控制技术方案.doc

浙江方大智控科技有限公司 2013 10 21 城市楼宇照明智能管理系统设计方案 浙江方大智控科技有限公司 1 目目 录录 一 概述 2 二 照明智能管理系统 2 3 1 系统优势 2 3 2 系统介绍 4 3 3 系统建设内容 4 3 4 系统架构 5 3 5 通信系统 6 3 5 1 系统通信方案的选择 6 3 5 2 系统 GPRS 通信方案特点 6 3 6 集中控制器 8 3 6 1 主要性能和特点 9 3 6 2 主要技术参数 10 3 6 3 设备接线图 10 3 7 软件设计 11 浙江方大智控科技有限公司 2 一一 概概述述 公共照明涉及建筑内楼道 走廊 车库以及室外道路亮化等公共照明系统 合理地设计照明系统的智能控制系统可以有效地降低能耗 减少光污染 但是 目前多数建筑中仍采用传统的手动开关的照明控制方式 管理方式落后 容易 造成能源浪费 没有办法实时掌握照明设备的运行状况 根据相关关资料显示 我国办公照明用电量占整幢大楼能耗的约 1 3 因此选择合理的照明方案 配 置先进的控制系统 不仅能大大简化布线的工作量 而且能有效地节约能源 降低用户运行费用 提高大楼照明管理水准 具有极大的经济意义和社会效益 本次大楼照明智能管理系统 由信号采集 数据通信 网络传输 决策管 理等功能组成 可高效 可靠地为大楼照明管理部门及时 准确地监测和收集 照明状况数据 对区域内的照明设施集中管理起来 针对系统的运行情况 能 源消耗情况 偷盗情况乃至寿命做出正确分析 为决策者提供数据和管理执行 手段 使之做出正确决策 通过设置合理的开关 亮灯策略 设定合理的亮灯 照度 达到有效运行 节能降耗 按需照明的目标 二二 照照明明智智能能管管理理系系统统 3 3 1 1 系系统统优优势势 目前国家大力推行智慧城市 建设信息化社会的大时代下就显得有些力不 从心 主要表现在该方法既不能及时调整开 关灯的时间 更无法及时反映照明 设施的运行情况 并且故障率高 维修困难 现行的控制方法无法及时反映照 明设施的运行情况 使得维修工作十分被动 运行过程中的故障只有等待巡视 人员到达现场才能发现 因此难以做到及时维修 此外 由于缺乏灵活的控制 手段 花费大量经费建设起来的各类楼宇亮化 难以充分发挥应有的效能 智能照明管理系统有以下几个方面的特点 远程集中管理 远程集中管理 浙江方大智控科技有限公司 3 通过管理平台 可以在网上的任何工作站对远程楼宇亮化灯具实现 7 24 小时实时监控 随时掌握灯具的各项实时数据及状态 实现灯具 的维护 按需照明 按需照明 可预制任何时段的开关灯计划 实现远程对灯具的开关灯时间进行控 制 智能维护 智能维护 自动预警 报警功能 准确故障报修 实时设备状态的检测和智能诊 断 极大减小了因现场巡检的效率低下和由此带来的能源消耗 实现 对故障灯具的快速处理 完善的资产管理功能 完善的资产管理功能 可以对与照明相关的资产进行统一的管理 实现资产管理合理性 实 现大规模公共资产的管理 智能平台应用 智能平台应用 系统设计采用标准通用协议 为今后系统升级提供了便利 以往照明管理方式中存在高耗能及大量浪费资源的状况 为此 集合了物 联网 云计算等新一代信息技术的智能照明监控系统成为了重要的选择 可有 效提升楼宇建筑照明运转的效率 大大提高可持续发展水平 同时还能显著地 降低电能耗 为经济社会发展提供新的动力 浙江方大智控科技有限公司 4 3 3 2 2 系系统统介介绍绍 照明智能监控产品的工作环境恶劣 从近期的发展来看 该产品应当有良 好的可扩展性 抗干扰能力 同时还应当操作简单 运行成本低 采用无线联 网的楼宇亮化遥控遥测系统正弥补了现有时控类产品的缺陷 符合将来的发展 趋势 该系统主要是通过现有通信运营公司的 GPRS CDMA 无线网络 进行通讯 传达信息 节约网络投资 并增加通讯的可靠性 同时采用计算机单片机及测 量控制技术 网络的连接方式是通过通信模块与计算机 单片机相连 将计算 机 单片机采取信号传给模块 通过模块发出信息到主台 也可通过监控中心 智能监控系统软件向下传递各种控制指令 从而达到对亮化设施的网络化 信 息化控制功能 实现对楼宇亮化的管理控制 3 3 3 3 系系统统建建设设内内容容 中心需要建设局域网络以实现内部数据流转和处理 鉴于目前网络技术已 非常成熟 通过网络运营商架设带有固定 IP 地址的光线网络 整个局域网络再 通过交换机设备与互联网连接 并通过 2G 网络 GPRS CDMA 即能实现了与所 有现场设备前端的通讯和数据传输 管理人员也可通过工作站 笔记本 智能 手机 移动终端设备等与系统服务端连接 实现对系统的实时监控和管理 现场配备现场配备 对实现楼宇亮化监控区域内的配电箱安装集中控制器 实现针对回路 道 路 的智能远程监控与管理 通信系统通信系统 监控中心与前端集中控制器采用中国移动 GPRS 或中国电信 CDMA 搭建的通 信平台进行数据交互 实现远程指挥管理功能实现远程指挥管理功能 1 将区域内楼宇亮化设施全部纳入智能化管理平台 改变原先依靠人 工 半人工的管理手段 实现无线远程智能控制 随时控制 掌握 亮化照明运行状况 浙江方大智控科技有限公司 5 2 严格按照精确的时间 经纬度等 统一调度启闭亮化照明 杜绝该 亮不亮 该灭不灭的情况 3 实时掌握照明设施完好情况 发生故障或异常及早发现 快速排除 提升维护效率 当亮化照明设施正常状态时我方系统会检测电流数 值 并设置基准值 在系统内设置基准值电流下限 而系统判断照 明熄灯是基于电流变化且需要大于 10 以上 如亮化照明设施灭灯 数量导致电流比正常时段基准值低 10 以上 如原本 50 盏灯电流为 40A 灭掉 10 盏则电流降至 35A 左右 此时根据电流和亮化照明 设施数量的平均对比 系统能够预估灭灯的数量 但是输出结果仅 作参考 具体熄灯数量则需要维护人员现场巡检或者安装单灯控制 终端 4 可根据实际照明需要 根据不同区域 不同日期 不同对象甚至特 殊临时情况调整亮灯模式 实现照明智能化管理 3 3 4 4 系系统统架架构构 系统结构 如图所示 系统采用三层架构 应用层应用层 即系统监控中心 运用计算机系统构建数据库 数据处理 控制 浙江方大智控科技有限公司 6 WEB 服务 监控中心通过光纤以及 GPRS CDMA 网络 或 3G 实现对前端设备的 控制 监控中心将现场情况 数据报表进行反应和显示 以供用户进行管理和 决策 用户可通过 Internet 访问控制中心系统软件 进行行程操作与控制 通讯层通讯层 由运行商的光纤和无线网络 实现前端设备与应用层的数据传输 操作执行层操作执行层 由安装在配电箱内的集中控制器实现对全区域回路照明设施 的独立控制 运行数据采集以及故障检测等功能 3 3 5 5 通通信信系系统统 3 3 5 5 1 1 系系统统通通信信方方案案的的选选择择 正确选用系统通信方案 是城市照明监控系统得以成功运行的必要前提 在照明监控系统中目前可采用的通信方案主要有无线专用网 移动通信网中的 GSM 短消息 USSD 和 GPRS 通信方式 根据要求本系统通信方案选择无线移动公 用网的 GPRS 通信方式 3 3 5 5 2 2 系系统统 G GP PR RS S 通通信信方方案案特特点点 GPRS General Packet Radio Service 是通用分组无线业务的英文简称 是在现有 GSM 系统基础上发展出来的一种新的承载业务 目的是为 GSM 用户提 供分组形式的数据业务 具有 永久在线 高速传输 等优点 特别适用于间 断的 突发性的和频繁的 少量的数据传输 也适用于偶尔的大数据量传输 相对于原有 GSM 拨号方式的电路交换数据传输方式 GPRS 网络采用的分组交换 技术 具有以下优点 1 永久在线 即用户无需为每次数据的访问建立呼叫连接 2 高速传输 数据传输速率理论上最高可以达到 171 2kbps 目前传输速 率可以一般达到 40kbps 3 流量计费 用户只需要为接收和发送的数据报支付费用 因此相对运 行费用较低 浙江方大智控科技有限公司 7 4 快捷登录 一般只须 10 秒即可登录互联网 浙江方大智控科技有限公司 8 3 3 6 6 集集中中控控制制器器 照明配电柜照明配电柜 集中控制器 SEMS CC08 是我公司自主研发拥有完全自主知识产权的新一代 智能型控制终端 在整个智能化管理系统中承担数据采集 开关控制以及报警 处理功能 集中控制器通过多种接口和协议 如 TCP IP 与上位机连接 以适应不同 应用需求 同时 通过电力线对所属控制节点进行管理和控制 集中控制器主控板选用工业级芯片 允许在 20 80 的环境温度下的 连续运行 关键芯片采用美国最新表面贴装芯片 通过数字信号处理 DSP 技 术 印制板焊接采用 SMT 和波峰焊技术消除了人工焊接的漏焊和虚焊 现场开 箱率达到 100 平均无故障时间达到 10 万小时 集中控制器内部嵌有相关软件及驱动程序 用以在电力线上形成智能控制 网 进行数据通信及系统管理和维护等 其中包括迭代动态规划 RDP 算法 用于发起组网 优化网络结构和监控网络运行状况 另提供相关辅助设备 方 便用户进行各种操作 浙江方大智控科技有限公司 9 3 3 6 6 1 1 主主要要性性能能和和特特点点 全密封阻燃材料防护外壳 抗干扰能力强 能经受高压 雷电及高频信 号干扰 采用进口 32 位 ARM9 处理器 主频达到 180MHz 嵌入式 Linux 操作系统 性能强大 扩展能力强 电能质量分析功能 2 32 次谐波分析 标准 4 路开关量输出 可扩展至 32 路 满足复杂分支线路要求 三相供电 任一相有电即可正常工作 上行通信 GPRS CDMA 3G 或以太网等无缝兼容多种通信方式 下行通信 高性能电力载波或 ZIGBEE 通信等方式 中继功能 自动转发数据的功能 可有效延长通讯距离 远程升级 支持监控中心利用以太网网络对集中器软件实现远程升级 具有多个外部通信接口 10 100M 以太网接口 USB 接口 支持 RS232 RS485 串口通讯 备用电源 配备停电持续运行后备电源 断电后持续运行 8 小时以上 智能自检 设备具有智能化程度 遇到故障时 设备通过热 冷启动等 方式尝试排除故障 若故障仍不能排除则向监控中心告警 电力载波 采用 OFDM 电力载波通信 63k 131k 270kHz 可变中心频点 调制解调 DQPSKD BPSK ROBO DBPSK RC4 调制解调方式 通信协议采用标准化的协议 兼容 EIA 709 1 EIA 709 2 EN50065 1 国际标准及 DLT 645 国内标准 符合欧美最新 G3 标准规范 扩展性能 具有扩展电缆防盗 调光节能 单灯控制 智能 LED 驱动电 源以及电子镇流器 远程视频监控等功能 门磁检测 支持门磁开关量检测 当接入门磁开关后 当控制柜被异常 开启时能产生报警 能耗统计 集中器内置高性能电表 能脱离外接电表进行用电统计 统 计各时段电能消耗并制成报表格式 还可通过与智能电表连接 可远程抄取智 浙江方大智控科技有限公司 10 能电表数据 同时方便与电力部门的电表数据进行比对 具备最新 LED 灯具光衰补偿功能 集中控制器采用一体化设备 各功能组件非零散拆卸结构 超负荷检测 当接入多功能智能表后 可以设定线路最大允许负荷 当 负载超限时提供报警 具有扩展电缆防盗 调光节能 单灯控制 智能 LED 驱动电源以及电子 镇流器 远程视频监控等功能 3 3 6 6 2 2 主主要要技技术术参参数数 正常工作电压 AC96 265V 正常工作频率 47 63Hz 开关信号输出 4 路 可扩展至 32 路 开关信号输入 4 路 可扩展至 32 路 整机功耗 3W 5VA 载波通讯距离 3Km 数据保存有效期 10 年 相对湿度 95 不冷凝情况下 工作温度范围为 20 C 80 C 3 3 6 6 3 3 设设备备接接线线图图 浙江方大智控科技有限公司 11 3 3 7 7 软软件件设设计计 本次系统支撑平台全部构建都是采取统一标准 全部产品都采用国际标准 结构或已被主流产品采用的事实标准 支撑平台产品的构架方式完全基于企业 级应用集成模式 支撑平台采用标准的基于消息总线 ESB 的消息协同和数据 交换管理 因此能够支持不同的上层应用架构 无论应用的部署在物理上是集 中的 还是地域分布的 都不会破坏平台的统一性 服务端安装在服务器上 客户端直接通过浏览器打开 不需要安装客户端软 件 监控自动化系统可将监测范围内所有亮化照明设施的监控 数据采集 故 障报警 能耗统计集于一体 并通过群控或组控实现对不同监控对象的控制功 能 基于 B S C S 架构的系统及结构化数据设计 可支持内网和公网方式 访问 通过浏览器直接访问系统 方便操作 支持手持移动设备 平板电脑或智能手机 具备安卓和 IOS 系统客户 端 APP 可支持所有具备 FLASH 功能的手持设备 基于 B S 结构 高度兼容各类版本的浏览器 提供友好的图形化显示灯 具及状态界面 所见即所得 易用性强 无需逐级进入子目录可直接使用鼠标右键进行快捷操作 浙江方大智控科技有限公司 12 权限管理分级 系统可分配一个管理员 由管理员再来生成和管理子系 统内部的各种设置 如人员组织机构 权限设定 流程管理等等 应用 设置相互之间不受影响 系统支持二次开发 支持扩展功能的二次开发 系统的全部功能模块必 须免费提供标准的 WebService 接口等 方便