高桿燈智能控制系統(tǒng)研究

趙燁

摘 要 本文針對(duì)天津港國(guó)際物流公司18基高桿燈安裝智能控制系統(tǒng)，介紹了該系統(tǒng)的研究?jī)?nèi)容、系統(tǒng)設(shè)備組成、設(shè)備選型方案、系統(tǒng)控制原理及項(xiàng)目研究成果。使用該系統(tǒng)后，可根據(jù)燈光的開(kāi)關(guān)需要，只要在控制室計(jì)算機(jī)上進(jìn)行鼠標(biāo)點(diǎn)擊或自動(dòng)控制模式的設(shè)定，即可實(shí)現(xiàn)燈具的手動(dòng)遠(yuǎn)程遙控開(kāi)啟、關(guān)閉控制及對(duì)燈具進(jìn)行預(yù)設(shè)開(kāi)啟、關(guān)閉的自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗、便于操控的目的。

關(guān)鍵詞 集裝箱;原木;裝卸

引言

隨著自動(dòng)控制技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)于大型系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制逐漸成為發(fā)展趨勢(shì)，遠(yuǎn)程控制可以對(duì)設(shè)備實(shí)現(xiàn)有效的規(guī)律性控制。其中網(wǎng)絡(luò)性已經(jīng)成為主流控制平臺(tái)的特性。網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架的控制平臺(tái)給用戶(hù)帶來(lái)了輕松便捷的操作和隨時(shí)隨地的控制，可以使您的控制系統(tǒng)可以真正達(dá)到遠(yuǎn)程和自動(dòng)的概念。

1研究?jī)?nèi)容

本項(xiàng)目是針對(duì)天津港國(guó)際物流公司18基高桿燈安裝智能控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)通過(guò)組態(tài)軟件、智能時(shí)控模塊、以太網(wǎng)監(jiān)控器、光電轉(zhuǎn)換器等，根據(jù)燈光的開(kāi)關(guān)需要，只要在控制室計(jì)算機(jī)上進(jìn)行鼠標(biāo)點(diǎn)擊或自動(dòng)控制模式的設(shè)定，即可實(shí)現(xiàn)燈具的手動(dòng)遠(yuǎn)程遙控開(kāi)啟、關(guān)閉控制及對(duì)燈具進(jìn)行預(yù)設(shè)開(kāi)啟、關(guān)閉的自動(dòng)控制。多組燈塔可分別設(shè)定隨需更改，系統(tǒng)操作直觀簡(jiǎn)潔，無(wú)須專(zhuān)業(yè)電器人員，使用起來(lái)非常便利。更重要的是該系統(tǒng)的隨需開(kāi)關(guān)使用可減少浪費(fèi)節(jié)約能源，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗、便于操控的目的。

2研究方案

2.1 系統(tǒng)設(shè)備組成

高燈桿智能操作系統(tǒng)由PC（計(jì)算機(jī)），交換機(jī)，光電轉(zhuǎn)換器，燈桿控制箱（PLC控制采集模塊）和連接它們的網(wǎng)線(xiàn)、光纖以及應(yīng)急操作部分組成。

2.2 設(shè)備選型

結(jié)合項(xiàng)目的實(shí)際情況，設(shè)備選型應(yīng)滿(mǎn)足可在室外控制盒中設(shè)備的寬溫工作、室外控制盒中設(shè)備的抗磁電干擾、足夠的IO口數(shù)量，可實(shí)現(xiàn)控制和狀態(tài)反饋要求、強(qiáng)大的中控功能的要求、作為路燈控制的遠(yuǎn)程要求、設(shè)備之間的無(wú)縫配合等條件。故我們選擇在室外的控制盒中的設(shè)備使用了光纖轉(zhuǎn)換模塊把傳輸主干線(xiàn)的光纖傳來(lái)信號(hào)轉(zhuǎn)換成RS485信號(hào)，結(jié)合RS485的IO控制模塊，配合繼電器對(duì)高桿燈及路燈實(shí)現(xiàn)控制，室內(nèi)中控采用了研華的可遠(yuǎn)程控制的WedAccess中控軟件，配合一個(gè)嵌入式觸摸屏實(shí)現(xiàn)控制和狀態(tài)監(jiān)控。

（1）用ADAM遠(yuǎn)程IO系列模塊實(shí)現(xiàn)無(wú)邊界整合。本項(xiàng)目采用的ADAM是通用傳感器到計(jì)算機(jī)的便攜式接口模塊，專(zhuān)為惡劣環(huán)境下的可靠操作而設(shè)計(jì)，具有內(nèi)置的微處理器，堅(jiān)固的工業(yè)級(jí)ABS塑料外殼，可以獨(dú)立提供智能信號(hào)調(diào)理、模擬量I/O、數(shù)字量I/O和LED數(shù)據(jù)顯示，此外地址模式采用了人性化設(shè)計(jì)，可以方便地讀取模塊地址。

（2）光纖轉(zhuǎn)換模塊。光纖傳輸具有高帶寬、抗EMI/RFI干擾的優(yōu)點(diǎn)，它能夠確保數(shù)據(jù)的安全傳輸。ADAM-4542+可以在RS-232/422/485的“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”或“點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)”連接中使用，用于在光纖環(huán)境下傳輸或轉(zhuǎn)換全雙工/半雙工信號(hào)或類(lèi)似的信號(hào)。對(duì)于要求傳輸介質(zhì)必須不受電子干擾、雷擊、大氣或化學(xué)腐蝕的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，采用光纖通信的方式是最理想的選擇。TCF-142-S-T是為連接各種帶有RS-232/422/485通訊端口的設(shè)備（如計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或生產(chǎn)設(shè)備）而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的。它使用了標(biāo)準(zhǔn)的ST接口，該光纖端口可支持各種類(lèi)型的光纜，包括 8.3/125、8.7/125和9/125毫米光纜。

（3）中控軟件Advantech WebAccess。Advantech WebAccess是完全基于瀏覽器的人機(jī)界面（HMI）和 監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集（SCADA）軟件。使用微軟的Internet 信息服務(wù)（IIS）作為web 服務(wù)器，具有數(shù)據(jù)記錄和歷史趨勢(shì)、實(shí)時(shí)趨勢(shì)、報(bào)警處理、導(dǎo)入圖片、報(bào)表功能、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ堋?/p>

2.3 系統(tǒng)控制原理

高桿燈控制系統(tǒng)分為PC（計(jì)算機(jī)）控制和應(yīng)急控制。PC機(jī)控制時(shí)，PC機(jī)發(fā)出命令（帶組態(tài)編碼）信號(hào)，傳輸至交換機(jī)，再經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后傳輸至需要工作的燈桿，燈桿控制箱進(jìn)行分析處理（解碼）信號(hào)，執(zhí)行命令并反饋信號(hào)至PC機(jī)，燈桿工作。PC機(jī)控制分為手動(dòng)和自動(dòng)兩部分。在PC機(jī)故障失控或相關(guān)應(yīng)急情況下的可現(xiàn)場(chǎng)直接操作[1]。

3項(xiàng)目研究成果

在天津港國(guó)際物流公司18路桿高桿燈的強(qiáng)電箱分別新增帶定時(shí)的6路智通照明控制型號(hào)YD-0616SK，并將每處高桿燈的照明電路改造為3路分別控制，達(dá)到節(jié)能控制的效果。

3.1 定時(shí)功能不丟失

天津港國(guó)際物流公司18基高桿燈原本設(shè)計(jì)可通過(guò)在各高桿燈下的強(qiáng)電箱手動(dòng)開(kāi)啟或關(guān)閉，或通過(guò)放于強(qiáng)電箱內(nèi)的定時(shí)器設(shè)置自動(dòng)開(kāi)啟關(guān)閉時(shí)間。

新的方案在保留原有手動(dòng)控制的前提下，使用智能時(shí)控模塊替換原定時(shí)器，通過(guò)簡(jiǎn)單的電路切換即實(shí)現(xiàn)了原有功能的遷移，保證了項(xiàng)目的實(shí)施不會(huì)對(duì)生產(chǎn)有影響。

3.2 定時(shí)模塊的提升

所選智能時(shí)控模塊支持6路分別獨(dú)立受控的輸出回路，同時(shí)多個(gè)智通時(shí)控模塊可通過(guò)其485通信模塊串聯(lián)，實(shí)現(xiàn)了控制的靈活性、多樣性、可擴(kuò)展性。受控制的高桿燈電流回路與智能時(shí)控模塊通過(guò)繼電器物理隔開(kāi)，降低了定時(shí)模塊故障時(shí)對(duì)高桿燈的二次影響。

4結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)高桿燈智能控制系統(tǒng)，對(duì)高桿燈進(jìn)行中控管理，將傳統(tǒng)的人工巡檢、人工開(kāi)關(guān)燈改為智能化照明控制。項(xiàng)目實(shí)施后，可根據(jù)夜間作業(yè)需求，實(shí)現(xiàn)高桿燈分組控制，能大幅度的提高高桿燈的管理效率，有效的降低能耗，提高設(shè)備使用壽命，實(shí)現(xiàn)綠色照明及智能照明，獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益，預(yù)計(jì)18基高桿燈改造完畢后，年節(jié)約電費(fèi)20余萬(wàn)元。

該項(xiàng)目的順利實(shí)施同時(shí)具備較強(qiáng)的推廣效應(yīng)，以天津港集裝箱物流中心內(nèi)企業(yè)100基高桿燈的保有量，根據(jù)作業(yè)性質(zhì)以及作業(yè)強(qiáng)度估計(jì)預(yù)計(jì)全部更換高桿燈智能控制系統(tǒng)，將會(huì)為港內(nèi)企業(yè)帶來(lái)直接的經(jīng)濟(jì)效益100萬(wàn)元以上。同時(shí)我們還能夠在此方案中看到設(shè)備安全的提升，該方案在控制安全事故成本上將會(huì)起到一個(gè)極大的推進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 李巖，溫浩，常新華.港口高桿燈智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].五邑大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2012，26（1）：58-62.