2021-05-12
我司結合實際工程需求,設計開發了基于RS485隧道照明智能控制系統,該系統不僅能滿足現有大多數隧道照明控制的需求,還可使隧道照明系統更智能、更節能。
公路隧道照明系統作為保證車輛安全通行的同時也使得隧道照明運營開支居高不下。近年來,LED以其低能耗高效率及可調光的特點,在照明行業正得到廣泛的應用。作為光源,LED的優勢體現在三個方面:節能、環保和長壽命。LED不依靠燈絲發熱來發光,能量轉換效率非常高,理論上可以達到白熾燈10%的能耗,相比熒光燈,LED也可以達到50%節能效果。通過調光功能可在原有的節能基礎上再節能30%-50%,通過單燈控制器通信對 LED燈具合理的智能照明無級控制,這對提高隧道照明質量,降低能耗與隧道運營成本,營造安全舒適的隧道行車環境,具有重要的意義。
在隧道和隧道燈控制系統中,需要傳輸的數據量很少,只需幾分鐘甚至幾十分鐘發送一次數據,每次發送的數據量也很小,所以RS485技術的低速率的特點恰好適合應用在這個控制領域中。利用rs485技術低功耗的特點,實現節能的目的。
利用監控系統可以在監控中心通過時間策略和分組策略照明燈具的開關和無級亮度控制,更加靈活的操作。
本系統通過先進的軟件和硬件以及通訊系統構成,包括監控中心(原有機房)、集中控制器、單燈控制器、傳感器構成,選用最先進的設備,滿足隧道照明的要求。對隧道燈進行有效的管理和維護。及時監測并發現設備故障,及時進行維護和管理,保證設備的可用性,延長設備的使用年限。
系統的控制與反饋過程如下:
中心控制軟件將控制指令通過光纖網絡或GPRS無線網絡將下傳至集中控制器,集中控制器再通過rs485有線方式發送至單燈控制器,單燈控制器解析數據包,執行相應任務。
本方案涉及包括對目前現有的隧道燈控制柜及隧道單燈控制器實現以高科技手段為支撐的高水平、高性能,節能、可靠、穩定的城市隧道綠色照明智能監控系統。
1、隧道燈監控系統采用先進的集散式測控系統方案,由設在隧道燈所的監控中心擔任集中控制的心臟,而由分布在隧道內的遠程監控終端(集中控制器)作為分布式控制節點站使用RS485有線信號對單燈實現控制。
2、監控中心與集中控制器之間的雙向通訊采用中國移動的無線公用數據網(4G)通訊,或使用光纖、雙絞線等有線網絡。
3、每個隧道照明區域集中控制器與隧道燈采用RS485有線通訊,對隧道燈進行單燈控制。
4、集中管理器帶有獨立操作系統,可脫離監控中心獨立執行命令以及數據保存。在監控中心發生停電或者發生其他系統故障時以及移動網絡臨時故障時,集中器可獨立執行預設各種定時任務以及管理系統。
★主動問詢功能:監控中心可以主動查詢每盞隧道燈的開關狀態、電流電壓、電壓、功率、功率因數等數據
★主動控制功能:監控中心可以依據控制權限控制任意一盞、一組、一個區域隧道燈;并依據客戶自己要求,實現半夜、關半邊及調光降功率的控制,以達到節能效果等功能
★自動光控功能:依據隧道上光照儀采集的光照亮度數據,自動調整隧道內各不同區域光照亮度;
★報警功能:通信中斷、燈故障等情況出現時,監控中心有報警顯示
★地圖功能:在電子地圖上顯示每盞燈的開關狀態并對每盞燈、每隧道燈遠程手動執行開關燈、調光功能。
★數據存儲功能:現場監控設備和服務器上的數據庫中存儲歷史記錄
★數據查詢功能:監控中心可以查詢任意時間段隧道燈數據信息
★曲線報表功能:可以生成電量報表
★遠程維護功能:監控設備中的采集和通信模塊具備遠程參數設置和維護功能
★拓展功能:系統可自由增減監控設備的數量;監控設備可以擴展其它功能
★安裝施工簡易快捷,無需鋪設專線,節省成本。
★依據隧道上光照亮度控制燈具的開/關和亮度,從而可以顯著延長燈具的有效壽命,減少燈具更換次數,節約資源,減少有害氣體污染環境??梢赃h程設置節點控制參數,實現節點的靈活控制。也大幅降低了電耗,節約用電,同時還可以延長燈源壽命。
★通過微機、集中器設置,防止非授權人操作,確保斷路器安全可靠。依據用電情況,可判斷無人值守的用電設備運行情況。所有運行參數(自動通斷電時間,區域劃分)可在管理終端隨時設置,隨時啟用,管理方便。
★開關燈時間控制:
★自動開關時段燈;
★根據地理經緯度,自動計算當地日出日落時間,按日(節季變化)動態精確調整開關燈時間,以達到節電節能、提高隧道照明質量的目的;
★自動依據光照儀采集數據調整亮度;
(二)、多種控制開關燈方式:★自動遙控─按控制中心設定的開關燈定時任務,自動運行;
★日出日落控制─根據地理經緯度,自動計算當地日出日落時間,按日(節季變化)動態精確調整開關燈時間。
★普通定時執行方案;
(三)、區域控制功能:★全部區域─對所有設定的全部控制區域進行控制;
★部分區域─對所控區域內的部分區域進行控制;
★選擇組單位─如可以路段或片區為單位進行編組,對某組或某幾組進行控制;
★單點或單燈開關─可對單點或單燈進行精確控制;
(四)、自動檢測功能:★自動巡檢、隨機檢測或按時段定時巡檢:
★各單燈、各回路是否按中心指定開關操作和運行,并取得相應狀態;
★各單燈的電流、電壓值等;
★在箱變柜加裝具有485接口的數字電量表以后,可取得各箱變的用電量,并合計為總電量;
★上述數據及時上傳至控制中心。
(五)故障報警功能:★系統對自動或手動檢測各單燈或回路狀態進行自動判別,發現故障時將及時報警,或設定為手機短信等方式向有關人員進行遠程報警。
★停電(或斷電);
★監控終端故障;
★通信故障;
★單燈故障;
★其它系統認為有必要報告的故障。
★所有故障報警都帶有故障類型、單位名稱等信息,并作為檔案記錄在數據庫中。
(六)數據處理、儲存、查詢和打印功能:★查詢當前各監控點運行工作參數;
★查詢任意歷史時段、任意監控點的運行情況數據;
★分類查詢各類故障報警,如電控箱、遠程監控終端、單燈監控終端有關故障報警(可選)等。
★故障報警報表。
★各類數據曲線圖表。
(七)地理圖文顯示功能:★采用簡易地理圖文顯示,達到圖文并茂、界面美觀和使用方便的效果。
★通過數字標定,將所控區域的集中控制器單元及其控制區域標定在電子地圖上;
★激活地圖上任一集中控制器時圖標,可顯示所選集中控制器有關數據或參數;
★電子地圖可無級縮放與平滑瀏覽,可以不等比例要求同屏顯示地圖,通過大屏幕系統,可同屏或分屏顯示多個終端運行情況;
★使用電子觸摸屏時,可更方便地進行有關監控、操作和查詢;
★能實時直觀顯示各集中控制器有無開燈回路;
★當系統檢測到某個集中控制器單元有故障報警時,系統將及時標定并顯示警告標志。
★顯示單燈工作狀態。
(八)遠程抄表功能并進行統計分析:★監控中心軟件可與配電柜數字電表通訊,實現自動遠程抄表并進行統計分析。
(九)監控終端(集中控制器)現場調試、維護接口和遠程升級功能:★每一個遠程監控終端集中控制器都具有調試和維護接口、按鈕和遠程升級功能,便于調試、維護和系統升級。
(十)系統增容擴容功能:★系統具有靈活的遠程終端增減擴容功能,可動態增加、刪除終端設備,無需修改地圖;
★系統所采用的中心數據庫、無線通訊方式及模塊化監控終端結構,均能滿足大中城市隧道燈及有關燈光系統長期的發展和擴容要求。
(十一)單燈控制運行功能:★實現各種不同的開關燈組合。如隔單盞亮,隔多盞亮,交叉亮等多種亮燈模式,或自定義亮燈模式。
監控中心(使用項目原有機房)作為隧道燈光系統的控制心臟,擔負著隧道燈光系統自動控制和管理任務。
監控中心使用原有的服務器,配置需滿足以下要求:
CPU:Intel(R) Xeon(R) CPU E5-2650 V2 @ 2.60GHz x4
硬盤:1T 以上
C盤至少30G 以上
C盤至少30G 以上
內存:16GDDR 以上
服務器操作系統版本:Windows Server 2012 R2 Standard 64 位
青島美侖電子開發的智慧城市監控和管理系統,是為智慧城市的管理和維護工作量身定制的一套智能監控和管理軟件,它集通訊、信息管理、電器組態控制為一體。
監控軟件采用模塊化結構,用戶可根據實際需求和財力、物力逐步投入,靈活配置。報警分析和顯示模塊、開關燈時間管理模塊是隧道燈監控和管理軟件的核心,監控軟件采用超強直觀的圖形結構,實時準確分析、判斷、定位和標注故障。適應于不同層次、不同學歷的工作人員操作。監控的目的就是監測現場設備、輸入輸出線路和中間電器的運行狀態,達到預兆故障,保障亮燈的目的。
系統關鍵地方進行冗余,在服務器或前置計算機出故障時可以進行切換,關鍵數據進行自動備份,有恢復機制。
安全性:系統根據不同的操作級別,進行安全管理,不同的級別進行相應的操作權限,并輸入相關密碼才能登錄系統。配備完整的操作記錄和歷史數據。
易用性:全部程序均圖形化設計,中文界面,所有命令均由鼠標操作,美觀易用,操作簡單、運行舒暢。
集中管理器是照明控制系統中的一個組件,是照明控制系統中的一個重要組成部分,其核心芯片采用自主研發的底層通信模塊,GPRS通信模塊,高性能的ARM,配合專業的硬件和軟件設計,使產品具有功能強大,易實施、免布線、工作可靠、易于維護等優點,是專門為智能隧道燈照明而研發出來的高性能隧道燈節能產品。
集中管理器符合TCP/IP協議,接口支持485串口,網絡NET口,功能主要是定時控制,經緯度自動控制,回路遠程控制,三相電采集;
集中管理器內部包含一個三相電流與三相電壓計量電路,它可以實時采集三相電的負載工作及用電情況,通過采集每個回路的功率,來統計隧道燈的亮燈率,大大減少隧道燈管理部門的工作壓力,提高工作效率,從而顯著提高社會節能效益。
技術參數:單燈控制器是美侖電子全力打造的專業照明控制系統中的一個組件,是照明控制系統中的一個重要組成部分,其核心芯片采用自主研發的通信模塊,配合專業的硬件和軟件設計,使產品具有功能強大,易實施、免布線、工作可靠、易于維護等優點,是專門為智能隧道燈照明而研發出來的高性能隧道燈節能產品。
單燈控制器具有通訊距離遠、抗干擾能力強、組網靈活等優點,可實現一點對多點及多點對多點之間的設備間數據的透明傳,可組成星型網、網狀網等MESH網絡結構。
單燈控制器內部包含一個電流與電壓計量電路,它可以實時采集單燈控制器的負載工作及用電情況,通過采集每個隧道燈的功率因數,來統計隧道燈的亮燈率,大大減少隧道燈管理部門的工作壓力,提高工作效率,從而顯著提高社會節能效益。
單燈控制器在提供多路繼電器開關的同時也提供PWM信號及0-10V信號的輸出,對與需要調光的場合(例如LED 隧道燈系統)提供支持。
在單個隧道(包括左向和右向通道各一個)進口與出口各布1個集中管理器(雙向進出口共4個),每個隧道大約1000盞燈(包括基本和加強燈)。
時間段 |
基本燈亮度 |
加強燈亮度 |
6:00~18:00 |
85% |
100% |
18:00~22:00 |
80% |
80% |
22:00~05:00 |
70% |
60% |
05:00~06:00 |
80% |
80% |
備注:以上軟件配置可以根據實際情況在平臺軟件隨時調整。
序號 |
設備名稱 |
品牌 |
設備型號 |
技術參數 |
單位 |
數量 |
單價 |
備注 |
1 |
美侖電子 |
XN50 |
一路PWM或0-10V調光輸出,一路單燈電流、電壓、功率、壞燈檢測功能 |
臺 |
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一盞隧道燈配置一臺 |
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2 |
集中控制器 |
美侖電子 |
上行4G或10/100M以太網,RS485/接口, 4回路控制,三箱電檢測,電表計量,定時和經緯度控制 |
臺 |
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一個照明配電柜一臺 |
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3 |
智慧城市平臺管理軟件 |
美侖電子 |
V1.0 |
單燈開關燈,調光;時控系統,智能管理系統 |
套 |
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整個項目機房一套 |
4 |
系統安裝指導、調試、培 |
美侖電子 |
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系統調試,客戶和業主培訓 |
人/天 |
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首先,采用集散式控制的監控方式提高了隧道燈控制的實時性,可以根據季節、氣候以及特殊節假日的需要,隨心所欲地控制全任何一盞隧道燈的開關,提高亮燈的一致性,又可避免由于鐘控器走時不準或失控而造成的電能浪費,做到適時、適度照明。
同時,采用電腦智能化控制系統后,每個單燈的狀態可以及時反饋到控制中心,運行和管理人員足不出戶即可了解到各處開關燈情況,既節省了巡燈運行費用,又大大縮短響應處理時間,并可通過完善的故障診斷功能,及時發現故障隱患,做到防患于未然。
可以估計的經濟效益包括節省的電費開支和運行維護費用兩大部分。
電費開支的節省,設置時間開關燈,避免電能浪費。
采用燈光自動監控系統后,每夜巡燈由電腦實現,如無故障,則不必出動車輛,節省大量的人力物力。監控系統自動控制開關燈操作,取消了每半月一次的人工修改時鐘的工作,亦可節省大量的人力物力。主要體現在以下幾個方面:
巡燈費用建立監控系統后,減少了派車巡燈的費用。以前隧道燈管理所的人分組去巡燈,現在一般情況下不需要人工巡燈。
燈具損耗費由于采用經濟運行方式,讓隧道燈科學地輪換“休息”和穩壓運行,還可大大延長燈泡使用壽命,一般可節約25%左右費用。
該系統可以智能化調節隧道燈系統照明功耗,可以通過配合先進的節電設備和完善的電力方案來節省電力使用量,達到節能環保的目的。
系統是一個網絡通信控制系統,建設好這個網絡系統,可以為整個城市的隧道燈數字化實現提供有力的保障作用。
集中控制器和單燈控制器安裝極為方便,集中管理器只需供電即可,單燈控制器與驅動電源串聯即可
單燈控制器的防水等級為IP65,在現場作業施工時候,需要注意節點防護;
集中控制器的回路額定輸出電流為220V/2A,施工工程中,盡量避免過載使用,導致保險絲燒斷;
工程驗收由工程設計、施工和建設單位的代表組成驗收小組,按竣工圖進行。驗收時應做好記錄,簽署驗收證書;驗收合格后,方可交付使用。當驗收不合格時,應由設計、施工單位返修直到合格,再行驗收。作為施工單位在正式工程驗收前10天,自己應組織預驗收。
系統安裝質量驗收
系統功能的測試驗收
系統技術指標及系統設備技術指標的測試驗收<
系統安裝質量、安裝工藝驗收按國標等相關標準和行業標準驗收;
系統功能測試驗收按工程承建方向工程建設方提交的《系統工程設計方案》中的“系統功能”章節所敘述的具體內容進行驗收;
系統技術指標和系統設備技術指標的驗收,按承建方提交的技術資料測試驗收。
我公司產品按照國家規定,提供“三包”服務,服務期限為自安裝之日起12個月。
在“三包”期內,硬件產品無條件替換;
在“三包”期內,我公司指定專人專門進行現場服務;
在“三包”期內,軟件產品免費升級;
對于我公司所設計施工的系統及我公司銷售的設備我們保證用戶能夠得到整個系統的終身技術支持和服務。在服務速度上,我們承諾,在用戶系統出現故障時,我們在最短時間內響應。
在系統設備到貨后,我們將指派專門人員前往用戶現場,做好設備安裝的先期準備工作,以使系統設備運行在一個良好的工作環境,并將與用戶協調有關系統的安裝調試工作。我們的有關人員將與用戶一起對設備進行檢查驗收,并實施現場的安裝調試工作,以便及時解決萬一在發貨過程中存在的差錯。
作為技術支持重要部分,我們還將為用戶提供最佳的系統升級服務,并確保:
◆技術的先進性與應用適用發展趨勢;客戶的系統管理員或系統管理維護人員隨時可與我公司直接電話聯系,由我們的工程師和軟件工程師通過電話向用戶提供專業的技術咨詢,以最快的速度解決用戶網絡系統中出現的問題,并提供全天候、無周末、1小時響應服務。
當我們的工程師通過電話無法及時排除問題時,我們會迅速派遣工程師并帶所需一切工具來到現場進行維護工作,直到所有問題被解決為止。標準響應時間為路途時間。
我們對免費維護期內的系統設備提供現場維護和更換服務,對后續保用服務合同內指定的所有設備提供保修和保養服務。對于未包含在后續保用服務內的設備可提供優惠收維護服務。
根據客戶的需要,我公司將客戶相關技術人員進行全面的技術培訓,達到全面理解系統的功能和相關技術、并且可以獨立進行安裝配置、日常使用維持、一般故障診斷和修復等工作之目的。
有關具體的培訓內容包括:
◆系統的體系結構及相關技術;