城市路灯照明智能控制系统的应用及研究

科技情报开发与经济
SCI -TECH INFORMATION DEVELOPMENT ＆ECONOMY 2010年第20卷第24期
3结语
泵站实现自动化监测（控）后，一方面可以代替运行人员直接参与设备的各项操作和调节，降低工作人员的劳动强度，减少工作人员数量；另一方面，可提高工作人员的业务素质，保证操作动作平稳、及时、准确，提高泵站运行的可靠性，使泵站运行在高效区，经济运行，节约能源；第三方面，可提高产品性能和使用年限，减少泵房尺寸和照明、通风、采暖费用以及辅助用房，提高劳动生产率。

因此，大力发展泵站的自动监测（控）系统意义重大。

参考文献
［1］吴建华.供水泵站工程新技术［M ］.北京：中国水利水电出版社，2002.
［2］栾洪儒.水泵及水泵站［M ］.北京：水利电力出版社，1993.［3］华东水利学院《模型试验量测技术》编写组.模型试验量测技术［M ］.北京：水利电力出版社，1984.［4］王玉昆，任晓力.水泵试验与试验装置设计［M ］.北京：中国
水利水电出版社，
1998.［5］李建威.水力机械测试技术［M ］.北京：机械工业出版社，1983.
［6］李继珊.泵站测试技术［M ］.北京：水利电力出版社，1987.［7］刘家春，李少华，周艳坤.泵站管理技术［M ］.北京：中国水利水电出版社，2003.
（责任编辑：李敏）
────────────────
第一作者简介：康永辉，男，1976年10月生，2000年毕业于太原理工大学水利学院水利水电工程建筑专业（硕士），工程师，广西水利电力勘测设计研究院，广西壮族自治区南宁市民主路1－5号，530023.
（下转第182页）
北京机场高速路是北京市区通往机场的主要道路，同时也是北京通往世界及全国各地的窗口。

以前由于监控中心不对其进行监控，经常发生电缆被盗情况，尤其在特殊情况下也不能对路灯的开启时间进行修改，路灯管理处的开关灯时间变化都必须由人工到每个控制柜进行控制时间的修改，很不方便。

鉴于此种情况，我们集合用户的需求，采用西门子S7－226PLC 对路灯进行控制，采用电力采集模块对路灯回路电流、电压、用电量进行监视，采用电缆防盗系统设备对每个供电电缆进行全天候监视。

监控中心用组态软件电力版进行数据采集及控制等。

项目完成后，能够对路灯开闭时间进行灵活的设置，电缆被盗能够及时报警，通过检测每天的用电量，可以调节路灯节点等级，大大地节约了能源，该项目得到业内的好评。

1系统的物理结构
本次改造工程在机场高速公路设置19套PLC 控制器，根据
控制要求，机场高速公路智能照明控制网络系统可划分为3个层次：现场设备层、本地控制层和监控中心信息层。

监控中心监控工作站功能描述：显示机场路照明、节电器、照明手/自动状态、
电缆被盗报警、开门报警、电流、电压信号及声音报警提示等信息状态，并进行手动、自动控制。

监控工作站配置多串口服务器，与PLC 控制器和电缆防盗报警主机进行数据通信，其中PLC 控制器配置2个RS485通信接口，
其中一个与监控工作站进行数据通信，另一个与电流、电压采集器进行数据通信，其他监控信息通过PLC 控制器的开关量输入、输出接口进行通信。

工作站功能描述：工作站配有多串口服务器，可采集PLC 信息、
电缆防盗报警主机信息，下传控制指令，运行控制策略。

通过多串口服务器，工作站可以跟远程19台PLC 、20台电缆防盗报警主机进行通信。

数据采集频率1s 。

PLC 与智能监控装置之间通过数字量输入与输出接口相连，分为节电一级、节电二级和不节电3种控制。

照明回路分本地手动和远程自动两种控制方式。

2监控中心与外设的数据传输
照明回路开关状态及电流、电压、节电状态、报警状态先存
文章编号：1005－6033（2010）24－0180-03
收稿日期：2010－04－19
城市路灯照明智能控制系统的应用及研究
孙小明
（山西省交通信息通信公司，山西太原，030006）
摘
要：城市路灯照明以前大部分采用一个时间模块控制，这种控制方式在特殊情况
或电缆被盗情况下，监控中心或道路运营部门无法及时知道及时修复，并且模块一般只能存储10天的路灯开启时间参数设置，
时间的设置和修改比较费时费力。

以北京机场高速公路机电大修项目中对路灯照明系统的改造为例，详细介绍了PLC 电力监控及智能防盗器的集中解决方案，以期对业内人士有所帮助。

关键词：路灯远程智能控制；电缆防盗；PLC ；电力监控中图分类号：TM923
文献标识码：A
180
入本地区域控制器PLC。

PLC主机通过复用光端机把信息传至监控中心照明工作站。

照明回路开闭阈值及时间参数等设置下发给本地每个区域控制器，设置参数存在本地控制器内。

本地控制器上分别设有上传数据区和控制命令下发数据区，该数据区为时时刷新方式，因此数据的汇总和记录都在网络服务器中的数据库中进行。

本地控制器上设置有RS485串口通信模块，再通过485光端机传至监控中心。

在照明工作站上安装了无限点组态王运行软件，外场设备的状态信息都存储在组态王软件自带的数据库中，报警信息存储在数据文件或数据库中。

3系统功能
智能照明监控系统是北京市机场高速公路机电系统改造工程的重要组成部分。

本系统具有照明控制，节电器控制，照明手/自动反馈，防雷器报警，开门报警，电流、电压信号采集及电流、电压缺相报警，设备故障报警，电缆被盗报警等主要功能。

（1）照明控制。

本系统的照明控制功能有：开关灯时间远程设置、特殊情况开关灯设置、远程手动控制、远程节电模式切换等。

照明的手动控制有两种，即模式手动和完全手动控制；自动控制也有一种，即按时序自动控制。

完全手动状态可以任意控制每一个照明回路，模式手动和自动控制状态把照明回路合理组合，分成3级进行控制。

时序自动控制是一种经济照明模式，出发点是为了在满足道路亮度要求的前提下，尽量节约能源。

每一种经济自动控制模式对应于自然界里季节的亮度变化，从而确定一天内各时段的照明等级。

该种控制方式是通过存储在PLC内的照明程序进行控制的。

1—12月采用不同的阈值，阈值都为参数化，可以根据实际使用情况进行修改。

各阈值应该满足以下关系：0：00＝深夜阈值＜后夜阈值＜前夜阈值＜23:59；时序阈值：默认时序阈值按2007年北京路灯管理处每天开关灯时间确定；每天开关灯时间可以进行更改，设置后的时间值保存在PLC中。

模式手动控制是一种最具灵活性的交互性控制方式，允许具有一定权限的操作人员根据当地某一期间的天气情况（晴天、云天、阴雨天等），结合自己的工作经验，自由定义划分各亮度范围和各范围内开启的照明回路，以使整个照明控制系统达到柔性控制，带来诸如节约能源、平衡各照明回路劳逸程度、切除故障回路时保持亮度等一系列好处。

（2）节能方式。

本系统有两种节电方式，即节电一、节电二，节电原理是降压节电。

机场路的照明灯分为路灯、高干灯、中干灯3种，照明回路分为不节电、节电一、节电二等3种模式，照明回路共计84个，设为ZM1～ZM84。

照明等级与开启回路见表1。

时序自动和模式手动可以选择表1中的照明等级。

完全手动控制必须在不节电模式下切换，以避免路灯在欠压情况下启动；模式手动控制在非节电模式下切换，在节电模式下运行，也就是当开灯后1min～5min系统自动切换到节电模式。

（3）报警功能。

本系统的报警功能有：防雷器报警，开门报警，电流、电压欠压、欠流、缺项报警，设备故障报警，电缆被盗报警。

（4）中心报表统计分析功能。

4照明控制特殊情况插入时间段和照明启动设置在有特殊情况，如预告有大的沙尘暴、日食等，可以预先设置一时间段，并把指令存入PLC控制器中。

本软件可以提供最多5天特殊情况设置，当时间到时，PLC自动控制路灯在特殊设置时间段开启，当该时间段过后，系统自动恢复正常照明模式。

为了减小路灯启动对电网的冲击兼顾道路照明的均衡，本工程中，我们按照路灯控制柜划分，每个控制柜所控制回路依次开启，时间间隔为5s。

另外，我们还进行了照明控制人机界面的设计。

由于道路较长，路灯分布较多，为了用户操作控制简单明了，我们把整个路段分成6个区域（按照低压箱变所在区域划分），每个区域分3级。

用户既可以在系统总览中进入不同的区域查看路灯开启状态，点击区域标志查看照明状态；也可以通过点击控制柜编号图标查看回路运行情况和电流电压数值，并在此界面进行模式和完全手动控制；还可以点击路灯开关按钮，对单路路灯进行控制（有权限的用户才可以进行控制和参数设置）。

5信息采集
通过现场设备层的节电器、电流电压采集器、照明控制柜、电缆防盗主机等外场设备，可获得动态实时数据信息。

6参数设置
照明控制系统的设定参数主要有每天开灯和关灯的时间设置（根据路灯管理处进行设置）、自动开启照明的设定以及照明回路的设定等，这些均可通过照明控制参数设置界面进行人工设置及调节。

7实时报警
系统有报警发生时，实时报警窗口会自动弹出。

其主要功能有以下几方面：
（1）事件记录：第一，可以方便、快捷地进行报警事件、操作日志、登录情况等进行查看；第二，报表输出，可以输出*.csv格式的文件，以方便用E xcel查看。

（2）数据报表及查询。

一是实时数据报表：数据报表系统将显示实时报表界面，查看控制柜编号，报表中就会显示当前柜实时的电压、电流、功率等值；可以打印当前报表。

二是历史数据报表：历史数据报表系统将显示历史报表界面，选择报表起止时间，需要报表的变量系统就会生成报表。

（3）报警。

为了方便系统的管理和维护，系统对接触器的吸
表1照明等级参数控制表
照明等级节日前夜后夜后夜
照明回路开启状况描述
前夜+不节电
节电一+所有照明回路
节电二+1/2所有照明回路
节电二+所有照明回路
默认调光回路
ZM1～ZM84
ZM1～ZM84
1/2（ZM1～ZM84）
ZM1～ZM84
备注
可选模式
181
Analysis on the Application of Pumping Station ’s Automatic
Monitoring System and Its Significance
———Taking Xihe Comprehensive Treatment Project in Inner
Mongolia Autonomous Region as an Example
KANG Yong-hui
ABSTRACT :With the rapidly development of China ’s national economy ,water pump and pumping station have a broad application market in the industries of water conservancy and municipal works and so on .Based on expounding briefly the development trends of pumping station ’s monitoring system ,this paper illustrates in detail the application of pumping station ’s automatic monitoring system ,and emphatically introduces the effects of applying pumping station ’s automatic monitoring system into Xihe Comprehensive Treatment Project in Inner Mongolia Autonomous Region .KEY WORDS :pumping station ;automatic monitoring system ;Xihe Comprehensive Treatment Project
（上接第180页）
The Application of and Research on Urban
Streetlight Intelligent Control System
SUN Xiao-ming
ABSTRACT :Some years ago ,the urban streetlight was mostly controlled by a time module .Under some special conditions or when the electric cable was stolen ,using this kind of control mode couldn ’t make the surveillance and control centre or road operation department know and renovate timely .And generally speaking ,a module only can store 10day ’s preferences of streetlight opening time ,the preferences and modifications of the time would cost much time and energy .Taking the transformation of streetlight system in Beijing Airport Superhighway ’
s electro－mechanical overhaul project as an example ,this paper introduces in detail the integrated solution for PLC electric power monitoring and intelligent burglar alarm ,hoping to provide an aid to insiders .
KEY WORDS :intelligent remote control of streetlight ;cable theft proof ;PLC ;electric power monitoring
合断开、开门、电缆断线、PLC 通信故障、电力采集板通信故障、电缆防盗终端设备故障、电缆防盗主机通信故障等状态设置了报警。

当报警出现时，实时报警界面会自动弹出提醒操作员，此外报警信息都存入关系数据库中，操作员在历史报警库中可以方便地查询以前的报警信息。

8应用分析
该系统通过在原有控制柜的基础上增加PLC 控制及电力
监控系统，并且提供远程接口，使用户能够及时监视设备运行情况，并且可以控制开关灯，可以设置每天的开启时间，时间设置可以设置一天或几天，一个月或几个月甚至一年。

系统还增加了特殊日期开关灯时间设置，可以预设置5天。

这在节假日或特殊情况，如日食、暴雨等天气，提前设置开关等时间。

设置完成后，参数传送到每个PLC ，PLC 控制器会自动根据设置好的时间对路灯进行自动控制，即使与上位机通信中断也会自动运行。

同时上位机不停地对每个PLC 进行校时，保证时间的准确性。

电力监控装置采用电力载波的原理进行电缆电线被盗的
判断，电力监控终端与主机之间不停传输载波数字型号，进行握手，如果线路断掉，监控中心马上会声音报警，直到监控人员确认。

电力监控供电采用充电池与市电结合的方式，当停电时，采用电池供电。

网络组成采用485总线，计算机通过串口对每个设备按照地址进行轮询通信，节约了传输线路成本。

9结语
总之，该项目2006年实施以来运行良好，可以推广到城市道路、重要广场、高速路、隧道洞口照明等领域应用，是一个节能、灵活、安全的应用案例，希望对同仁有所帮助。

（责任编辑：李
敏）
────────────────
第一作者简介：孙小明，男，1973年12月生，1997年毕业于太原理工大学塑性成型工艺及设备专业，工程师，山西省交通信息通信公司，山西省太原市，030006.
182。