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浅析高速公路隧道变电所智能照明控制方案

文章更新时间:2023-07-03 点击量:172

【摘要】:目前,公路隧道无人值守变电站已设置视频监控设施。在日常运行中,由于光线不足,隧道监控室人员无法进行远程检查,存在盲检、漏检等问题。这一问题的存在是由于传统的照明方法无法完quan远程打开照明设施。针对这一问题,提出了公路隧道无人值守变电站的智能照明方案,为隧道变电站的照明工程设计提供了参考。


1.引言

隧道照明、通风、监测、消防设施的电源由高速公路沿线隧道变电站承担,其安全运行对隧道的安全运行起着至关重要的作用。隧道变电所具有点多、分散的特点,大部分属于无人值守变电所。隧道监控室对其进行了智能监控管理。但由于光线不足,隧道监控室人员无法远程检查,存在盲检、漏检等问题。为了配合视频监控设施,实现远程开启照明设施,隧道变电所的智能照明设计变得十分必要。此外,由于部分高速公路沿线有几十个无人值守隧道变电站,当发生报警或故障时,可以及时检查变电站现场情况,减少人员到现场检查处理,大大降低运行成本。目前,由于智能变电站建设的要求,变电站已按照智能照明方式设计或改造传统照明方式,公路隧道变电站照明仍采用传统照明方式,从实现公路信息化、智能化的角度,公路隧道变电站智能照明设计也非常有意义。


2.变电所智能照明技术网络结构

变电站智能照明系统采用CAN总线智能照明系统,主要智能控制变电站建筑各功能房间照明和室外照明,完成开关量设备的驱动或与第三方智能设备的联动。系统中的所有单元设备(电源除外)都有物理地址。所有模块通过CAN总线形成网络,配置软件设置和定义设备。当有信号输入时,输入单元通过CAN-BUS总线与相应的控制模块通信信号,输出单元进行相应的执行动作。

该系统的网络结构由区域层、线路层和设备层组成。每个区域支持多条线路,每条线路可支持不同类型的模块或控制面板。

设备层:设备层又称CAN总线层。设备层的所有模块(电源除外)都有物理地址,模块可以通过后台软件设置和定义。设备层模块可以通过通信转换模块接入网络交换机。

线路层:每条线路*可支持62个设备层模块。线路通过网络交换机相互通信。

区域层:区域层*多可支持62条独立线路。

如图所示,智能照明系统的网络结构。

15.png


2.1系统组成及配电系统设计

智能照明系统主要由系统单元、输入单元和输出单元组成。系统单元:主机、PC接口等。;输入单元:触摸屏、智能开关等。;输出单元:智能继电器等。

系统结构图


智能照明控制系统采用智能控制面板、照明、感应功能开关现场控制,也可根据不同时间和外部环境通过软件编程设置不同的照明时间段,也可通过背景软件中央控制,在主控制中心监控所有照明电路,通过计算机操作界面控制灯开关。


3.主要设备选择

(1)输出单元选择:输出单元是智能照明系统中接收总线信号并控制终端设备的驱动器。变电站智能照明的主要输出单元是继电器输出模块,控制各照明电路、插座或其他设备的开关量。四路继电器输出模块和八路继电器输出模块。

(2)输入单元选择:输入单元是在智能照明控制系统中发送总线信号并命令控制输出单元的总线设备。变电站智能照明的主要输入单元为智能面板,安装在现场控制灯具。设计采用6键LCD智能控制面板和8路交流开关状态采集模块。

(3)系统单元选择:系统单元主要用于总线组网、通信、逻辑存储、第三方接口通信等功能。

电源模块:主要为智能照明系统提供DC24V总线电源的系统设备,内置限流器保证总线电源的稳定性和可靠性。

智能网关:智能网关用于实现智能照明控制系统的通信和网络管理功能,具有IP网络、定时、处理RS232/485数据的功能,通过TCP/UDP协议与管理平台进行通信。


4.安科瑞智能照明控制系统

4.1概述

ALIBUS智能照明产品采用RS485总线技术,技术成熟可靠,安全稳定。开关驱动器具有独立工作的能力,适用于一些中小型项目;模块化设计可以随意拼接扩展,预留I/O端口和Modbus接口,也可以满足与Acrelems企业微电网管理云平台的数据交换。

4.2应用场所

适用于各类智能社区、医院、学校、酒店、体育场所、机场、隧道、车站等大型公共建设项目的照明控制需求。

4.3系统结构

4.4系统功能

(1)实时检测和显示各模块的在线状态,反馈现场控制电路的开关状态,监控界面根据各楼层分区的布局和电路列表进行浏览。

(2)当模块离线、网关设备离线或状态反馈与控制命令不一致时,会发生故障报警,并在界面中记录和显示故障报警信息。

(3)可实现单个照明电路的开关控制;每个模块和楼层都有相应的模块控制开关和楼层控制开关,也可以实现一个模块或整个楼层的开关控制。

(4)开关驱动器支持零触发功能,负载(灯)分离操作仅在交流电过零时进行,可有效减少电磁干扰和对电网的影响,延长灯具和控制装置的使用寿命。

(5)每个照明电路可预设断电状态。当照明电源断电时,开关驱动器会自动切换到预设断电状态;确保重新启动时灯具的开关状态是确定和可控的。

(6)拖动调光控制,照明设备从0%调光到100%调光,可实现单个照明电路的调光控制。调光总控制可实现模块照明电路的调光控制,也可实现多个照明电路的调光控制,并通过图标的亮灭状态反馈现场开关的状态。

(7)点击场景控制,打开或关闭相应的场景设置。软件界面显示不同的场景模式和场景功能,显示相应的场景状态是打开还是关闭。

(8)设定时间,确认时间点后,设置事件点的动作,设置灯在设定时间点亮或熄灭。

(9)系统可通过预设的当地经纬度信息自动计算日升日落时间;根据天文时钟控制照明开关,实现日落灯和日出灯的功能。

(10)所有定时控制计划都可以发布并保存到驱动模块中;当上位机系统故障或模块离线时,驱动模块可以使用自己的RTC时钟来维持定时控制计划的正常执行,而不影响日常照明控制效果。

(11)系统结构为分布式总线结构;系统中的每个组件都可以独立工作,而不依赖其他组件;系统中的每个组件都可以通过设置程序来实现功能的多样性。

(12)预留BA或第三方集成平台接口,使用modbus、opc等方法。


4.5设备选型



5 .结束语

为践行数字交通和智能交通,以信息技术手段对大量的公路沿线设施进行统筹管理是大势所趋,隧道变电所对保障行车安全地位特殊,无人值守隧道变电所智能照明能够帮助更好地完成监控任务,解决盲检、漏检问题,本文主要从系统结构、主要功能给出了无人值守隧道变电所智能照明系统方案,为工程设计提供帮助。


参考文献

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[4]赵 伟,高速公路无人值守隧道变电所智能照明方案.

[5]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2022.05