高速公路隧道變電所智能照明控制方案
【摘要】：目前公路隧道**變電所均已設(shè)置了視頻設(shè)施，在日常運(yùn)營中由于光線不足，隧道監(jiān)控室人員無法遠(yuǎn)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(yuǎn)程開啟照明設(shè)施，文章針對該問題，提出公路隧道**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)行對隧道的安全運(yùn)營起著至關(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**變電所，隧道監(jiān)控室已對其進(jìn)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(yuǎn)程巡視，存在監(jiān)控的盲檢、漏檢問題，為配合視頻設(shè)施，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程開啟照明設(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**隧道變電所多達(dá)幾十處，當(dāng)出現(xiàn)報(bào)警或故障情況時(shí)，能夠及時(shí)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(yùn)營成本。目前，國網(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(jìn)行智能控制，也可對完成對開關(guān)量設(shè)備的驅(qū)動或與第三方智能設(shè)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(luò)，由配置軟件對設(shè)備進(jìn)行設(shè)置及定義，當(dāng)有信號輸入時(shí)，輸入單元將信號通過can-bus總線與相對應(yīng)的控制模塊進(jìn)行通信，由輸出單元做出相應(yīng)的執(zhí)行動作。
系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)由區(qū)域?qū)樱€路層，設(shè)備層組成，每個(gè)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(shè)備層：設(shè)備層又稱can總線層，設(shè)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(jìn)行設(shè)置及定義，設(shè)備層模塊可通過通信轉(zhuǎn)換模塊接入網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)。
線路層：每條線路*多可以支持62個(gè)設(shè)備層模塊。線路之間通過網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)相互通信。
區(qū)域?qū)樱簠^(qū)域?qū)?多可以62條獨(dú)立的線路。
智能照明系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
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)功能的開關(guān)現(xiàn)場控制，也可根據(jù)不同時(shí)間和外部環(huán)境通過軟件編程設(shè)定不同開燈時(shí)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(jìn)行監(jiān)控，通過電腦操作界面控制燈的開關(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)中接受總線信號，對終端設(shè)備進(jìn)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(shè)備進(jìn)行開關(guān)量控制。設(shè)計(jì)中選用四路繼電器輸出模塊，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(jìn)行命令控制的總線設(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，用于對燈具的控制。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(shè)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(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(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，還可以滿足與acrelems企業(yè)微電網(wǎng)管理云平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
4.2應(yīng)用場所
適合于各類智能小區(qū)、醫(yī)院、學(xué)校、酒店，以及體育場所、機(jī)場、隧道、車站等大型公建項(xiàng)目的照明控制需求。
4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
4.4系統(tǒng)功能
1）實(shí)時(shí)檢測并顯示各個(gè)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(dāng)發(fā)生模塊離線、網(wǎng)關(guān)設(shè)備掉線或者狀態(tài)反饋和下發(fā)控制命令不一致時(shí)會發(fā)生故障報(bào)警，并將故障報(bào)警信息記錄并顯示在界面中。
3）可以對單個(gè)照明回路實(shí)現(xiàn)開關(guān)控制；每個(gè)模塊、樓層都有相應(yīng)的模塊控制開關(guān)和樓層控制開關(guān)，也可以一個(gè)模塊或者整個(gè)樓層實(shí)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(fù)載（燈具）的分合操作僅在交流電過零時(shí)進(jìn)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(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)，開關(guān)驅(qū)動器會自動切換到預(yù)設(shè)的掉電狀態(tài)；確保重新上電時(shí)燈具的開關(guān)狀態(tài)是確定與可控的。
6）拖動調(diào)光控件，照明設(shè)備從0%到**進(jìn)行調(diào)光，可以對單個(gè)照明回路實(shí)現(xiàn)調(diào)光控制，調(diào)光總控可以對一個(gè)模塊的照明回路實(shí)現(xiàn)調(diào)光控制，也可以對多個(gè)照明回路實(shí)現(xiàn)調(diào)光控制，通過圖標(biāo)的亮滅狀態(tài)反饋現(xiàn)場開關(guān)的狀態(tài)。
7）點(diǎn)擊場景控件，打開或者關(guān)閉對應(yīng)場景設(shè)置，軟件界面上顯示不同的場景模式和場景功能，通過圖標(biāo)的亮滅顯示對應(yīng)的場景狀態(tài)是打開還是關(guān)閉。
8）設(shè)置定時(shí)時(shí)間，確認(rèn)時(shí)間點(diǎn)后，對該事件點(diǎn)執(zhí)行的動作進(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)可以通過預(yù)設(shè)的當(dāng)?shù)亟?jīng)緯度信息，自動計(jì)算每天的日升日落時(shí)間；根據(jù)天文時(shí)鐘控制照明開關(guān)，實(shí)現(xiàn)日落開燈、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)動模塊；當(dāng)上位機(jī)系統(tǒng)故障或模塊離線時(shí)，驅(qū)動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)是分布式總線結(jié)構(gòu)；系統(tǒng)內(nèi)各元件不依賴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或第三方集成平臺接口，采用modbus、opc等方式。
4.5設(shè)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(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
型號
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
型號
負(fù)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(dǎo)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(shí)控制
5.電流檢測
6.定時(shí)控制
8路開關(guān)驅(qū)動器
as220z-s8/16
16a
導(dǎo)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(shí)控制
5.電流檢測
6.定時(shí)控制
12路開關(guān)驅(qū)動器
asl220z-s12/16
16a
導(dǎo)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(shí)控制
5.電流檢測
6.定時(shí)控制
16路開關(guān)驅(qū)動器
asl220z-s16/16
16a
導(dǎo)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(shí)控制
5.電流檢測
6.定時(shí)控制
8路調(diào)光驅(qū)動器
asl220z-sd8/16
16a
導(dǎo)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(shí)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(yīng)傳感器
asl220-pm/t
3-5m
120°
嵌入式吸頂
φ80
開孔55mm
微波感應(yīng)傳感器
asl220-rm/t
5-7m
120°
嵌入式吸頂
φ80
開孔55mm
微動感應(yīng)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(dǎo)軌式
14*28*39
系統(tǒng)組網(wǎng)元件
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(shè)施進(jìn)行統(tǒng)籌管理是大勢所趨，隧道變電所對**行車安全地位特殊，**隧道變電所智能照明能夠幫助較好地完成監(jiān)控任務(wù)，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**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)
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