智能化控制系统在城市路灯照明中的应用

智能化控制系统在城市路灯照明中的应用

刘慧

济南市路灯管理处山东济南250033

摘要：城市照明灯不但具有美化城市环境的作用，而且方便了人们的日常生活及保障了行人和行车的安全。就目前我国各行各业的发展而言，环保节能与智能化生产管理是每个行业必经的革新阶段。我国经济建设起步较晚，但成长迅速，致使许多城市的道路设施跟不上社会的发展步伐，其中许多城市道路照明系统仍然沿用旧的方式，其系统模式存在很大弊端，如线路检修不便，控制系统可变更性不强，亮灯误差较大等问题。如何改进城市路灯照明系统成为大家广泛探讨研究的课题。而网络的应用是近些年来许多行业实现智能化改革常用的方法。如果能够将网络技术科学合理的运用于城市路灯照明系统，势必可以很大程度的节约电能并实现其智能化的管理。

关键词：城市路灯；照明系统；智能化控制；应用分析

前言

城市照明系统有保障行车和行人安全、方便市民的生活、优化城市的环境等作用。城市路灯照明系统经历了三种评价标准，首先是照度标准，之后是亮度标准，目前是可见度标准。而其他照明系统仍沿用照度标准评价，由此可见，城市道路照明系统为了适应社会的发展正在不断向高精端方向发展。伴随着照明系统的发展，道路灯具配管的设计也经历了照度标准和亮度标准的改革。进入二十世纪以来，我们跨入了一个智能化的时代，单片机、PLC、互联网等高新科技正逐步渗透于各个行业之中。而为了使城市路灯照明系统更好的服务于社会发展和人民生活需要，可以尝试将上述高新技术手段应用于该系统之中，使其早日完成智能化的系统模式。

一、城市路灯照明智能控制系统的应用及研究

1、城市路灯照明智能控制系统组成及应用

1.1主控系统。

主控系统由计算机、打印机、投影仪等组成，其组成形式主要由系统覆盖范围大小和硬件资金配额决定，其作用就是对城市道路的所有路灯进行科学的监查和控制。一般情况主控系统会配置两台主控机，一台正常运行，另一台则进入待机状态。主控机收发信息主要是通过电隔离的途径进行传输，当正常运行的主控机关机或处于退出控制状态，则另一台待机的主控机就会自动变更为操控状态。采用双机交换互补模式能为主控系统的正常运行奠定坚实的基础。

1.2本地控制系统。

本地控制系统的组成方式包括:电台、配电柜、子站等。本地控制系统并不是独立的，但是其运行方式却是独立的，在主控机没有参与工作时，本地控制系统具有对路灯的开关控制权。若是本地控制系统是通过无线传播方式与主控机进行联系，则会具有一定的限制，导致主控机无法及时调控本地控制系统，主控系统覆盖范围越广，受到的限制就越大。关于这类情况，能通过增加主控机数量得到有效解决。具体表现为:将主控系统覆盖范围进行区域划分，在划分区域设置主控机站，而后建立一个广泛的局域网，用于各区域主控机的数据收集和信息传输，从而实现城市路灯照明系统的智能化。鉴于各区域数据信息具有的庞大性，还应在建立的广泛局域网中新建一个信息管理系统。由于广泛局域网所具有的开放性，还能借助系统数据，进一步实现对城市路灯的管理、维护等。

1.3数据传输装置。

城市路灯照明智能控制系统的数据传输装置主要能分为两种方式:一是有线传输方式；二是无线传输方式。有线传输方式主要通过电话线网进行传输；无线传输方式主要通过对讲机和无线电台进行传输。此外，主控系统数据传输方式主要为无线电台传输。实例：某机场高速路是某市区通往机场的主要道路。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。

二、功能模块分析及应用

1、本地控制系统功能。

城市路灯照明系统的设计人员在进行本地控制系统设计时，应进行多方面的考虑，例如在不同路段对路灯和三相电功率的分配；不同型号路灯其节能方式和优点等；也就是对本地控制系统的组合照明方式进行综合考虑。通过采取添加触发器的方法能有效实效各种组合照明方式，且触发器的使用量，直接决定着实现的照明组合方式数量，这对于改善城市路灯照明问题能起到非常好的效果，但是值得注意的一点，就是触发器的使用会导致成本增加。在本地控制系统中主要实现路灯开关控制的就是子站，具体控制流程如下:建立通信系统后，主控机应结合各区域对照明程度的不同需求，昼夜长短在四季的变化情况等因素，制定一份科学合理的路灯开关灯时刻表，并通过建立的通信系统传输给各本地控制系统的子站。子站接收到开关灯时刻表后将其存入一个能改写的存储器中，这样以便子站根据实际情况对开关灯时刻表进行更改。采用这种控制方式，能有效减少电能浪费。子站的功能不仅是对路灯开关进行控制，还负责对照明系统的电流、支路电流、电压数据等进行收集。最后，子站将收集到的信息通过建立的通信系统传输给主控系统。这样不仅能提高照明系统的应急性能，减少故障解决时间，从而进一步实现城市路灯照明系统的智能化。

2、通信模块功能。

通信模块的主要功能就是对计算机和外链设备之间的数据进行转换，通信模块的作用是通过电源插座、发送批示灯、调制解调器接口、控制批示灯、串行接口5个部分组成。其主要的作用还是当做外接电话线运用，还能完成无线电台的接入。该通信模块中的接口要达到相关的标准，并且调制解调和相应的接口之间需使用光电隔离的方式来完成耦合，增强整个控制系统的抗干扰能力和稳定性。数据的传输路径是先通过计算机控制软件利用串行接口将数据信息传送到通信模块，而通信模块在接收到数据信息后，可以将其装换成有价值的信息，最终完成信息的发送。

结语

智能化控制系统在城市路灯照明中有着重要的作用，充分满足了城市路灯照明的需求。城市路灯照明的智能化控制系统正逐步趋向成熟、完善发展，极大的提高了城市路灯照明管理的水平，有效的降低了城市电能的消耗，符合当下的节能环保的先进理念，从而提升城市居民的生活质量。所以说做好城市路灯照明的智能化控制，对城市路灯照明质量的提升有着重要的作用，并对我国现代化城市建设有着不可替代的作用。

参考文献

[1]张语.太阳能LED路灯智能化控制系统的设计与研究[D].武汉轻工大学，2013.

[2]贺一鸣，王崇贵，刘进宇.智能路灯控制系统设计与应用研究[J].现代电子技术，2010，（1）.

[3]贺一鸣，王崇贵，刘进宇.智能路灯控制系统设计与应用研究[J].现代电子技术.2010，16（01）：102-124.