路灯控制系统技术方案2016.3.10

路灯控制系统技术方案

一、概述

1.项目需求 -------------------------------------------- （2）

2.项目意义 -------------------------------------------- （2）

二、总体设计方案

1.设计原则 -------------------------------------------- （3）

2.结构框图 -------------------------------------------- （5）

3.主要功能概述 ---------------------------------------- （5）

三、系统详细设计

1.系统简介 -------------------------------------------- （6）

2.计算机信息管理系统 ---------------------------------- （7）

3.远程控制系统 --------------------------------------- （11）

四、成功工程案例--------------------------------------（15）

一、概述

1、项目需求

当前我国城市照明，特别是路灯照明，主要有以下特点：照明消耗的电能约占电力生产总量的10％～20％，而城市公共照明则在照明耗电中占30％；近几年随着让城市亮起来的口号的提出，全国路灯的数量仍在迅猛地增长；路灯照明多为低效照明为主，电能利用率还不到65% ；绝大部分地区仍然使用非常落后的控制方式。

目前路灯控制采取光控、定时及人工开关的方式，已不能满足特殊天气条件下开关灯及节能要求，因此需要利用计算机自动管理技术和远程通讯技术，对城市照明实现自动化、智能化科学管理，达到路灯管理水平与现代城区相适应，提高路灯管理效益，做到合理照明，美化照明，安全照明，降低运营和维护成本。

2、项目意义

系统改造采用先进的GPRS无线通讯网络、计算机信息管理及单灯控制模块等组成的分布式无线“三遥”（遥测、遥控、遥信）系统。该系统可以对全市范围内的路灯进行遥控开关、遥信状态、遥测电流、电压、用电功率，还可以根据对所测数据的分析来判断路灯配电设备运行有无故障，对路灯亮灯率估算和计算，对线路缺相、回路接地、白天亮灯、夜晚熄灯、大面积灭灯等异常情况进行报警处理，并能通过短信及时通知给相关管理人员。系统改造有着以下重大意义：

增强应急能力：系统具有定时控制和人工控制等多种控制方式，能随时调整灯光的开/关灯时间，在遭遇极端特殊的天气情况时能通过人工控制进行应急开关灯调度。

提高城市形象：系统具有设备状态巡检和故障自动报警功能。当配电设备发生故障时，调度人员可以在数秒钟内及时了解故障发生的地点和具体情况，并及时排除工作人员进行修复。这样可以极大地减少对照明管理部门的投诉，从而进一步提高管理部门的形象。

节约电能支出：系统对开关灯状态有可检查性，能有效避免白天亮灯的情况出现。控制设备能依据一年四季的季节变化情况预置合理的开关灯时间方案，在满足对城市照明的需求时，有效地减少开灯时间，从而节约了大量的电能。

降低运维成本：系统将“巡灯查找故障”改为“值班等待报警”，减少了“巡灯”人员数量和巡检车辆损耗，降低了维护成本。通过减少开灯时间，能有效延长灯具的使用寿命，可有效降低运行成本，进一步提高了经济效益。

实现科学管理：系统能将采集到的数据自动进行存储、统计，能随时进行查询和生成各种统计报表，为管理人员提供详实地决策依据。

二、总体设计方案

1、设计原则

本控制系统在设计过程中认真贯彻中央关于《国务院办公厅关于深入开展全民节能行动的通知》要求，以科技、节能、环保和低费用为设计理念，促进节能环保社会的建设与发展。

从目前城市路灯的具体情况出发,制定符合实际且技术先进的控制系统,本系统的设计目标是利用计算机自动管理技术和远程通讯技术，对城市照明实现自动化、智能化科学管理，达到路灯管理水平与现代新城区相适应，提高路灯管理效益，做到合理照明，美化照明，安全照明，降低运营和维护成本。

（2）可靠性原则

系统的高可靠性是十分重要的。首先是硬件系统的可靠性,其次是软件系统具有较高的可靠性。

系统的平均无故障时间(MTBF)： 15年

模件的平均无故障时间(MTBF)： 15年

系统可利用率(MTBF/MTBF+MTTR)：大于99.99%，

（3）安全性原则

选用的单灯控制模块在运行过程中具备完善的故障检测、诊断功能。上位机软件具有完善的报警显示、故障处理及操作报警等功能。具有良好的安全运行性能。

（4）先进性原则

系统设计应把握先进稳定的传感器技术、最新电子控制技术、计算机技术、网络和通信技术的发展方向，采用先进的体系结构；尽量选用同行业内先进成熟的技术和设备，选用先进的软硬件平台，营造高起点的系统开发与应用环境，系统具有先进的体系结构、控制算法、通讯功能和网络功能，既具有控制功能，还具有完善的信息处理和管理功能，使其具备全集成自动化的控制模式，在国内处于领先水平。

控制站通过MODBUS-RTU现场总线或ZigBee无线传感网络使现场路灯信号与自动化系统相连，它可以集中装在室内或分散装在控制现场，使系统配置具有极大的灵活性，并且具有灵活的软件组态功能，能够灵活的进行控制算法的修改，很方便的完成控制参数的修改。

（6）扩展性原则

系统具有开放式的模块化体系结构和软件系统，易于系统的扩展及与管理信息系统的互联。系统具有开放性，在功能，配置，通信接口等方面具有较好的控制能力，系统能随着科学技术的发展而不断平滑升级。

（7）可维护性原则

系统具有自诊断功能，对软、硬件系统可以进行故障定位和故障报警，并能进行故障处理记录，故障平均修复时间(MTTR)为3分钟，并可进行在线维护。

2、系统结构图