高桿燈遠(yuǎn)程集中智能控制技術(shù)應(yīng)用研究

姚常鵬

【摘 要】 在港口發(fā)展規(guī)劃中，信息化建設(shè)是其中重要組成部分，基本目標(biāo)就是建成“數(shù)字化港口”，信息技術(shù)滲透到港口業(yè)務(wù)的方方面面，實(shí)現(xiàn)最大程度的信息資源共享;形成基于信息技術(shù)的全新經(jīng)營(yíng)和管理模式，重組業(yè)務(wù)流程，優(yōu)化資源配置，為各方面提供綜合性、智能化信息服務(wù)的區(qū)域性航運(yùn)信息樞紐，以信息化帶動(dòng)港口的專業(yè)化、數(shù)字化、智能化和現(xiàn)代化

【關(guān)鍵詞】 高桿燈 ?遠(yuǎn)程 ?智能控制

1 現(xiàn)狀分析

隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，整個(gè)港區(qū)的道路照明設(shè)施建設(shè)也越來越多，管理也越來越多復(fù)雜，現(xiàn)行的照明管理方法既不能及時(shí)調(diào)整開/關(guān)燈的時(shí)間，更無(wú)法及時(shí)反映照明的運(yùn)行情況，并且故障率高、維修困難。并且港口碼頭的作業(yè)生產(chǎn)均采用24h全天候作業(yè)模式，規(guī)模龐大的高桿燈群是保證港口碼頭夜間作業(yè)的必要設(shè)施，而高桿燈照明消耗的電力資源是巨大的。港口用高桿燈較多，年耗電量較高，高桿燈控制主要采用分散時(shí)控管理方式為主，即按預(yù)定的時(shí)間自行開/關(guān)，通過時(shí)鐘控制器控制各個(gè)控制箱的開關(guān)。該控制方式僅是通過時(shí)控方式，特殊情況下無(wú)法實(shí)時(shí)開關(guān)燈，經(jīng)常出現(xiàn)白天早開燈、清晨不關(guān)燈，浪費(fèi)嚴(yán)重。如燈具巡檢，必須把燈具全部打開，才能判斷燈具的故障;在應(yīng)急調(diào)度方面，只能采取人工到現(xiàn)場(chǎng)的操作方式，各控制方式之間無(wú)法實(shí)現(xiàn)集中控制、實(shí)時(shí)監(jiān)控?zé)艟哌\(yùn)行狀態(tài)等功能，不能實(shí)現(xiàn)開關(guān)燈的一致管理，造成管理困難、浪費(fèi)嚴(yán)重。

2 必要性分析

針對(duì)高桿燈照明消耗電力能源巨大，照明建立智能化、集約化的港口碼頭照明管理系統(tǒng)已刻不容緩。需要將GPRS通信技術(shù)，智能控制技術(shù)，現(xiàn)場(chǎng)傳感器檢測(cè)技術(shù)等融合，實(shí)現(xiàn)高桿燈遠(yuǎn)程遙測(cè)、遙控、遙信和管理功能。照明監(jiān)控軟件集監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理于一體，并通過群控或組控實(shí)現(xiàn)對(duì)不同監(jiān)控對(duì)象的控制等功能的綜合性系統(tǒng)。本系統(tǒng)能夠靈活開/關(guān)燈，隨時(shí)了解運(yùn)行參數(shù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，將傳統(tǒng)的人工“巡燈”制度改為“值班”制度，極大地提高照明系統(tǒng)的管理效率。系統(tǒng)能將采集到的數(shù)據(jù)自動(dòng)進(jìn)行存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)，并能隨時(shí)進(jìn)行查詢和打印，極大地提高管理水平，同時(shí)還能根據(jù)作業(yè)時(shí)間智能化控制等手段，降低能耗，提高設(shè)備使用壽命，獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。

3 關(guān)鍵技術(shù)及實(shí)現(xiàn)

3.1 自動(dòng)和手動(dòng)遙控

系統(tǒng)可以根據(jù)不同類型的高桿燈控制要求，把轄區(qū)高桿燈進(jìn)行分組，實(shí)現(xiàn)組控和群控，每一組均能實(shí)現(xiàn)時(shí)控方案或時(shí)控和光控相結(jié)合的控制方案，即可以自動(dòng)遙控開/關(guān)燈、也可以手動(dòng)開關(guān)燈等多種控制方案。

3.2 自動(dòng)巡測(cè)、手動(dòng)巡測(cè)和選測(cè)

調(diào)度端能按設(shè)定的時(shí)間周期（可以根據(jù)開/關(guān)燈前后任意選取不同的周期）自動(dòng)進(jìn)行定時(shí)巡測(cè)。操作者也可隨時(shí)手動(dòng)巡測(cè)和選測(cè)各監(jiān)控終端的電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)以及工作狀態(tài)。巡測(cè)結(jié)果能夠記錄在數(shù)據(jù)庫(kù)，便于統(tǒng)計(jì)、分析和查詢。

3.3 報(bào)警處理

巡測(cè)數(shù)據(jù)異常報(bào)警：當(dāng)監(jiān)控終端主動(dòng)報(bào)警或調(diào)度端在巡測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)有數(shù)據(jù)異常時(shí)，前置微機(jī)自動(dòng)發(fā)出語(yǔ)音報(bào)警、自動(dòng)存盤并在地圖上顯示相應(yīng)的位置和故障類型，在電子地圖以及大屏幕上顯示相應(yīng)位置，并可轉(zhuǎn)移至相關(guān)人員的手機(jī)上。

3.4 遙調(diào)接口

系統(tǒng)提供靈活的參數(shù)配置管理功能，所有的參數(shù)都是可調(diào)的，配置要簡(jiǎn)單方便，能夠通過監(jiān)控終端提供的接口可以與節(jié)能控制柜進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)在監(jiān)控中心對(duì)監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行節(jié)能柜的投入、退出等控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)路燈供電電壓調(diào)整，以節(jié)約電能，延長(zhǎng)燈具使用壽命。

3.5 自動(dòng)計(jì)算亮燈率

能根據(jù)電壓、電流、有功功率和功率因數(shù)的變化自動(dòng)進(jìn)行亮燈率估算。為了保證亮燈率的統(tǒng)計(jì)，數(shù)據(jù)采集精度應(yīng)優(yōu)于1%。

3.6 自動(dòng)運(yùn)行

當(dāng)中控室微機(jī)或通信線路發(fā)生故障時(shí)，終端會(huì)根據(jù)預(yù)先設(shè)定的程序自動(dòng)運(yùn)行，如路燈的本地自動(dòng)開關(guān)燈、自動(dòng)運(yùn)行等。

3.7 控制方案

根據(jù)不同類型的高桿燈控制要求，可以分別設(shè)置成不同的功能組，分別采用不同的控制方案。

3.8 監(jiān)控終端保護(hù)措施

由于監(jiān)控終端一般均安裝在干擾較大的環(huán)境中，為了保證系統(tǒng)可靠工作，終端的軟硬件設(shè)計(jì)中采用了下列多種抗干擾措施。

（1）在軟件上采用數(shù)據(jù)濾波處理，保證了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

（2）開關(guān)量輸出采用軟件連續(xù)循環(huán)置位的處理方法，保證了輸出的可靠性。

（3）對(duì)強(qiáng)干擾信號(hào)造成的運(yùn)行出錯(cuò)采用軟硬件自恢復(fù)電路處理。保證在無(wú)人值守時(shí)也能可靠運(yùn)行。

3.9 停電運(yùn)行

監(jiān)控終端具有停電運(yùn)行功能，停電后自動(dòng)向監(jiān)控中心報(bào)警。

3.10 衛(wèi)星自動(dòng)校時(shí)系統(tǒng)（GPS）

運(yùn)用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的準(zhǔn)確校時(shí)，保證前置機(jī)和監(jiān)控終端時(shí)鐘的準(zhǔn)確性與一致性。

3.11 遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)查詢

通過因特網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)微機(jī)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)查詢，查詢內(nèi)容包括各終端的最新以及歷史數(shù)據(jù)和故障情況，實(shí)現(xiàn)異地遠(yuǎn)程接入訪問。

3.12 報(bào)表查詢

記錄所有啟用終端的“定時(shí)巡測(cè)”數(shù)據(jù)，包括：巡測(cè)時(shí)間、終端的通信狀態(tài)、各回路相關(guān)的數(shù)據(jù)信息（開關(guān)量、模擬量等）、工作運(yùn)行狀態(tài)，開關(guān)燈的概時(shí)間，故障信。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)文明的不斷發(fā)展，港口照明已不再局限于場(chǎng)地生產(chǎn)照明，而是發(fā)展為體現(xiàn)港區(qū)形象的重要標(biāo)志。因此，現(xiàn)代社會(huì)對(duì)港區(qū)照明的管理和維護(hù)提出了越來越高的要求，這些要求包括根據(jù)光照度變化及時(shí)開/關(guān)燈、隨時(shí)調(diào)整景觀燈的開/關(guān)燈時(shí)間并進(jìn)行應(yīng)急調(diào)度、及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并立即進(jìn)行修復(fù)等。同時(shí)，采用自動(dòng)控制后，每年可減少用電量，按每度電排放0.785kgCO2計(jì)算，每年可減少CO2排放量約為157噸。