Автоматизированная система контроля и управления освещением

Для экономного расходования электроэнергии в электроосветительные установках должна быть предусмотрена рациональная система управления освещением. Правильно построенная схема управления освещением помогает сократить продолжительность горения ламп и с этой целью предусматривает возможность включения и выключения отдельных светильников, групп их, помещения, здания, всего предприятия. Учитывая повышение требований к расходу и эффективному потреблению электроэнергии, тема энергосбережения в настоящее время приобрела большую актуальность. Более того повышение энергетической эффективности определено в качестве одного из приоритетов инновационного развития Украины. На основании этого существует потребность в разработке и внедрении эффективных САУ освещением. Расход электроэнергии на цели освещения может быть заметно снижен достижением оптимальной работы осветительной установки в каждый момент времени. Внедрение энергосберегающих систем связано с нарастающим дефицитом энергоресурсов и глобальными экологическими проблемами. Энергосберегающие системы позволяют сократить потери энергии, и направлены на эффективное использование энергоресурсов за счет применения инновационных технологий.

---

Специалисты сделают реферат на заказ срочно в Томске , заполните форму на нашем сайте.

---

. Энергосбережение сейчас становится одним из приоритетов. И дело даже не столько в экологических требованиях, сколько во вполне прагматическом экономическом факторе. Эксплуатируемые в наше время системы управления наружным освещением нельзя назвать высокоэффективными c точки зрения энергосбережения из-за целого ряда причин. Во-первых, - ручные системы включения - отключения освещения, как показывает практика их эксплуатации, несут большой перерасход электроэнергии (часто связанный с человеческим фактором). Во-вторых, низкоэффективное управление мощностью системы освещения (в вечерние и ночные часы), приводящее к повышению коэффициента неравномерности освещения. В-третьих, - отсутствие оперативного контроля состояния осветительных сетей и доступа в шкафы уличного освещения с целью хищения цветных металлов и оборудования (что важно в последнее время). Добиться наиболее полного и точного учета наличия дневного света и управления освещением можно, применяя средства автоматизированного управления освещением (САУ). Таким образом, можно сделать вывод о необходимости создания автоматизированных систем управления освещением (АСУО), позволяющих не только включать - отключать освещение улиц, но и регулировать энергопотребление системы, контролировать целостность оборудования и несанкционированный доступ, вовремя сигнализировать оперативному персоналу об аварийных ситуациях в сети. Системы автоматизированного управления освещением, условно можно разделить на два основных класса - так называемые локальные и централизованные. Для локальных систем характерно управление только одной группой светильников управляя каждым светильником индивидуально, в то время как централизованные системы допускают подключение большого числа раздельно управляемых групп светильников осуществляя групповое управление линией освещения. Управление осветительной нагрузкой осуществляется при этом двумя основными способами: отключением всех или части светильников (дискретное управление) и плавным изменением мощности светильников (одинаковым для всех или индивидуальным). Пульт управления освещением размещается в помещениях дежурного персонала. Управление наружным освещением с разделением его на части (освещение дорог и проездов, охранное освещение, освещение открытых мест работы, освещение больших площадей и открытых складов) должно быть максимально централизовано в масштабе всего предприятия. Централизуется обычно и управление освещением всего предприятия, т. е. освещением всех зданий и наружным освещением. Для дистанционного управления освещением используются телефонные кабели и кабели телеуправления. Управление освещением всего предприятия, как правило, сосредоточивается на пункте дежурного энергетического хозяйства предприятия. Централизация управления освещением всего предприятия преследует цель выбора наиболее рационального времени включения и выключения освещения, сочетания его с уровнем естественной освещенности, с началам, перерывами и окончанием работ в цехах предприятия. В практике применяются различные схемы автоматизации управления освещением. Наиболее часто автоматизируется управление наружным освещением. Для автоматического управления освещением применяются фотоэлементы или фотосопротивления, которые служат датчиками для автоматов управления. Датчика регулируются на определенный минимальный уровень естественной освещенности для выключения освещения с наступлением рассвета и включения его в сумерках. Целью данной работы является исследование возможностей организации, внедрения и оценки эффективности использования систем автоматизированного управления освещением. Задачи работы: 1) рассмотреть особенности структурной схемы и подбор элементной базы; 2) провести разработку функциональной схемы, расчет элементов схемы системы контроля и управления освещением, разработку алгоритма функционирования системы контроля и управления освещением; 3) Разработка управляющей программы контроля и управления освещением 4) Обоснование технико-экономических показателей 5) БЖД система контроля и управления освещением

Автоматизированная система управления освещением (система), предназначена для технического учета, контроля и анализа расхода электроэнергии в сети освещения и управления наружным освещение цепями подсветки. Система включает оборудование диспетчерской и удаленные объекты, с которыми производится информационный обмен. Для обеспечения оперативной информацией на АРМы диспетчера и других пользователей системы, если они предполагаются, информация поступает от всех удаленных объектов системы по беспроводным или кабельным каналам связи. Система позволяет централизованно управлять с АРМ диспетчера сетью освещения с использованием в качестве удаленных объектов шкафов наружного освещения (ШНО). Для управления и съема данных могут использоваться различные каналы связи с возможностью их резервирования. Система позволяет создавать дополнительные рабочие места пользователей системы с предоставлением им определенных ресурсов. На видеотерминал АРМ отображается информация оперативному персоналу в виде мнемосхем, графических карт, таблиц, графиков предупредительных сообщений и сообщений об авариях и т.д. Для диагностики и конфигурирования оборудования на местах в составе системы может быть предусмотрен резервный и переносной АРМ. Оборудование диспетчерской обычно включает в себя АРМ диспетчера с программным обеспечением SCADA-системы и диспетчерский терминал. Диспетчерский терминал поставляется с ОРС-сервером, что позволяет использовать SCADA-системы различных производителей. В состав диспетчерских терминалов включаются контроллеры с модемами GSM для организации беспроводных каналов связи с удаленными объектами или же контроллеры с модемами выделенной линии или Ethernet. Контроллеры подключаются к АРМ диспетчера на основе персонального компьютера. В случае использования в системе GSM-каналов связи, необходимо, чтобы все элементы системы находились в зоне покрытия GSM-сети, что обычно реализуется в городах. Наиболее предпочтительными вариантами построения системы с использованием GSM-сети будет использование обмена по GPRS или в режиме передачи данных, обычным решением является использование обеих технологий, причем один из каналов является резервным и автоматически подключается при пропадании основного. Возможно подключение удаленных объектов по каналу Ethernet. Программное обеспечение АРМ диспетчера включает в себя комплекс программ для функций управления удаленными объектами, для их конфигурирования и диагностики и для сбора данных. Кроме того программное обеспечение обеспечивает ведение оперативных журналов и получение необходимых отчетов с предоставлением данных санкционировано различным группам пользователей В удаленных объектах применяются контроллеры управления ШНО и сбора данных. Для анализа и учета расхода электроэнергии в составе ШНО применяются цифровые счетчики электроэнергии, разрешенные к использованию в РБ. Система предусматривает сбор телеметрических данных от удаленных объектов, их регистрацию, анализ, архивирование данных и передачу пользователям в виде аварийных и предупредительных сообщений, а также в виде понятных таблиц, графиков и схем. Система предусматривает передачу через контроллеры на объектах телеметрической информации от датчиков и различных типов интеллектуальных устройств, например цифровых счетчиков электроэнергии по интерфейсу RS232/RS485. Обработка данных проводится в соответствии с протоколом обмена конкретного устройства. Система может выполнять функции охранной сигнализации, с контролем доступа на объекты с помощью персонифицированных ключей и подтверждением диспетчером права на-хождения персонала на объекте. Предлагаемая система с использованием GSM сети передачи данных состоит из диспетчерской и удаленных объектов. Непосредственно на удаленных объектах – ШНО для сбора и передачи информации на диспетчерский пункт устанавливаются удаленные терминалы (RTU) на основе контролера ИНДЕЛ (GSM), имеющего в своем составе: Контроллер ИНДЕЛ с модемом передачи данных GSM и внешней антенной GSM, на магнитном основании, с резервным питанием от аккумуляторной батареи; Шкаф монтажный электрический с комплектом кабелей и разъемов; Цифровой счетчик электроэнергии непосредственного или трансформаторного включения; Переключатель режимов работы и пост ручного управления, позволяющий блокировать работу системы управления при работах на ШНО; Периферийные датчики и исполнительные устройства; Модули молниезащиты сигналов; Магнитные пускатели; Вводный рубильник с предохранителями; Выходные предохранители или автоматические выключатели; Автоматические выключатели цепей питания контроллера, поста управления и сервис-ных устройств; Клеммные соединители для входных, выходных и внутренних цепей ШНО. Контроллер обеспечивает получение, хранение в энергонезависимой памяти информации учета и состояния системы с привязкой к реальному времени. Он обеспечивает передачу теле-метрической информации от цифрового счетчика электроэнергии и с аналоговых и дискретных входов сигналов телесигнализации в диспетчерскую. Контроллер обеспечивает дистанционное управление объектом, изменяя режимы работы ШНО и сопряженного оборудования по командам из диспетчерской. Кроме того контроллер обеспечивает автономную работу ШНО по запрограммированному алгоритму. Контроллер конструктивно состоит из двух или более модулей. Модуль коммуникации с встроенным основным GSM-модемом и дополнительным модемом (например Ethernet) осуществляет работу с одним или несколькими модулями управления по шине RS485и одним или несколькими цифровыми счетчиками, что позволяет гибко конфигурировать объекты системы. Модуль коммуникации и обработки данных предназначен для обмена информацией с внешними сетями и представляет собой мощное микроконтроллерное устройство. Модуль имеет в своем составе модем передачи данных, может включать резервный модем, энергонезависимые часы и большой объем энергонезависимой памяти журналов и архивов. К модулю могут подключаться счетчик(и) электроэнергии, модуль управления ШНО и другие микроконтроллерные устройства сбора данных и управления. Обмен с устройствами осуществляется через интерфейсы RS485 и CAN. В состав модуля входит бесперебойный источник питания, обеспечивающий его работу при пропадании питания. Дополнительно модуль производит контроль сигналов датчиков состояния двери, корпуса и др. Конструктивно модуль выполнен в пластмассовом корпусе IP65 с подключением информационных кабелей и питания через гермовводы. Модуль управления ШНО предназначен для управления включением –выключением нагрузками ШНО в автономном режиме по встроенному алгоритму либо по командам управления через модуль коммуникации. Имеет в составе до пяти независимых каналов управления нагрузкой типа магнитного пускателя с раздельным годовым суточным графиком по каждому каналу и 12 входных цепей наличия сигналов напряжения сети. Программирование модуля и обмен информацией с внешними устройствами и модулем коммуникации осуществляется через последовательные интерфейсы. Графики работы и журналы событий фиксируются в энергонезависимой памяти модуля. Конструктивно модуль выполнен в пластмассовом корпусе либо может монтироваться в герметичный металлический бокс с источником питания при его автономном использовании. Для дополнительной защиты входных цепей при грозах в состав ШНО входят модули молниезащиты на 6 сигналов каждый. На диспетчерском пункте системы устанавливается диспетчерский терминал ИНДЕЛ-1700, подключаемый к персональному компьютеру с установленным программным обеспечением. Оборудование диспетчерской позволяет программным образом по каналу GSM либо по иному каналу связи произвести соединение с удаленными контроллерами настроенными и прописанными в конфигурации системы.

1) Вернер В. Интеллектуальная система управления внутренним освещением// Светотехника. - 1993. - №4. - 15-19. 2) Картер Д. Моор Т. Управляемое освещение офисов: стратегия экономии энергопотребления// Светотехника. - 2003. - №1. - 28-33. 3) Броне Д. А. Лесли Р. П. Интегрированные фонари верхнего света: комбинация естественного и искусственного освещения с целью энергосбережения// Светотехника. - 2002. - №6. - 33-37. 4) M. Хайнрих. Возможности и тенденции экономии электроэнергии при применении электронных пускорегулирующих аппаратов и светорегулирующей системы LUXCONTROL в осветительных установках// Светотехника. - 1997. - №1. - 20-24. 5) Краснопольский A. E. Соколов В. Б. Автоматизация управления освещением - насущная проблема светотехники// Светотехника. - № 5. - 1997. - 2-4. 6) Ремизевич Т.В. Микроконтроллеры для встраиваемых приложений: от общих подходов — к семействам НС05 и НС08 фирмы Motorola // под ред Кирюхина И. - М.: ДОДЭКА, 2000. 10. 6N135, 6N136, HCPL4502 Optocouplers/optoisolators// Texas Instruments. -1995. 7) Краснопольский A.E. Соколов В.Б. Троицкий A.M. Пуско-регулирующие аппараты для разрядных ламп — М.: Энергоатомиздат, 1988. 18. luxCONTROL lighting control systems//Tridonic.Atco. - 2003. 8) Варфоломеев Л.П. Светотехника. Краткое справочное пособие - М.: Световые технологии, 2006. 30. 80С51 microcontrollers instruction set// Atmel. - 2004. 9) Клыков M.E. Краснопольский A. E. Соколов В. Б. расчеты электрических цепей с разрядными лампами// Светотехника. - № 2. - 2001. - 2-4. 10) Лоскутов А. Б. Шевченко A.C. Методика расчета экономии электроэнергии в действующих осветительных установках помещений при проведении энергетического аудита// Виртуальный Интернет журнал. http://vizhy.hl .ru/prom.htm. - 2002. 11) Панфилов Д. И. Поляков В. Д. Поляков Ю. Д. Обжерин Е. А. Смирнов Е. М. Управление внутренним освещением // Chip News. - 2004. - №2. - 38-44. 12) Смирнов Е. М. Панфилов Д. И. Поляков В. Д. Принципы построения систем управления внутренним освещением// Chip News. - 2005. - №10. - 10-15. 13) Смирнов Е. М. Существующие решения задачи построения систем управления внутренним освещением // X международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов / Тезисы докладов. - М.: МЭИ, 2004. -С. 225-226. 14) Панфилов Д. И. Смирнов Е. М. Поляков В. Д. Поляков Ю. Д. Централизованное управление внутренним освещением// Chip News. — 2005. - № 1 . - С . 22-25.