路灯控制系统技术方案.docx
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路灯控制系统技术方案
路灯控制系统技术方案
一、概括
1.
项目需求--------------------------------------------
（2）
2.
项目意义--------------------------------------------
（2）
二、整体设计方案
1.
设计原则--------------------------------------------
（3）
2.
结构框图--------------------------------------------
（5）
3.
主要功能概括----------------------------------------
（5）
三、系统详尽设计
1.
系统简介--------------------------------------------
（6）
2.
计算机信息管理系统----------------------------------
（7）
3.
远程控制系统---------------------------------------
（11）
四、成功工程事例--------------------------------------
（15）
一、概括
1、项目需求
目前我国城市照明，特别是路灯照明，主要有以下特色：
照明耗费的电能约占电力生产总量的10％～20％，而城市公共照明则在照明耗电中占30％；近几年跟着让城市亮起来的口号的提出，全国路灯的数目仍在迅猛地增加；路灯照明多为低效照明为主，电能利用率还不到65%；绝大多数地域仍旧使用特别落伍的控制方式。
目前路灯控制采纳光控、准时及人工开关的方式，已不可以知足特别天气条件下开关灯及节能要求，所以需要利用计算机自动管理技术和远程通信技术，对城市照明实现自动化、智能化科学管理，达到路灯管理水平与现代城区相适应，提升路灯管理效益，做到合理照明，美化照明，安全照明，降低营运和保护成本。
2、项目意义
系统改造采纳先进的GPRS无线通信网络、计算机信息管理及单灯
控制模块等构成的散布式无线“三遥”（遥测、遥控、遥信）系统。
该系统能够对全市范围内的路灯进行遥控开关、遥信状态、遥测电流、
电压、用电功率，还能够依据对所测数据的剖析来判断路灯配电设施
运转有无故障，对路灯亮灯率估量和计算，对线路缺相、回路接地、
白日亮灯、夜晚熄灯、大面积灭灯等异样状况进行报警办理，并能通
太短信及时通知给有关管理人员。
系统改造有着以下重要意义：
增强应急能力：
系统拥有准时控制和人工控制等多种控制方式，
能随时调整灯光的开/关灯时间，在遭受极端特别的天气状况时能通
过人工控制进行应急开关灯调动。
提升城市形象：
系统拥有设施状态巡检和故障自动报警功能。
当
配电设施发生故障时，调动人员能够在数秒钟内及时认识故障发生的
地址和详细状况，并及时清除工作人员进行修复。
这样能够极大地减
少比较明管理部门的投诉，进而进一步提升管理部门的形象。
节俭电能支出：
系统对开关灯状态有可检查性，能有效防止白日
亮灯的状况出现。
控制设施能依照一年四时的季节变化状况预置合理
的开关灯时间方案，在知足对城市照明的需求时，有效地减少开灯时
间，进而节俭了大批的电能。
降低运维成本：
系统将“巡灯查找故障”改为“值班等候报警”，
减少了“巡灯”人员数目和巡检车辆消耗，降低了保护成本。
经过减
少开灯时间，能有效延伸灯具的使用寿命，可有效降低运转成本，进
一步提升了经济效益。
实现科学管理：
系统能将收集到的数据自动进行储存、统计，能随时进行查问和生成各样统计报表，为管理人员供给详确地决议依照。
二、整体设计方案
1、设计原则
本控制系统在设计过程中仔细贯彻中央对于《国务院办公厅对于
深入展开全民节能行动的通知》要求，以科技、节能、环保和低花费
为设计理念，促使节能环保社会的建设与发展。
（1）适用性原则
从目前城市路灯的详细状况出发,拟订切合实质且技术先进的控制系统,本系统的设计目标是利用计算机自动管理技术和远程通信技术，对城市照明实现自动化、智能化科学管理，达到路灯管理水平与现代新城区相适应，提升路灯管理效益，做到合理照明，美化照明，安全照明，降低营运和保护成本。
（2）靠谱性原则
系统的高靠谱性是十分重要的。
第一是硬件系统的靠谱性,其次
是软件系统拥有较高的靠谱性。
系统的均匀无故障时间（MTBF）：
15年
模件的均匀无故障时间（MTBF）：
15年
系统可利用率（MTBF/MTBF+MTTR）：
大于%，
（3）安全性原则
采纳的单灯控制模块在运转过程中具备完美的故障检测、诊疗功
能。
上位机软件拥有完美的报警显示、故障办理及操作报警等功能。
拥有优秀的安全运转性能。
（4）先进性原则
系统设计应掌握先进稳固的传感器技术、最新电子控制技术、计
算机技术、网络和通信技术的发展方向，采纳先进的系统结构；尽量
采纳同行业内先进成熟的技术和设施，采纳先进的软硬件平台，创造
高起点的系统开发与应用环境，系统拥有先进的系统结构、控制算法、
通信功能和网络功能，既拥有控制功能，还拥有完美的信息办理和管
理功能，使其具备全集成自动化的控制模式，在国内处于当先水平。
（5）灵巧性原则
控制站经过MODBUS-RTU现场总线或ZigBee无线传感网络使现场路灯信号与自动化系统相连，它能够集中装在室内或分别装在控制现场，使系统配置拥有极大的灵巧性，并且拥有灵巧的软件组态功能，能够灵巧的进行控制算法的改正，很方便的达成控制参数的改正。
（6）扩展性原则
系统拥有开放式的模块化系统结构和软件系统，易于系统的扩展及与管理信息系统的互联。
系统拥有开放性，在功能，配置，通信接口等方面拥有较好的控制能力，系统能跟着科学技术的发展而不停光滑升级。
（7）可保护性原则
系统拥有自诊疗功能，对软、硬件系统能够进行故障定位和故障报警，并能进行故障办理记录，故障均匀修复时间（MTTR）为3分钟，并可进行在线保护。
2、系统结构图
应用服务器
数据服务器
WEB服务器
GSM/CDMA
光照感觉器
短信报警应用
监
RS-485
控
中
心
路由设施
远程监控站
网
络
PDA
iMAC
打印机
便携电脑
工作站
路由设施
其余应用
工作站
GPRS网络/因特网
220V电缆
220V电缆
220V电缆
220V电缆
现
场
集中控制器
单灯控制器
单灯控制器
单灯控制器
单灯控制器
控
制
网
220V电缆
220V电缆
220V电缆
220V电缆
络
集中控制器
单灯控制器
单灯控制器
单灯控制器
单灯控制器
3、主要功能概括
系统实现“三遥”功能：
遥控、遥测、遥信；可自动巡测、手动
巡测和选测（可对路灯状态、三相电压、回路电流、有功功率、功率
因数及各样直流模拟量收集）；
采纳时控方式进行照明控制，实现预定控制和分时控制。
可设置
多套时间方案以实现对每一个回路灵巧的控制；可预设多种时间控制
模式，包含一般模式、按经纬度日出日落开关灯模式、节假日模式、
周循环模式、二次开灯模式和超级经纬度开关灯模式；
拥有设施分组功能，可按路段或按地区对设施进行分组，进而实
现分组控制。
拥有健全的报警办理体制，报警内容包含：
白日亮灯、夜晚熄灯、配电箱异样开门、电压、电流越限、回路缺相、回路断路和线路停电等故障；当报警发生时，系统可及时地向指定手机用户发送报警信息；
支持智好手机经过无线互联网接入系统进行开关灯操作和设施状态查问；
自动计算亮灯率，能依据电压、电流、功率因数的变化自动进行
亮灯率估量；
电子地理信息（GIS）管理功能，经过电子地图界面可对终端设施进行增添、删除、编写、参数设置和开关灯操作；
拥有设施组态功能，经过图形化界面用户能够直观得获取终端设施目前运转状态和参数
查问打印功能。
依据年、月、日统计数据进行查问，显示的数据均可打印；
支持多种组网及通信方案选择，可支持GPRS无线通信方式、以太网通信方式、光纤通信方式；
三、系统详尽设计
1、系统简介
本系统采纳了GPRS网络技术和RS485现场总线技术以及ZigBee
无线传感网络技术相联合来实现路灯单灯的联网通信，供给对路灯灵
活智能的管理，联合先进的上位软件，可实现线路上任一线路，任一
个路灯的准时开关，强迫开关，准时控制的方案可由用户随意编程，
最后实现路灯照明系统的智能控制和高效节能。
每个单灯实现各项电
力参数的检测，故障能自动及时上报，大大方便了路灯系统的管理，
节俭了保护成本。
2、计算机信息管理系统
、功能介绍
（1）、地理信息功能：
数字网络式监控，经过通信系统传输，可在地图屏上动向显示全线的任一处路灯控制点及每个路灯和雾灯的工作状态、地理地点（公里标，方向）及灯柱编号。
（2）、降压启动：
经过降压启动降低冲击电流，保护线路，提升光源寿命，降低电能耗费。
（3）、自动/人工调光功能：
在正常光通量运转工况下，后半
夜经过智能系统的指令，光通量下调30%；也可依据环境需求，在控制中心人工无级调理（系统/地区/单灯）50-100%光通量。
（4）、准时控制功能：
监控中心可按一年日照的长短自动调整路灯的开启时间，以及每日前子夜和后子夜的不一样运作状况编程并下载到各路灯段控制点，无特别状况，各路灯段将准时间表运作。
（5）、即时控制功能：
如出现恶劣天气或其余原由，中心可对全线或单调路灯监控点及每个路灯和雾灯推行指令操作；也可在路灯控制点（路段控制器）对该控制地区路灯/单灯进行（开关/控制/调理）操作。
（6）、系统也可共享交通工程监控系统的气象信息，预设气象控制参数，在出现恶劣天气（如大雾、暴雨雪能见度低时），自动开启/封闭控制地区内的路灯和雾灯，并同时报告给监控中心；
（7）、工况监测：
系统每隔10-20分钟对各终端自动检查路灯、雾灯运转的各项电流、电压数据及门控报警信号，当负载发生欠流、停电等异样状况时可发出报警声光提示值班人员注意，以便及时采纳相应举措。
（8）、系统异样和故障报警：
当出现电源故障/通信故障/线路故障/单灯控制器故障/灯泡故障时，能自动报警并作相应记
录：
控制装置拥有再启辉功能，在故障清除后，经自动程序指令再次点亮灯具。
（9）、统计剖析与查问功能：
智能路段控制器故障统计剖析；智能终端控制器故障统计剖析；路灯、雾灯使用统计剖析。
、系统权限
系统设有登岸界面和登岸密码，操作人员一定输入相应的操作密
码后才能进入主页面，不然系统会赐予提示，此设置用于防备未经授
权的人员进入系统。
、路灯状态查察
经过本系统能够对与系统连结的每个路灯的状态进行查察。
、路灯数据收集与查问
经过智能收集器能够收集路灯供电回路的电压、电流、有功功率、
无功功率、功率因数、有功电能、无功电能、频次等电力参数，存档
到数据库，便于随时查问，为监控中心决议剖析系统供给原始数据和
信息。
、信息数据管理与剖析
（1）历史数据统计
对于电压、电流、电能等各样电力参数，系统均会在数据库中进
行历史储存，以便于管理者追忆查问。
（2）报表管理
系统对及时数据进行分类和科学管理，以报表或图表的形式显现
给管理者，便于管理者对用电状况进行统计剖析。
（3）电能管理
系统针对用户的特别需求供给了电能的剖析管理功能，除拥有精准到天的电能查问功能外，还供给了配电系统月报和年报剖析统计功能，便于管理者对中长久用电状况进行统计，增强对用电的人工管理。
（4）事件记录
依据用户设置，对配电系统中的重要事件，如报警事件等进行记录并储存。
（5）打印各样参数的历史趋向数据、设施故障报警及参数超限报警等。
、数据交互与交融
本控制系统不单实现了路灯状态和数据的及时收集，最大的优势
在于对数据的交互、剖析与决议办理。
因为控制站经过GPRS无线网络实现了数据交互功能，经过对路灯远程状态、数据收集与监测，将全部数据收集到中心监控室进行汇总，与历史数据进行比较剖析
、数据决议
系统数据库可储存能表示路灯运转状态的各种数字化数据，系统以数据库中的中长久历史数据为基础，在电力有关理论和算法的支持
下，从宏观和长期间的角度出发，得出控制系统运转中存在的问题，以及为优化系统各项控制参数，给出合理科学的建议，最后将以表格和图型的方式展此刻管理者眼前。
经过运算得出数据报表，并经过系统的自动剖析得出各控制站的潜伏隐患或系统故障，并以此为依据进行报警并得出决议。
保护人员就能及时正确地对潜伏隐患或系统故障进行保护，不单提升了系统的安全性，大幅度的降低了成本，并且为后期的节能系统打下了数据支持平台。
、信息共享
结构了总配与各分变电站之间的全网无瓶颈的迅速响应系统，经过信息互换，实现信息共享，供给惯例的变电站所不可以供给的功能，减少设施的重复购买，简化设施之间的互连，从整体上提升自动化系统的安全性和经济性，进而提升配电的自动化水平。
、增强信号稳固性
经过该系统的实行，将原有路灯的I/O模拟和开关量信号传输改为现场总线数字化数据传输，传输速度更高，并防止了外界扰乱对传输信号的影响，信号更稳固，进而增强了系统的稳固性和安全性。
3、远程控制系统
、系统构成
、构成部分性能
（1）GPRS：
经过GPRS模块构成了智能无线网络，连结控制端与上位机
软件，将控制端收集的状态和数据经过无线网远传到中控室上位机数
据库，并将上位机下达的各样控制命令下发到指定地址的控制器中，实现各样远程控制功能。
（2）RB-100控制端：
控制端经过RS485有线方式或ZigBee无线方式
MODBUS-RTU协议收集每个单灯控制模块中路灯的状态和电力运转数
据，将这些状态和数据进行剖析，整理，计算出相应的输出动作和报警。
（3）单灯控制模块：
单灯控制模块控制路灯的状态，并监测路灯运
行的电力参数，电压、电流、功率因数等，将这些参数经过RS485或
ZigBee通信方式送到RB-100控制端，同时接收来自控制端的全部控制指令，进而实现远程控制功能。
、系统的特色与先进性剖析
（1）、地理信息显示功能
（2）、低压启动功能
（3）、准时控制功能
（4）、即时控制功能
（5）、气象联动功能
（6）、雾灯调理功能
（7）、灯具工作状况监测功能
（8）、系统异样和故障报警功能
（9）、统计剖析与查问功能
（10）、系统保护与管理功能
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