及體育場所、機場、隧道、車站等大型公建項目的照明控制需求。

4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

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4.4系統(tǒng)功能

1)實時檢測并顯示各個模塊的在線狀態(tài),反饋現(xiàn)場受控回路的開關(guān)狀態(tài),監(jiān)控界面按照樓層各分區(qū)的布局和回路列表來瀏覽。

2)當發(fā)生模塊離線、網(wǎng)關(guān)設備掉線或者狀態(tài)反饋和下發(fā)控制命令不一致時會發(fā)生故障報警,并將故障報警信息記錄并顯示在界面中。

3)可以對單個照明回路實現(xiàn)開關(guān)控制;每個模塊、樓層都有相應的模塊控制開關(guān)和樓層控制開關(guān),也可以一個模塊或者整個樓層實現(xiàn)開關(guān)控制。

4)開關(guān)驅(qū)動器支持過零觸發(fā)功能,負載(燈具)的分合操作僅在交流電過零時進行;可有效減少電磁干擾以及對電網(wǎng)的沖擊,延長燈具與控制裝置的壽命。

5)對每個照明回路可以預設掉電狀態(tài),當照明電源掉電時,開關(guān)驅(qū)動器會自動切換到預設的掉電狀態(tài);確保重新上電時燈具的開關(guān)狀態(tài)是確定與可控的。

6)拖動調(diào)光控件,照明設備從0%到100%進行調(diào)光,可以對單個照明回路實現(xiàn)調(diào)光控制,調(diào)光總控可以對一個模塊的照明回路實現(xiàn)調(diào)光控制,也可以對多個照明回路實現(xiàn)調(diào)光控制,通過圖標的亮滅狀態(tài)反饋現(xiàn)場開關(guān)的狀態(tài)。

7)點擊場景控件,打開或者關(guān)閉對應場景設置,軟件界面上顯示不同的場景模式和場景功能,通過圖標的亮滅顯示對應的場景狀態(tài)是打開還是關(guān)閉。

8)設置定時時間,確認時間點后,對該事件點執(zhí)行的動作進行設置,設置燈在設定的時間點亮或者滅。

9)系統(tǒng)可以通過預設的當?shù)亟?jīng)緯度信息,自動計算每天的日升日落時間;根據(jù)天文時鐘控制照明開關(guān),實現(xiàn)日落開燈、日出關(guān)燈的功能。

10)所有定時控制計劃均可下發(fā)保存至驅(qū)動模塊;當上位機系統(tǒng)故障或模塊離線時,驅(qū)動模塊可以利用自帶的RTC時鐘維持定時控制計劃的正常執(zhí)行,不影響日常的照明控制效果。

11)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是分布式總線結(jié)構(gòu);系統(tǒng)內(nèi)各元件不依賴于其他元件而能夠獨立工作;系統(tǒng)內(nèi)各元件可以通過程序的設定實現(xiàn)功能的多樣性。

12)預留BA或第三方集成平臺接口,采用modbus、opc等方式。

4.5設備選型

名稱

型號

功能

備注

安科瑞智能照明控制系統(tǒng)

ALIBUS

可通過控制面板、人體感應、照度感應、微波感應、上位機系統(tǒng)、觸摸屏、手機、平板端等多種控制終端實現(xiàn)靈活多樣的智能化控制


名稱

型號

上行

下行

外形尺寸

備注

智能通信管理機

Anet-1E1S1

1路以太網(wǎng)

1路RS485

140*90*50


智能通信管理機

Anet-1E2S1

1路以太網(wǎng)

1路RS485

140*90*50


智能通信管理機

Anet-2E4S1

2路以太網(wǎng)

4路RS485

168*113*54


智能通信管理機

Anet-2E8S1

2路以太網(wǎng)

8路RS485

168*113*54


名稱

型號

負載電流

安裝方式

外形尺寸

備注

4路開關(guān)驅(qū)動器

ASL220Z-S4/16

16A

導軌式

144*90*70

1.控制火線

2.每回路額定電流16A

3.磁保持繼電器

4.延時控制

5.電流檢測

6.定時控制

8路開關(guān)驅(qū)動器

AS220Z-S8/16

16A

導軌式

216*90*70

1.控制火線

2.每回路額定電流16A

3.磁保持繼電器

4.延時控制

5.電流檢測

6.定時控制

12路開關(guān)驅(qū)動器

ASL220Z-S12/16

16A

導軌式

288*90*70

1.控制火線

2.每回路額定電流16A

3.磁保持繼電器

4.延時控制

5.電流檢測

6.定時控制

16路開關(guān)驅(qū)動器

ASL220Z-S16/16

16A

導軌式

360*90*70

1.控制火線

2.每回路額定電流16A

3.磁保持繼電器

4.延時控制

5.電流檢測

6.定時控制

8路調(diào)光驅(qū)動器

ASL220Z-SD8/16

16A

導軌式

360*90*70

1.控制火線

2.每回路額定電流16A

3.磁保持繼電器

4.延時控制

5.0-10V調(diào)光

名稱

型號

性能

安裝方式

外形尺寸

備注

紅外感應傳感器

ASL220-PM/T

3-5m

120°

嵌入式吸頂

φ80

開孔55mm

微波感應傳感器

ASL220-RM/T

5-7m

120°

嵌入式吸頂

φ80

開孔55mm

微動感應傳感器

ASL220-PR/T

5-7m

120°

嵌入式吸頂

φ80

開孔55mm

IP網(wǎng)關(guān)

ASL200-485-IP

ALIBUSnet/IP

導軌式

14*28*39

系統(tǒng)組網(wǎng)元件

監(jiān)控軟件接口設備

1聯(lián)2鍵智能面板

ASL220-F1/2

2組控制指令

86盒

86*24*86

開關(guān)

調(diào)光

場景

2聯(lián)4鍵智能面板

ASL220-F2/4

4組控制指令

86盒

86*24*86

3聯(lián)6鍵智能面板

ASL220-F3/6

6組控制指令

86盒

86*24*86

4聯(lián)8鍵智能面板

ASL220-F4/8

8組控制指令

86盒

86*24*86

5 結(jié)束語

為踐行數(shù)字交通和智能交通,以信息技術(shù)手段對大量的公路沿線設施進行統(tǒng)籌管理是大勢所趨,隧道變電所對保障行車安全地位特殊,無人值守隧道變電所智能照明能夠幫助更好地完成監(jiān)控任務,解決盲檢、漏檢問題,本文主要從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、主要功能給出了無人值守隧道變電所智能照明系統(tǒng)方案,為工程設計提供幫助。

參考文獻

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[3]張岳軍,吳光明.智能照明系統(tǒng)控制網(wǎng)絡的研究[J].照明工程學報,2004,5(4):16-19.

[4]趙 偉,高速公路無人值守隧道變電所智能照明方案.

[5]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2022.05

作者簡介:劉細鳳,女,現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司,主要研究方向為智能照明控制系統(tǒng)領域。


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