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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(shí)間:2023-06-28      瀏覽次數(shù):269

【摘要】:目前公路隧道無(wú)人值守變電所均已設(shè)置了視頻監(jiān)控設(shè)施,在日常運(yùn)營(yíng)中由于光線(xiàn)不足,隧道監(jiān)控室人員無(wú)法遠(yuǎn)程巡視,存在監(jiān)控的盲檢、漏檢問(wèn)題。該問(wèn)題存在是由于傳統(tǒng)照明方式無(wú)法完遠(yuǎn)程開(kāi)啟照明設(shè)施,文章針對(duì)該問(wèn)題,提出公路隧道無(wú)人值守變電所智能照明方案,為隧道變電所照明工程設(shè)計(jì)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(xiàn)隧道變電所承擔(dān)隧道照明、通風(fēng)、監(jiān)控、消防設(shè)施的電源,其安全運(yùn)行對(duì)隧道的安全運(yùn)營(yíng)起著至關(guān)重要的作用。隧道變電所具有點(diǎn)多、分散的特點(diǎn),而且大多數(shù)屬于無(wú)人值守變電所,隧道監(jiān)控室已對(duì)其進(jìn)行了智能化監(jiān)控管理,但由于光線(xiàn)不足,隧道監(jiān)控室人員無(wú)法遠(yuǎn)程巡視,存在監(jiān)控的盲檢、漏檢問(wèn)題,為配合視頻監(jiān)控設(shè)施,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程開(kāi)啟照明設(shè)施,隧道變電所智能照明設(shè)計(jì)變得十分必要。另外,由于部分高速公路沿線(xiàn)無(wú)人值守隧道變電所多達(dá)幾十處,當(dāng)出現(xiàn)或故障情況時(shí),能夠及時(shí)查看變電所現(xiàn)場(chǎng)情況,減少人員趕往現(xiàn)場(chǎng)查看處置,大大減少運(yùn)營(yíng)成本。目前,國(guó)網(wǎng)變電所由于智能變電站建設(shè)的要求,變電所已按智能照明方式設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)公路信息化、智能化的角度,進(jìn)行公路隧道變電所智能照明設(shè)計(jì)也是十分有意義的。

1 變電所智能照明技術(shù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

變電所智能照明系統(tǒng)采用CAN總線(xiàn)形式智能照明系統(tǒng),系統(tǒng)主要對(duì)變電所建筑各功能房間照明、室外照明進(jìn)行智能控制,也可對(duì)完成對(duì)開(kāi)關(guān)量設(shè)備的驅(qū)動(dòng)或與第三方智能設(shè)備的聯(lián)動(dòng)。系統(tǒng)中所有單元器件(除電源外)均有物理地址,通過(guò)CAN總線(xiàn)將所有模塊組成網(wǎng)絡(luò),由配置軟件對(duì)設(shè)備進(jìn)行設(shè)置及定義,當(dāng)有信號(hào)輸入時(shí),輸入單元將信號(hào)通過(guò)CAN-BUS總線(xiàn)與相對(duì)應(yīng)的控制模塊進(jìn)行通信,由輸出單元做出相應(yīng)的執(zhí)行動(dòng)作。

系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)由區(qū)域?qū)?,線(xiàn)路層,設(shè)備層組成,每個(gè)區(qū)域支持多條線(xiàn)路,每條線(xiàn)路可支持不同類(lèi)型的模塊或控制面板。

設(shè)備層:設(shè)備層又稱(chēng)CAN總線(xiàn)層,設(shè)備層所有模塊(除電源外)均具有物理地址,可通過(guò)后臺(tái)軟件對(duì)模塊進(jìn)行設(shè)置及定義,設(shè)備層模塊可通過(guò)通信轉(zhuǎn)換模塊接入網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)。

線(xiàn)路層:每條線(xiàn)路*多可以支持62個(gè)設(shè)備層模塊。線(xiàn)路之間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)相互通信。

區(qū)域?qū)樱簠^(qū)域?qū)?多可以支持62條獨(dú)立的線(xiàn)路。

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

image.png

圖1智能照明系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖

2 系統(tǒng)組成及配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的設(shè)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(jī)、PC接口等;輸入單元:觸摸屏、智能開(kāi)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 

圖2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

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(yīng)功能的開(kāi)關(guān)現(xiàn)場(chǎng)控制,也可根據(jù)不同時(shí)間和外部環(huán)境通過(guò)軟件編程設(shè)定不同開(kāi)燈時(shí)段,也可通過(guò)后臺(tái)軟件中央控制,在主控中心對(duì)所有照明回路進(jìn)行監(jiān)控,通過(guò)電腦操作界面控制燈的開(kāi)關(guān)。

3 主要設(shè)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(xiàn)信號(hào),對(duì)終端設(shè)備進(jìn)行控制的驅(qū)動(dòng)器。變電所智能照明主要輸出單元為繼電器輸出模塊,對(duì)各燈光回路、插座或其他設(shè)備進(jìn)行開(kāi)關(guān)量控制。設(shè)計(jì)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(xiàn)信號(hào),對(duì)輸出單元進(jìn)行命令控制的總線(xiàn)設(shè)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(chǎng),用于對(duì)燈具的控制。設(shè)計(jì)中采用6鍵LCD智能控制面板,8路交流開(kāi)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(xiàn)組網(wǎng)、通信、邏輯存儲(chǔ),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(xiàn)電源的系統(tǒng)設(shè)備,內(nèi)置限流器保證總線(xiàn)電源穩(wěn)定與可靠。

智能網(wǎng)關(guān):智能網(wǎng)關(guān)用于實(shí)現(xiàn)智能照明控制系統(tǒng)的通信和網(wǎng)絡(luò)管理功能,具有IP網(wǎng)絡(luò)、定時(shí)、處理RS232/485數(shù)據(jù)的功能,通過(guò)TCP/UDP協(xié)議與管理平臺(tái)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(xiàn)技術(shù),技術(shù)成熟可靠,安全穩(wěn)定。開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器具備獨(dú)立工作的能力,適用于一些中小型的項(xiàng)目;模塊化設(shè)計(jì),可以任意拼接擴(kuò)展,同時(shí)預(yù)留I/O口以及Modbus接口,還可以滿(mǎn)足與AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)管理云平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

4.2應(yīng)用場(chǎng)所

適合于各類(lèi)智能小區(qū)、醫(yī)院、學(xué)校、酒店,以及體育場(chǎng)所、機(jī)場(chǎng)、隧道、車(chē)站等大型公建項(xiàng)目的照明控制需求。

4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

image.png

4.4系統(tǒng)功能

1)實(shí)時(shí)檢測(cè)并顯示各個(gè)模塊的在線(xiàn)狀態(tài),反饋現(xiàn)場(chǎng)受控回路的開(kāi)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(lái)瀏覽。

2)當(dāng)發(fā)生模塊離線(xiàn)、網(wǎng)關(guān)設(shè)備掉線(xiàn)或者狀態(tài)反饋和下發(fā)控制命令不一致時(shí)會(huì)發(fā)生故障,并將故障信息記錄并顯示在界面中。

3)可以對(duì)單個(gè)照明回路實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)控制;每個(gè)模塊、樓層都有相應(yīng)的模塊控制開(kāi)關(guān)和樓層控制開(kāi)關(guān),也可以一個(gè)模塊或者整個(gè)樓層實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)控制。

4)開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器支持過(guò)零觸發(fā)功能,負(fù)載(燈具)的分合操作僅在交流電過(guò)零時(shí)進(jìn)行;可有效減少電磁干擾以及對(duì)電網(wǎng)的沖擊,延長(zhǎng)燈具與控制裝置的壽命。

5)對(duì)每個(gè)照明回路可以預(yù)設(shè)掉電狀態(tài),當(dāng)照明電源掉電時(shí),開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器會(huì)自動(dòng)切換到預(yù)設(shè)的掉電狀態(tài);確保重新上電時(shí)燈具的開(kāi)關(guān)狀態(tài)是確定與可控的。

6)拖動(dòng)調(diào)光控件,照明設(shè)備從0%到100%進(jìn)行調(diào)光,可以對(duì)單個(gè)照明回路實(shí)現(xiàn)調(diào)光控制,調(diào)光總控可以對(duì)一個(gè)模塊的照明回路實(shí)現(xiàn)調(diào)光控制,也可以對(duì)多個(gè)照明回路實(shí)現(xiàn)調(diào)光控制,通過(guò)圖標(biāo)的亮滅狀態(tài)反饋現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)。

7)點(diǎn)擊場(chǎng)景控件,打開(kāi)或者關(guān)閉對(duì)應(yīng)場(chǎng)景設(shè)置,軟件界面上顯示不同的場(chǎng)景模式和場(chǎng)景功能,通過(guò)圖標(biāo)的亮滅顯示對(duì)應(yīng)的場(chǎng)景狀態(tài)是打開(kāi)還是關(guān)閉。

8)設(shè)置定時(shí)時(shí)間,確認(rèn)時(shí)間點(diǎn)后,對(duì)該事件點(diǎn)執(zhí)行的動(dòng)作進(jìn)行設(shè)置,設(shè)置燈在設(shè)定的時(shí)間點(diǎn)亮或者滅。

9)系統(tǒng)可以通過(guò)預(yù)設(shè)的當(dāng)?shù)亟?jīng)緯度信息,自動(dòng)計(jì)算每天的日升日落時(shí)間;根據(jù)天文時(shí)鐘控制照明開(kāi)關(guān),實(shí)現(xiàn)日落開(kāi)燈、日出關(guān)燈的功能。

10)所有定時(shí)控制計(jì)劃均可下發(fā)保存至驅(qū)動(dòng)模塊;當(dāng)上位機(jī)系統(tǒng)故障或模塊離線(xiàn)時(shí),驅(qū)動(dòng)模塊可以利用自帶的RTC時(shí)鐘維持定時(shí)控制計(jì)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(xiàn)結(jié)構(gòu);系統(tǒng)內(nèi)各元件不依賴(lài)于其他元件而能夠獨(dú)立工作;系統(tǒng)內(nèi)各元件可以通過(guò)程序的設(shè)定實(shí)現(xiàn)功能的多樣性。

12)預(yù)留BA或第三方集成平臺(tái)接口,采用modbus、opc等方式。

4.5設(shè)備選型

名稱(chēng)

型號(hào)

功能

備注

安科瑞智能照明控制系統(tǒng)

ALIBUS

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


名稱(chēng)

型號(hào)

上行

下行

外形尺寸

備注

智能通信管理機(jī)

Anet-1E1S1

1路以太網(wǎng)

1路RS485

140*90*50


智能通信管理機(jī)

Anet-1E2S1

1路以太網(wǎng)

1路RS485

140*90*50


智能通信管理機(jī)

Anet-2E4S1

2路以太網(wǎng)

4路RS485

168*113*54


智能通信管理機(jī)

Anet-2E8S1

2路以太網(wǎng)

8路RS485

168*113*54


名稱(chēng)

型號(hào)

負(fù)載電流

安裝方式

外形尺寸

備注

4路開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器

ASL220Z-S4/16

16A

導(dǎo)軌式

144*90*70

1.控制火線(xiàn)

2.每回路額定電流16A

3.磁保持繼電器

4.延時(shí)控制

5.電流檢測(cè)

6.定時(shí)控制

8路開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器

AS220Z-S8/16

16A

導(dǎo)軌式

216*90*70

1.控制火線(xiàn)

2.每回路額定電流16A

3.磁保持繼電器

4.延時(shí)控制

5.電流檢測(cè)

6.定時(shí)控制

12路開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器

ASL220Z-S12/16

16A

導(dǎo)軌式

288*90*70

1.控制火線(xiàn)

2.每回路額定電流16A

3.磁保持繼電器

4.延時(shí)控制

5.電流檢測(cè)

6.定時(shí)控制

16路開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器

ASL220Z-S16/16

16A

導(dǎo)軌式

360*90*70

1.控制火線(xiàn)

2.每回路額定電流16A

3.磁保持繼電器

4.延時(shí)控制

5.電流檢測(cè)

6.定時(shí)控制

8路調(diào)光驅(qū)動(dòng)器

ASL220Z-SD8/16

16A

導(dǎo)軌式

360*90*70

1.控制火線(xiàn)

2.每回路額定電流16A

3.磁保持繼電器

4.延時(shí)控制

5.0-10V調(diào)光

名稱(chēng)

型號(hào)

性能

安裝方式

外形尺寸

備注

紅外感應(yīng)傳感器

ASL220-PM/T

3-5m

120°

嵌入式吸頂

φ80

開(kāi)孔55mm

微波感應(yīng)傳感器

ASL220-RM/T

5-7m

120°

嵌入式吸頂

φ80

開(kāi)孔55mm

微動(dòng)感應(yīng)傳感器

ASL220-PR/T

5-7m

120°

嵌入式吸頂

φ80

開(kāi)孔55mm

IP網(wǎng)關(guān)

ASL200-485-IP

ALIBUSnet/IP

導(dǎo)軌式

14*28*39

系統(tǒng)組網(wǎng)元件

監(jiān)控軟件接口設(shè)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(kāi)關(guān)

調(diào)光

場(chǎng)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(yǔ)

為踐行數(shù)字交通和智能交通,以信息技術(shù)手段對(duì)大量的公路沿線(xiàn)設(shè)施進(jìn)行統(tǒng)籌管理是大勢(shì)所趨,隧道變電所對(duì)保障行車(chē)安全地位特殊,無(wú)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(wù),解決盲檢、漏檢問(wèn)題,本文主要從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、主要功能給出了無(wú)人值守隧道變電所智能照明系統(tǒng)方案,為工程設(shè)計(jì)提供幫助。

參考文獻(xiàn)

[1]中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì).T/CECS612—2019,智能照明控制系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程[S].2019.

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[3]張?jiān)儡?,吳光?智能照明系統(tǒng)控制網(wǎng)絡(luò)的研究[J].照明工程學(xué)報(bào),2004,5(4):16-19.

[4]趙 偉,高速公路無(wú)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(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2022.05


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