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論居民小區(qū)的照明系統(tǒng)控制工學(xué)論文
摘 要：隨著人們對(duì)自身居住環(huán)境的要求也在日益提高，居民小區(qū)照明工程自動(dòng)化控制的要求越來越高，建立居民小區(qū)照明控制系統(tǒng)勢(shì)在必行。簡(jiǎn)要討論了居民小區(qū)的照明系統(tǒng)控制的設(shè)計(jì)要求以及照明管理系統(tǒng)構(gòu)成與功能。
關(guān)鍵詞：居民小區(qū)；照明系統(tǒng)；控制
引言
隨著人們對(duì)自身居住環(huán)境的要求也在日益提高，居民小區(qū)照明工程自動(dòng)化控制的要求越來越高，而信息技術(shù)的快速發(fā)展，遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)、多媒體技術(shù)、通訊技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的日趨成熟，對(duì)居民小區(qū)照明系統(tǒng)的信號(hào)的遠(yuǎn)程采集、存儲(chǔ)、加工和燈光控制的遠(yuǎn)程傳輸已經(jīng)能滿足居民小區(qū)照明技術(shù)結(jié)合建筑物、地形環(huán)境、人流等進(jìn)行綜合性設(shè)計(jì)的技術(shù)需要。隨著照明行業(yè)的發(fā)展，建立居民小區(qū)照明控制系統(tǒng)勢(shì)在必行。
1 居民小區(qū)照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)考慮
（1）小區(qū)照明概況。路燈的布置方式有單側(cè)布燈、兩側(cè)交叉布燈、丁字路口布燈、十字路口布燈和彎道布燈，路面寬度小于9m或照度要求不高的小區(qū)道路，常采用單側(cè)布燈。
居民小區(qū)道路寬度為7m，一般采廂單側(cè)布燈。為滿足美觀及誘導(dǎo)性的要求，居民小區(qū)主人口采用雙側(cè)布燈，庭院燈桿間距可為15-25m，結(jié)合建筑單位的特殊要求，燈間距25m(停車場(chǎng)除外)。居民小區(qū)花園內(nèi)適當(dāng)布置草坪燈。
�。�2）燈具的類型及選擇。
常用路燈可分為：馬路彎燈、懸臂式高桿路燈、柱燈和草坪燈四類。馬路彎燈附改在架空線路的電桿上，雖無保護(hù)角，但光損失小，在小區(qū)道路照明設(shè)計(jì)中可以考慮；懸臂式高桿路燈常以高壓汞燈、高壓鈉燈或金屬鹵化物燈為光源，配光曲線分三種：截光型、半截光型和非截光型。截光型配光較窄，光通分布主要集中在0°-60°范圍內(nèi)，嚴(yán)格限制了水平光線，幾乎感覺不到眩光，因此適用于高速道路；非截光型配光很寬，不限制眩光，光通分布主要集中在0°-80°范圍內(nèi)，因此，適用于周圍要求明亮的場(chǎng)所。半截光型介于截光與非截光型之問，廣泛用于一般道路照明。柱頭燈有各種藝術(shù)造型，用于庭院照明時(shí)，燈高3．5-5m，燈柱為鋼管。草坪燈專用于庭院綠化曲徑照明，光源采用白熾燈，燈柱約高0．6m，光線朝下照射。
�。�3）燈具的接地方式。
為了防止出現(xiàn)故障時(shí)山于金屬燈柱可能產(chǎn)生的漏電，采用TT接地方式，將電源中性點(diǎn)直接接地，燈具金屬外殼廂保護(hù)接地線接至與電源接地點(diǎn)無關(guān)的接地極—燈具的接地極。
�。�4）燈具的間開。
為了提高供電的可靠性．燈具采用間開的方式，每個(gè)路燈回路均按L1，L2、L3相序間隔接線。每個(gè)回路安裝3個(gè)1P的斷路器，3個(gè)IP的CT接觸器，分別控制L1、L2、L3三相，以達(dá)到間開的目的。
�。�5）經(jīng)濟(jì)適用的光源。
從光源的選擇上，考慮將白色發(fā)光二極管應(yīng)用在小區(qū)道路照明中。白色發(fā)光二級(jí)管被認(rèn)為是21世紀(jì)最有價(jià)值的新光源，其能耗僅為白熾燈的1／8，熒光燈的1／2，壽命長(zhǎng)達(dá)l0萬h，同時(shí)還可實(shí)現(xiàn)無汞化，回收容易，對(duì)于環(huán)境保護(hù)和節(jié)約能源具有重要意義。
2 居民小區(qū)的照明管理系統(tǒng)構(gòu)成與功能
（1）控制調(diào)度中心。
控制調(diào)度中心是控制系統(tǒng)的核心，功能大概描述的是整個(gè)居民小區(qū)照明系統(tǒng)的信號(hào)都在這里匯集、分析，得出最后的數(shù)據(jù)；在這里向遠(yuǎn)程中心發(fā)出具體指令，根據(jù)需要做出控制調(diào)度。
調(diào)度端可通過光控和時(shí)控兩種自動(dòng)模式對(duì)控制中心發(fā)出指令。光控即根據(jù)居民小區(qū)的日照度對(duì)每天的道路照明的開關(guān)時(shí)間進(jìn)行調(diào)整，與原來時(shí)控控制的模式相比更加智能化，更能符合居民生活的實(shí)際需要；時(shí)控即在每天根據(jù)預(yù)先調(diào)整好的時(shí)間對(duì)照明的開關(guān)時(shí)間進(jìn)行控制。
兩者各有利弊：光控雖然比時(shí)控更加智能化，能自動(dòng)適應(yīng)當(dāng)?shù)厝照斩龋龅酵话l(fā)事件比如節(jié)假日、城市重大活動(dòng)等臨時(shí)需要更改照明的開關(guān)時(shí)間的話，就無法做出及時(shí)調(diào)整，而時(shí)控能滿足該方面的需求，但時(shí)控由于效率低，已經(jīng)無法適應(yīng)居民小區(qū)照明的快速發(fā)展，只能作為光控的一個(gè)輔助手段存在。 （2）控制調(diào)度軟件。
控制調(diào)度軟件在整個(gè)控制系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用：①通過調(diào)度端軟件，使計(jì)算機(jī)可自動(dòng)或手動(dòng)遠(yuǎn)程遙控中心，在軟件的設(shè)置模塊里的設(shè)置固定時(shí)間段由計(jì)算機(jī)自動(dòng)檢測(cè)每個(gè)中心的狀態(tài)(包括路燈開關(guān)箱電壓、電流、有功功率、功率因數(shù)和接觸器狀態(tài)等參數(shù))，并采集數(shù)據(jù)保存；②通過調(diào)度端軟件，計(jì)算機(jī)根據(jù)所采集的數(shù)據(jù)與正常狀態(tài)數(shù)據(jù)相比較，如出現(xiàn)故障即自動(dòng)發(fā)出故障報(bào)警，該功能與中心主動(dòng)報(bào)警功能的結(jié)合構(gòu)成了系統(tǒng)的報(bào)警模塊；③通過調(diào)度端軟件，操作人員能方便的自動(dòng)或手動(dòng)遙控路燈開關(guān)箱全夜燈、半夜燈和景觀燈的開／關(guān)；④通過調(diào)度端軟件，可隨時(shí)計(jì)算、統(tǒng)計(jì)、查詢各路段的亮燈率并可隨時(shí)查詢、打印各路燈控制箱任意時(shí)間的定時(shí)數(shù)據(jù)與統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，比之原先的人工統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)有即時(shí)、準(zhǔn)確、數(shù)據(jù)的多樣和全面性的特點(diǎn)；⑤通過調(diào)度端軟件，采用分組模塊概念，可以根據(jù)居民小區(qū)照明的多樣性的特點(diǎn)在線分別設(shè)置控制時(shí)間端組，并可隨時(shí)修改滿足居民小區(qū)照明的不同需求，比如路燈照明和景觀燈由于關(guān)閉時(shí)間的不同，可將其分為不同的時(shí)間端組，靈活的適應(yīng)不同居民小區(qū)照明的需要。
（3）計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)。居民小區(qū)照明管理系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)有如下特點(diǎn)：①控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)一般采用工控機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，操作系統(tǒng)采用NT核心的系統(tǒng)。為保證安全可靠，采用前后臺(tái)模式，前臺(tái)負(fù)責(zé)平時(shí)系統(tǒng)的控制工作，并每隔一段時(shí)間間隔向后臺(tái)機(jī)保存數(shù)據(jù)，一旦前臺(tái)機(jī)出現(xiàn)問題可及時(shí)的將系統(tǒng)的控制權(quán)移交給后臺(tái)機(jī)，以保證整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。②計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采用在線式長(zhǎng)延時(shí)UPS供電�？梢缘綦娺\(yùn)行8h以上，把控制調(diào)度中心計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)成監(jiān)控照明系統(tǒng)的服務(wù)器，對(duì)以后分機(jī)管理能很好的擴(kuò)展和兼容。③在計(jì)算機(jī)中采用衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)模塊對(duì)控制調(diào)度中心的計(jì)算機(jī)時(shí)間自動(dòng)校時(shí)，可保證居民小區(qū)照明開關(guān)時(shí)間的準(zhǔn)確性。
（4）控制終端。該部分是控制系統(tǒng)的延伸，是照明開關(guān)箱與控制系統(tǒng)的聯(lián)系，是實(shí)際控制端。控制終端的主動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)能將故障信息分析后及時(shí)的向調(diào)度端控制系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警。一般調(diào)度端與遠(yuǎn)程控制終端聯(lián)系模式都采用無線方式，無線方式的優(yōu)勢(shì)在于終端放置空間的靈活性，對(duì)以后擴(kuò)展也相對(duì)更容易，而且與專線方式比較價(jià)格也有更大的優(yōu)勢(shì)；但無線方式抗干擾能力明顯弱于專線方式，而且信號(hào)隨著距離而成倍衰減。針對(duì)無線方式的弱點(diǎn)，采取的解決方法主要是在控制終端安置抗干擾芯片，并在終端里設(shè)計(jì)有雙備份數(shù)據(jù)的功能，保證終端數(shù)據(jù)在受外界各種干擾下得到保存；對(duì)于信號(hào)死角，通過智能路方式的解決方案，使用信號(hào)放大器保證控制終端正常的工作。
作為這兩大部分的補(bǔ)充與功能的擴(kuò)展：①為了實(shí)現(xiàn)更加靈活的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)度，特別是重大活動(dòng)以及節(jié)假日需要在現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)地控制燈光的開關(guān)，采納了便攜式移動(dòng)控制系統(tǒng)，可以利用系統(tǒng)的無線監(jiān)控功能，在不影響系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，滿足應(yīng)急調(diào)度的特定需求。該系統(tǒng)由PDA(便攜式計(jì)算機(jī))和便攜式無線數(shù)傳電臺(tái)組成，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)沒有電源時(shí)，具備3h的無電運(yùn)行能力，同時(shí)配有通話功能，可以方便地通過調(diào)度端的對(duì)講系統(tǒng)實(shí)時(shí)的調(diào)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)人員；②為了更客觀的反映現(xiàn)場(chǎng)的情況，可以適當(dāng)?shù)牟捎脠D像監(jiān)控系統(tǒng)，在居民小區(qū)的主要道路和景觀安放監(jiān)視器，以用于監(jiān)視照明的現(xiàn)場(chǎng)情況，按每個(gè)居民小區(qū)的不同需求可分別采用無線方式、專線方式、無線與專線混合方式，而其中無線和專線混合方式價(jià)格性能比應(yīng)具有很大的優(yōu)勢(shì)。
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