路灯控制和能耗系统方案.doc

奇星 电子 路灯控制和能耗分析系统方案远程路灯控制和能耗分析系统方案武 汉 奇 星 电 子 有 限 公 司目录一、概述二、安装远程路灯控制系统的必要性和可能性三、系统组成四、性能比较五、远程路灯控制系统的技术实现六、系统软件七、QX502控制器产品概要八、MH912系列多路单相电参数采集模块产品概要九、总结一、概述目前，路灯控制传统采用光控、定时、经纬度控制及人工开关的方式，不能满足节能要求和特殊情况下开关灯的要求，也有采用单灯电力载波或无线局域网控制系统，这种方式可精细控制路灯，但设备成本和安装成本都很高，不方便对老系统进行改造，由于控制系统的加入，增加了能耗和故障点。本系统采用先进的计算机自动管理技术和GPRS网络或GSM短信网络远程通讯技术，只对路灯照明的每条线路进行控制，成本低，改造传统系统方便，并可实现自动化、智能化科学管理，达到路灯管理水平与现代城市相适应，提高管理效益，做到合理照明、美化照明、安全照明，降低运营和维护成本。 系统由先进的GPRS网络或GSM短信网络、计算机信息管理及路灯控制总成构成，可对系统内的路灯进行遥控开关、手动控制开关、遥测开关状态、远程定时开关、远程校时；有功电能的计量完全达到GB/T17215-2002国家标准1.0级电能表的要求，能精确计量每一路的电能量（电度数），能准确测量电压、频率、电流、有功功率、视在功率、功率因数等电参数；可以通过数据分析来判断线路故障，对白天亮灯、晚上熄灯、大面积熄灯进行报警。 二、安装远程路灯控制系统的必要性和可能性1、必要性1.1信息可实时共享系统建好后，数据存储在公司所有人员都可在系统设置的权限范围内查询到相关的信息。1.2管理者可随时监督执行层的工作情况1.3执行层可实时监测了解路灯的运行情况1.4节约电能支出成本系统建好后，可对路灯开关状态进行检测，有效避免白天亮灯的情况出现，系统可根据一年四季的季节变化随时改变每条线路的路灯的开关定时时间，也可根据天气变化随时开关灯，在满足照明的情况下，尽可能减少开灯时间，从而节约电能。1.5降低运维成本系统将巡灯查找故障改为值班等待报警，减少了巡灯人员数量和车辆，降低了维护成本，减少亮灯时间延长路灯使用寿命，降低了运行成本。1.6 实时了解各种电参数和各时段的电度数，为节能提供依据实时了解各种电参数和各时段的电度数，可实时了解系统的运行状态，分析系统的能耗状态，找出不必要的能耗并控制，降低运行成本。1.7可以通过数据分析来判断线路故障通过对电流和功率的实时检测可以判断线路和路灯的故障，如有10盏2000W，实时检测只有1800W，说明有一盏灯损坏，若只有电压没有电流说明线路有故障。2、可能性要建立一套全自动路灯控制系统必须基于可靠稳定的技术，而现在已经有可靠的产品和集成技术完全可以实现上述功能。远程路灯控制系统采用电子控制技术、远程无线数据传输技术、现场数据处理控制技术、软件技术、系统集成技术等多项高新技术构成的系统。下面对这些技术和产品进行一些概要描述。电子控制技术QX502 GSM/GPRS多路无线远程路灯控制器是一款内嵌TCP/IP 协议栈的GSM/GPRS无线数据透传远程遥控开关，最多可对2路开关进行控制，每路最大电流达10A，可进行无线远程控制开关，有定时器，可远程设定时间，到时自动控制开关，可远程校时，除可以远程开关控制外，还可以数据透传，通过自带的485口对其他设备进行控制，核心部分SIMCOM公司的SIM900A 模块，开关有记忆功能，在断电后再上电的时候能保持原来的开关状态。该产品可以通过GSM手机短信对开关进行控制，也可以通过GPRS网络为通信平台对开关进行控制，提供RS-232/485/TTL接口，按照工业标准设计，可直接与RTU、PLC、智能仪表、单片机控制器等各种工业现场的下位机设备连接。用在路灯控制方面最为合适。远程数据传输技术和设备无线网络通讯GSM/GPRS移动通讯网络进行数据传输已经有了近10年的发展历史，目前无论从技术和产品都已经是非常成熟的。电参数采集设备MH912电参数采集模块能精确计量每一路的电能量、准确测量电压、频率、电流、有功功率、视在功率、功率因数等电参数，有功电能的计量完全达到GB/T17215-2002国家标准1.0级电能表的要求，可广泛应用于各种工业控制与测量系统及各种集散式/分布式电力监控系统，尤其适用于各种能耗监测和节能监控系统。数据处理软件系统这个数据处理软件系统是指中央监控室的监控服务器安装的软件系统，系统的所有功能都要通过这个软件才能最后显示出来。因此就整个系统而言，这个软件系统是核心。综上所述，远程路灯控制系统所需要的技术和设备均是成熟的，完全可以满足路灯控制的要求。因此，安装远程路灯控制系统既是非常必要，也是可能的。三、系统组成传统电力控制结构本系统电力控制结构（代号U） GPRS系统拓扑图四、性能比较功能传统控制系统线路控制系统单灯控制系统设备成本低低高安装成本低低高定时功能有有有远程通断无有有远程更改定时无有有报警无有有控制精细程度低中高设备能耗中低高设备故障率中低高状态检测无有有统计分析无有有运行费用低中高查询功能无有有报表输出无有有权限管理无有有五、远程路灯控制系统的技术实现1、系统实现的几个要点：可进行无线远程控制开关，有定时器，可远程设定时间，到时自动控制开关，可远程校时，可用手动控制开关 采用MH912电参数采集模块，有功电能的计量完全达到GB/T17215-2002国家标准1.0级电能表的要求，能精确计量每一路的电能量（电度数），能准确测量电压、频率、电流、有功功率、视在功率、功率因数等电参数； 采用GPRS或GSM网络作为远程数据传输网络可准确掌握QX401的开关状态 采用始终在线的模式，提高系统的实时性 采用专业的量身定做的系统软件 采用故障主动报警和中央监控室控制相结合的运行模式2、系统实现的说明需要在中央监控室安装一台监控服务器，这台服务器可使用固定IP地址或者使用动态域名解析，也可以采用VPN专线方式；监控服务器上安装控制软件。在每一个变压器安装一台QX502控制器；通过GPRS或GSM网络与中央监控室相联，QX502控制器采用始终在线的方式挂在GPRS网络上，就像一个局域网一样随时都可以立即与服务器连通采用TCP/IP协议进行数据收发。并且，服务器随时都可以监测到每一个终端是否在线。中央监控室的服务器可以通过循检的方式与QX502控制器通讯，数据存储在数据库中。中央监控室的监测服务器的作用是显示报警情况、管理监控整个系统的工作状况、历史数据的查询等。六、系统软件1、系统软件架构我们采用基于AJAX技术的B/S(Browser /Server 输入网址就可以访问服务器)架构模式，AJAX是结合了Java、XML (Extensible Markup Language) 以及Javascript等编程技术， 使开发人员构建基于Java技术的Web应用， 并打破了使用页面重载的惯例。这种架构模式不但减少了不必要的网络数据传输， 加快了浏览器页面的显示速度， 提高了B /S应用的访问效率， 而且优化了B /S架构模式的内部结构， 提高了软件的可维护性。2、数据库技术我们采用开放、易用、速度快、支持网络的MySQL数据库。3、系统软件主要功能系统登录平台系统具有完善的操作管理功能。为保证系统安全，系统必须输入工号和密码，经系统确认后方可允许进入系统，进行操作。 （系统登录平台）设备管理 终端管理：终端地址、终端名称、终端添加时间、终端状态等信息管理。 开关管理：终端名称、开关地址、开关名称、添加时间等信息管理。 定时设置：设置开关的开关时间，到时自动控制开关；校时，读时间。数据管理 开关数据：可以按照时间段查询任意开关的开关状态、定时时间等。 开关实时控制：可实时开关任意终端的开关。故障告警页面按时间显示所有终端告警信息：包括终端地址、告警编号、通道类别、当前值、正常值、告警时间、阅读状态、阅读人员等信息，方便工作人员及时准确的处。统计分析对终端下的开关和各种电参数可按时间（小时、天、月等）和浏览方式（图标、表格、Excel等）直观的显示出来方便基站管理人员统计分析。系统设置系统可对行政区域、公司管理、部门管理、职位设置、角色管理、工号管理等进行设置，设置不同等级的工号和密码，以限制不同人员的操作范围。4、系统软件的特点：安全可靠： mysql数据库是大型的、多用户的数据库，它的安全性高，允许多用户同时使用同一数据库而不会破坏完整性，用它来做系统的数据引擎可以保证数据的安全； 系统对用户实现分级授权管理功能，通过检查使用者的名字和授权密码，赋予使用者相应的操作权，借鉴银行系统的密码管理模式限制无关人员改变数据库和硬件设置。 防火墙功能及完善的数据备份功能，防备系统受到人为的恶意攻击，数据备份功能确保在硬件系统故障时，也能随时在新的硬件设备上数据无丢失地启动系统。完善的系统日志：系统日志记录了进入系统，离开系统，设置硬件，改变运行参数操作等及操作者，操作时间，凡是改变数据库的操作都被记录下来。七、QX502控制器产品概要1、产品系列概述QX502 GSM/GPRS双路无线远程遥控开关是一款内嵌TCP/IP 协议栈的GSM/GPRS无线数据透传远程遥控开关，可对两路开关进行控制，每路最大电流达5A，每路开关都有一个常开触点和一个常闭触点，有日历时钟，可远程设定时间，到时自动控制开关，可远程校时除可以远程开关控制外，还可以数据透传，通过自带的485口对其他设备进行控制，开关有记忆功能，在断电后再上电的时候能保持原来的开关状态。该产品可以通过GSM手机短信对开关进行控制，也可以通过GPRS网络为通信平台对开关进行控制，提供RS-485接口，按照工业标准设计，可直接与RTU、PLC、智能仪表、单片机控制器等各种工业现场的下位机设备连接，波特率范围1200kbps19200kbps可调，采用四频模块, 支持850/900/1800/1900MHz 四频，可在全球范围内使用，无论距离有多远，只要有移动信号的地方都可以控制，RSRS485串行接口，一路开关量输入，有3.3V电源输出，电话重启功能 ，2、产品特点1有记忆功能，在断电后再上电的时候能保持原来的开关状态；2最多可对五路开关进行控制，每路负荷能力达5A；3. 可进行无线远程控制开关4有定时器，可远程设定时间，到时自动控制开关，可远程校时5，可加手动控制开关6可准确掌握QX502的开关状态；7. 无论距离有多远，只要有移动信号的地方都可以控制；8两种工作状态可选，一种是GSM短信工作方式，一种是GPRS工作方式9. 永远在线，一旦加电运行，即可自动进入工作状态并一直保持；10. 采用SIMCOM公司的SIM900A 模块, 支持900/1800MHz 双频, GPRS Class 10。11. 内置TCP/IP协议栈，提供透明串行数据传输通道；12. RS232/RS485/TTL(3.3V)串行接口，波特率范围：1200kbps19200kbps可调。13. GPRS网络用户可根据具体应用选择UDP/TCP客户端等多种网络通信协议，支持固定IP地址方案（专用APN），支持基于DNS的动态域名解析功能可定期主动报告IP地址（心跳）可实现点对点、点对多点等多种组网方式；14接线方法简单，只要把产品串入要控制的设备的前端即可对设备进行控制；15. 看门狗定时器（WATCHDOG）保证长期运行。16. 工业级设计、宽工作范围（工作温度：-20+55，工作湿度90%；）。3、技术参数继电器： 10A，15A可选择通讯模块: SIM900A外型尺寸: 175x185x85mm重量 : 2000g 工作环境 : 工作温度：-20+55，工作湿度90%；电源 ： AC220V，不需要别外的电源，只要把产品串入电路即可天线接口： 棒式天线或吸盘天线用户数据接口： RS232/RS485/TTL(3.3V)可定制 波特率： 1200kbps19200kbps可调4、 注意事项 用QX502产品时，请勿带电插拨SIM 卡。QX502使用中涉及该项业务提供商相关参数，请核实服务商后再改变参数设置，否则有可能使QX502不能正常工作，我们的出厂设置都是以中国的为准，适合于中国内陆境内有网络覆盖地区使用。八、MH912系列多路单相电参数采集模块产品概要1、产品性能简介MH912系列模块是一款智能型多路单相电参数数据综合采集模块，在一个模块内集中了6-21路单相交流电参数采集功能，能准确测量输入的三相电压、频率和模块工作温度；也能准确测量每一路的电流、有功功率、视在功率、功率因数、有功电能等电参数。 其输入为三相交流电压直接输入（0-500V）、每路电流（0-63A）直接穿过模块内互感器输入；输出为RS-485或RS-232接口的数字信号，支持MODBUS-RTU协议。MH912模块是一款高性价比的智能电参数变送器，它能替代过去的电流、电压、功率、 功率因数、电量等一系列变送器，可大大降低系统成本, 方便现场布线，提高系统的可靠性；如一个21路的MH912-21模块就相当于三个电压变送器、21个电流变送器、21个功率变送器、21个功率因数变送器和21个电能表，而且这些设备都是带有数字接口的。 MH912模块体积小、安装方便，电流互感器的间距为18mm标准间距，同小型断路器的宽度相同，方便接线；有功电能的计量完全达到GB/T17215-2002国家标准1.0级电能表的要求，可广泛应用于各种工业控制与测量系统及各种集散式/分布式电力监控系统，尤其适用于各种能耗监测和节能监控系统。2、模块技术参数 输入： 模块工作电源输入：DC5-24V 功耗0.1W 额定测量电压输入：电压220V直接输入 额定测量电流输入：穿心互感器直接接入，5A、10A、16A、20A、32A、40A、63A共7个等级 输入频率： 45-70Hz信号处理： 数据更新时间： 0.5秒-8秒 可编程 电压测量： 2 - 120 额定电压5 - 120 额定电压范围内，精度0.5级 电流测量： 0.5 - 120 额定电流5 - 120 额定电流范围内，精度0.5级 有功功率测量： 0.1 - 144 额定功率 1 - 120 额定电流范围内，精度1.0级 有功电能测量： 启动电流 0.1额定电流1 - 120 额定电流范围内，精度1.0级 频率测量： 25 - 100Hz 45 - 70Hz 范围内，最大误差0.1Hz 功率因数测量： 0.1 1.0 0.5 1.0 范围内，精度1.0级输出：