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    威控科技 照明设备远程监控系统———威控RTU-2600在照明设备监控系统中的应用

    2008-11-25 北京威控科技发展有限公司

      一、项目背景

       某港港口矿石仓储场目前使用高杆灯作为夜间工作照明设备,仓储场共有高杆灯约80架。每杆高杆灯上有8-16支灯泡,照明系统功率为11KW,采用时控器作为控制灯泡开关的设备,每个时控器控制约4-8只灯泡。出于生产和节能的考虑,对高杆灯实行全光、半光(所谓半光即每杆灯仅开一半数量的灯泡)、关闭控制。由于高杆灯分布在矿石仓储场的四周,距离管理中心较远,工作人员每次开关灯需要亲自到现场,且在照明设备损坏后无法及时了解到现场的情况,耗费了很多人力、物理资源,给港口正常生产作业带来了很多不便。

    针对目前高杆灯照明管理中所遇到的问题,拟采用GPRS无线监控的方式实时、远程地对高杆灯照明系统进行科学的管理,减少人力、物理资源的浪费。

    二、项目设计

    根据现场高杆灯的使用情况设计如下:

    据统计照明系统中共约有高杆灯40架,假设每架灯上使用2个时控器,在不破坏原系统供电的情况下,为每根高杆灯附加继电器进行开关控制,如果继电器控制线路故障,则系统可以切换到原有的时控器开关方式,不影响照明系统的工作,继电器加于时控器前端,每一灯泡配一个继电器控制开/关。同时每杆高杆灯配置RTU-2600测控终端,进行开关信号的采集、传输与控制。为了便于及时发现照明系统运行中所出现的故障,在每杆高杆灯上配置电流变送器一个,电流变送器与RTU-2600直接连接,采集系统的实时电流大小,并传送回监控中心,监控中心一旦发现照明系统电流值出现异常情况,马上就能够知道是哪一根高杆灯发生了故障,从而马上派出维修人员到现场进行抢修。

    工作人员在监控中心运行照明监控软件,软件上显示直观的照明系统,通过软件可以编制照明系统工作时间表,实现系统自动按照时间表对照明的开关控制。同时,在有特殊开关请求的状态下,通过监控软件可以精确的控制每一架高杆灯的开关。监控软件根据现场电流变送器传送来的数据,判断是否有灯泡损坏,并及时在界面上显示。

    三、系统简介

            我公司独立开发的高杆灯远程监控系统以先进的通讯技术、计算机技术、自动化控制技术、网络技术、多媒体技术为基础,实现了码头、港口照明作业的无线远程监控。使工作人员能够实时掌握照明系统的运行状况、快速发现照明系统故障,提高码头、港口的工业生产质量。

    本系统根据实际项目设计,具有遥控、遥测、遥信、遥视 -- “四遥”功能:

    1、远距离控制功能(遥控):

        就是远距离对照明系统的开、关控制,包括以下几种控制方式:

     (1)自动定时控制

        根据照明作业的实际需要,能够使操作人员通过监控管理软件自动生成一个控制照明开、关的定时时间表,通过时间表,系统自动对照明灯进行开关控制;

    (2)临时操作控制

        有重大活动时、维修巡视时,制定临时控制副时间表。

    (3)立即操作

        由上位机管理操作人员在监控室内手动对作业区域的高杆灯进行远程控制;

    (4)单点控制功能:

        可以在监控中心,根据控制时间表和程序设置单独对每个照明设备进行开、关控制。并实现对全光灯、半光灯的调整。

    (5)分组控制。

        在上位机软件上对作业区域内的高杆灯进行分组,以组为单位分别进行远程控制。

    2、远距离测量功能(遥测):

        采集每根高杆灯的实时工作电流、电压大小,通过轮讯的方式检查系统中所有高杆灯的开关运行状态,若发现电流或电压值出现非正常状态,及时通过上位机管理系统进行提示,并显示具体哪一根灯出现了故障,方便工作人员及时到现场维修。

    3、远程无限通信(遥信):

        系统通过中国移动GPRS 无线方式进行数据与控制信号的传输,工作人员不必到现场即可控制灯的开关。

    4、画面直观的远程数据显示:(摇视)

        照明设备远程监控管理软件使用先进的GIS系统,即照明设备的模拟分布地图;通过GIS系统,操作人员能够看到高杆灯分布的地图和每杆灯的具体位置,通过移动鼠标,即可查看每杆灯实时的开关和故障状态。 

            四、系统设计构思

    、系统主要功能

        1、对每一根高杆灯实现远程无线控制;

        2、实时显示故障灯的位置,并初步汇报故障原因;

        3、智能运行功能,通过时间表自动进行开关灯的作业;

        4、自动循检功能;

        5、报表打印,历史数据查询;

        6、直观的GIS系统显示每根灯的实际位置;

        7、故障报警,及报警记录;

        8、全光、半光调节功能;

        9、供电过压、欠压报警功能,防止突发的电压波动对设备的损坏。

      10、远程访问与系统整合功能,通过安装客户端软件,工作人员可以随时查询相关信息。如有必要也可传输到上级领导办公室,可同时实现办公自动化,与企业ERP系统建立连接。

       六、系统硬件构成

     1、 无线远程测控终端-RTU-2600

     - 内嵌照明灯控制程序,用户也能购下载原代码进行二次开发

    - 采集、控制、通讯集于一体

    - 丰富的I/O资源连接多路开关量控制器

    - 集成 GSM/GPRS

    - 完全隔离的工业化硬件设计,防止有源设备的电磁干扰

            RTU-2600 无线远程测控终端将采集、控制、通讯三种功能合为一体,特有的嵌入式设计可大大节省安装面板空间;集成强大的GSM/GPRS通讯能力,使数据传输更加便捷;高速达40M的CPU,提供了方便的二次开发C语言平台,可以开发各种复杂的算法和控制程序并且可与组态软件的无缝连接。

            RTU-2600作为控制终端配置在每个照明设备上,其作用为实时地采集照明设备的关/停、电压大小、电流大小等工作数据,并通过GPRS方式将数据发送到远端的监控中心数据服务器中,同时,它也负责接受远端服务器发来的控制指令,并按照控制指令执行高杆灯的开/关命令。一旦检测到照明设备非人为熄灭,则向监控中心发出告警信号。

     2、  控制继电器

     接收RTU-2600发来的关停信号,根据指令闭合/开启照明设备的电源

     

     3、 电流、电压变送器

     将照明设备的工作电流、电压变送为标准模拟量信号,传输到RTU-2600内。

     

     4、  数据库服务器  (用户自行配备)

           作为系统监控中心的核心,数据服务器采用ADSL独立IP方式连接入Internet网,实时接受RTU-2600发送来的工况数据,并保存;同时操作人员还通过它向远端的测控终端发送控制信号,以控制每个照明设备的开/关。

       七、系统网络连接示意图

       八、照明设备远程监控 GIS系统

     主要功能下位GIS信息管理系统界面示意图:

    1、通过直观的地图显示界面,能够方便的查看、添加、删除照明设备,实现地理信息与照明设备的紧密结合,并建立可视化的桌面地图系统;

    2、内置到监控软件中,与照明监控系统建立对应关系,可实时查询当前地图上子站的所有数据,直观显示照明设备运行状态;

    3、能够与生产管理系统建立可靠的数据库连接,可查询地图中照明设备的资源配置和管理情况,并方便地生成报表;

    4、可根据需要查询符合条件的照明设备,并在地图中准确定位;

     

     

     

      1、 照明网络的运行管理

     2、 照明设备运行状态的统计和管理

     3、 故障管理

     4、 统计报表管理

     5、 安全控制管理

     6、 图形化界面与监控前置工作站同步

     7、 历史数据存取并提供标准的数据库接口

     8、 趋势图绘制与分析(电流、电压历史数据)

     9、 报表数据的控制与打印

     10、可根据实际情况,提供要求的数据软件接口(如以太网、RS-232、与外部MIS网的互访接口等)

     11、系统采用MICROSOFT 的ACCESS数据库以及VB作为系统的数据库和软件开发环境。

     九、节能效果

            1、在主时段,能使照明灯工作在最佳亮度状态下,最多可节约电能35%以上,一方面减少光污染,另一方面延长了灯具的使用寿命;

        2、午夜后,工作量小的情况下,操作人员通过上位机软件可对照明区域进行设置,关闭不需要的照明设备,最大可能性地节约电能。

        3、节能率达15%—35%,节电量巨大,而不影响设施照明。

        4、灯具寿命延长3—4倍。

        5、提高供电线路功率因数,改善供电电网质量。

        6、投资回报期短。本装置使用寿命可达十五年。

            7、减少人工,不需人工启动、关闭,只需人工巡逻管理即可。

       十、关于系统整体可执行性和安全性的描述

    系统现场数据采集传输设备均选用达到工业级标准且适合港口安全作业规范的硬件产品,在电器外部加套密封电器箱,到达防风、防潮、防尘的作用。

    上位机管理软件采用MICROSOFT 具有悠久历史的ACCESS数据库和VB可视化编程软件来设计、构架。

    系统运行由于采用GPRS无线数传的方式,需要向中国移动交纳GPRS信息流量费用。根据系统运行情况和数据传输的情况现列无线运行费用如下:

    GPRS月基本数据费 20 元,流量 50MB ;超过按 0.01 元 /KB 计收。
    注:以上数据来自北京移动通讯公司,如需外地服务,漫游费请咨询当地1860。

     

     

     

     

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