Автоматизована система управління зовнішнім освітленням на базі світлодіодних світильників із застосуванням технології зв'язку PLC
Автоматизована система управління зовнішнім освітленням (АСУ АЛЕ) на базі світлодіодних світильників призначена для централізованого автоматичного і оперативно-диспетчерського управління зовнішнім освітленням вулиць, об'єктів та інших територій міст. Система дозволяє істотно знизити енергоспоживання на освітлення міських вулиць, знизити витрати на техобслуговування вуличних світильників, підвищити рівень безпеки пішоходів та автомобілістів.
Інноваційні особливості системи
- плавне регулювання потужності світильників
- адресне управління світильниками
- застосування PLC-технології зв'язку (використання експлуатуються ліній електропередач для здійснення зв'язку з інтелектуальними модулями світильників).
Переваги впровадження системи
- Зменшення витрат на експлуатацію і техобслуговування обладнання завдяки реєстрації та прогнозування аварійних ситуацій в режимі реального часу.
- Зниження витрат на ремонт світлотехнічного обладнання завдяки постійному моніторингу якості електроенергії.
- Досягнення високих експлуатаційних характеристик обладнання та якості освітлення міста за рахунок рівномірного розподілу енергоресурсів з можливістю перемикання освітлення в один з декількох режимів згідно із зазначеним диспетчером алгоритму.
- Підвищення надійності експлуатації системи і якості вуличного освітлення за рахунок виключення «людського фактора» (наприклад, несвоєчасне відключення призводить до перевитрати електроенергії, а несвоєчасне включення призводить до збільшення кількості скарг на якість роботи).
- Забезпечення максимально комфортних умов праці експлуатаційного персоналу та підвищення його ефективності.
Характеристика автоматизованої системи
Система управління освітленням побудована за ієрархічним принципом і являє собою дворівневу структуру (малюнок 2).
Нижній рівень системи складається з шаф управління пунктів включення (ШУ ПВ), обладнаних контролерами зв'язку, і світлодіодних світильників виробництва ПО «Електроточпрібор». ШУ ПВ можуть розташовуватися в трансформаторних підстанціях або безпосередньо у ліній освітлення, на відкритому просторі.
Верхній рівень - центральний диспетчерський пункт. Від ЦДП надходять команди управління освітленням (включення / відключення, завдання рівня потужності або освітленості, зміна режиму, розклад роботи і т.д.).
До складу ПВ входить контролерну обладнання, що здійснює адресний алгоритмічне управління підключених до нього по силовий живильної лінії опор освітлення; кероване цифровим сигналом комутаційне обладнання, що здійснює подачу харчування на лінії освітлення (промені); лічильники електроенергії з цифровим інтерфейсом, що здійснюють облік споживання електроенергії та контроль показників якості мережі.
Малюнок 2 - Структура АСУ зовнішнім освітленням
функції системи
Інформаційні функції забезпечують формування екранних зображень (малюнок 3) і вихідних форм інформаційно-обчислювальних задач за запитами диспетчера або неоперативного персоналу (адміністратора системи) і включають:
- збір та обробку інформації про стан обладнання АЛЕ
- вимір і контроль споживання електроенергії по кожному ПВ (рисунок 5)
- виявлення, сигналізацію та аварійних ситуацій, відмов технологічного обладнання, несанкціонованого проникнення в ПВ, перевищення споживаного струму і т.д.
- передача інформації про нештатні ситуації на АРМ диспетчера та передача SMS-оповіщення обслуговуючого персоналу
- розрахункові завдання (розрахунок напрацювання і т.д.)
- архівування історії зміни параметрів на жорсткому магнітному диску
- ведення журналу подій
- формування та видачу оперативних і архівних даних персоналу
- формування та друк звітної документації (змінні, місячні та інші звіти)
- облік споживаної електроенергії.
Сигналізація формується при виникненні наступних умов:
- спрацювання кінцевого вимикача вхідних дверей ШУ ПВ
- аварії та / або зміни стану пунктів включення
- несправності критичного числа ламп однієї з ліній
- перевищення споживаного струму однієї з ліній
- аварії каналу зв'язку з ШУ пункту включення
- несправність критичного числа світильників однієї з ліній освітлення.
керуючі функції
АСУ АЛЕ може працювати в одному з чотирьох режимів:
- Автоматичному за розкладом - перемикання режимів роботи системи освітлення за розкладом, вказаною диспетчером.
- Автоматичному за часом сходу / заходу - перемикання режимів роботи системи освітлення за часом сходу і заходу сонця.
- Ручному дистанційному - керування освітленням з АРМ диспетчера. Диспетчер ініціативно активує необхідні перемикання зовнішнього освітлення, наприклад, в аварійній ситуації або при ремонтних і регламентних роботах.
- Ручному апаратному - керування освітленням за місцем установки ШУ. Обслуговуючий персонал здійснює перемикання зовнішнього освітлення за допомогою перемикачів, встановлених в ШУ ПВ, проводячи необхідні перевірки працездатності при ремонтних і регламентних роботах.
Сервісні функції забезпечують:
- постійний моніторинг якості електроенергії
- автоматичну діагностику каналів зв'язку з ШУ пунктів включення
- автоматичну діагностику комутуючого устаткування і кожного світильника
- конфігурація системи
- проведення в регламентованих межах відключень / підключень, перевірки і заміни елементів системи
- ручне введення (зміна уставок і констант управління і обробки інформації)
- захист від несанкціонованого доступу в середу системи.
Доступ до функціональних можливостей системи надається відповідно до встановлених разграничениям рівнів доступу.
Малюнок 3 - Приклад панелі диспетчерського управління системою
Малюнок 4 - Приклад вікна з оперативними даними пункту включення
Апаратні засоби
Шафи управління ПВ(рисунок 5) поставляються як функціонально і конструктивно закінчені вироби, обладнані Клемники для підключення зовнішніх ланцюгів, промаркованих належним чином, а також кабельними вводами. Для виключення можливості несанкціонованого доступу кожну шафу замикається на ключ і комплектується датчиком контролю доступу. Шафа ПВ забезпечує ступінь захисту від зовнішніх впливів не нижче IP54 (розміщення всередині приміщень) або IP66 (вуличне виконання) для ТП по ГОСТ 14254-9.
Крім того, за бажанням Замовника шафи ПВ можуть бути виготовлені в антивандальному виконанні, що не дозволяє розібрати конструкцію зовні без застосування ріжучого інструменту (товщина стінок не менше 2 мм, замок з трехточечной фіксацією).
Засоби зв'язку. Для передачі даних можливе використання радіоканалів, каналів зв'язку GPRS, PLC, провідний (оптоволоконної) і телефонної ліній зв'язку. ЦДП має можливість передачі даних на більш високий рівень по локальній мережі Ethernet.
Контролерну обладнання складається з вільнопрограмованого промислового контролера DevLink-C1000 (Рисунок 6), модулів введення / виведення уніфікованих сигналів DevLink-A10 і контролера зв'язку зі світлодіодними світильниками виробництва НТФ «Микроникс» (малюнок 7). Контролери DevLink-C1000 здійснюють обмін даними з серверами центрального диспетчерського пункту. Збережені сервери ЦДП надають оперативному персоналу зручний людино-машинний інтерфейс для контролю стану і управління зовнішнім освітленням (ПЗ), аналізу накопичених архівних даних, а також забезпечують формування звітної документації.
Для забезпечення адресного управління в корпус кожного світлодіодного світильника встановлюється спеціалізований контролер зв'язку, який здійснює:
- управління потужністю світильника згідно сигналів, що надходять від контролерних обладнання пункту включення по силових лініях (PLC)
- діагностику стану світильника
- вимір показників освітленості в зоні дії світловий опори і т.д.
Передбачена можливість розширення системи шляхом додавання нового функціоналу і інтеграції з іншими автоматизованими системами (комерційного обліку енергоресурсів, диспетчеризації трансформаторних підстанцій, теплових пунктів, системи водопостачання міста).
Рішення реалізовано в АСДУ вуличного освітлення МП «Горелектросеті» (м Железногорськ, Красноярський край).