發電廠智能照明控制系統的製作方法

2024-01-26 19:26:15 1

本發明涉及區域智能照明控制，尤其涉及發電廠的智能照明控制系統，屬於自動化控制技術領域。

背景技術：

目前，智能照明控制系統在建築、商場、廣場、路燈等領域已經應用，系統的核心是照明迴路或燈具自動通斷照明迴路的策略選取，在實現手段上，採用國外智能繼電器的方案比較多，也有採用PLC控制接觸器的，現有技術兩種方式採用的都是分散式的控制策略。然而，在採用繼電器模塊的智能照明控制系統當中，分散式的控制策略在使用時，迴路與迴路之間不能動態聯繫，設置多組策略時，會受到較大的限制。

隨著環保節能、可持續發展、信息化要求越來越高等發展趨勢，發電廠也開始應用智能照明控制系統。發電廠的照明特點是區域多且大、照明迴路功率大、改造多，因此，上述分散式的控制策略應用於發電廠的智能照明，顯現出很多不足，需要開發出一套適用於發電廠的新的智能照明控制系統。

技術實現要素：

本發明的目的在於解決現有技術存在的缺陷，提供一種發電廠智能照明控制系統，以適應發電廠智能照明控制之要求。

本發明的技術解決方案是：

發電廠智能照明控制系統，設置照明操作站和照明邏輯控制機，它們通過乙太網連接線纜與乙太網絡連接，組成智能照明控制系統的後臺；另一方面，將發電廠照明迴路中的照明CPS開關通過現場總線組網，由照明通信網關通信集成後，通過乙太網絡連接線纜也與乙太網絡連接，進而與智能照明控制系統的後臺互聯；其中，照明邏輯控制機建立發電廠照明系統模型，並進行照明控制策略的制訂與運行，照明操作站根據運行策略以及照明通信網關和CPS開關採集到的照明迴路的數據，對發電廠照明迴路進行自動和/或手動的控制操作。

優選地，照明邏輯控制機建立的系統模型，其樹狀圖分為五層節點，第一、二、三層節點為區域分層分組設置，第四層節點為照明箱，第五層節點為照明迴路，各層的包含關係為逐層包含，不越級，包含方式是一對多。

優選地，所述系統模型的結構數據當中，每層節點有它相關的電力變量屬性，包括：電流、電壓、功率、電能、亮燈率；其中，除第五層照明迴路的數據為直接採集外，其它層的數據採用遞歸疊加計算方法得到。

優選地，照明邏輯控制機制訂的照明控制策略包括單組策略和多組策略，用於實現所關聯照明迴路的交替投入和退出，單組策略僅關聯一個照明迴路組，多組策略可關聯多個照明迴路組。

優選地，所述照明控制策略包括時間策略，以設置所關聯照明迴路投入的開始時間和結束時間，可靈活設置時間段和周期。

優選地，所述照明控制策略包括照度策略，以設置照度的低限值和照度的高限值，當照度值低於低限值時，所關聯照明迴路投入；當照度高於低限值但小於高限值時，所關聯照明迴路保持原有狀態；當照度高於高限值時，所關聯照明迴路退出。

優選地，所述照明控制策略針對同一照明迴路同時包含時間策略和照度策略，此時，時間策略優先。

優選地，所述照明操作站可以通過乙太網絡獲取指定IP的照明邏輯控制機的照明控制策略的運行狀態，需要修改時，獲取該照明控制策略，並且獲取照明邏輯控制機當中發電廠照明控制系統的模型，然後進行照明控制策略的配置，配置完成後，自動下載到照明邏輯控制機使系統重新初始化，並啟動新策略運行。

優選地，所述照明邏輯控制機制訂的照明控制策略包括針對多個照明迴路而集中定義的場景策略。

優選地，所述場景策略應用時，或，人為操作照明迴路時，涉及到的照明迴路的自動控制方式自動關閉。

從以上技術解決方案可以看出，本發明具有諸多突出的實質性技術特點，實施本發明技術方案之後，其顯著的技術進步主要體現在：

（1）本發明通過對發電廠整個照明系統進行合理建模，採用集中管理與控制的方式形成非常適用於發電廠的智能化照明控制系統；

（2）系統運行時，照明邏輯控制機運行集中控制策略，對整個發電廠廠區實現不同時間、不同區域、不同迴路的自動控制，達成可節約人工成本，而且準時、全自動的控制方式，最終達到延長燈具使用壽命、節約照明用電量之目的；

（3）本發明系統層次清楚，運行策略可靠、靈活，具有：場景應用、自動閉鎖、策略修改等功能，完全可以滿足發電廠的實際需求，宜於業內廣泛推廣，以提升發電廠照明系統的現代化與信息化水平。

附圖說明

圖1是本發明的應用結構示意圖。圖中各附圖標記的含義為：

1-照明CPS開關；2-現場總線；3-照明通信網關；4-乙太網連接線纜；5-乙太網絡；6-乙太網連接線纜；7-照明操作站；8-照明邏輯控制機。

具體實施方式

本發明揭示一種專用於發電廠的智能照明控制系統，採用集中式的自動控制策略，通過對整個照明系統進行建模，自動控制策略則針對模型中的照明迴路進行策略的設置，分為單組策略和多組策略。系統運行時，照明邏輯控制機運行照明策略，實現不同時間、不同迴路的自動控制，從而實現節約人工成本，而且準時、全自動的控制方式，最終達到延長燈具的使用壽命，節約照明用電量，給發電廠的照明系統建設或改造帶來了較大的效益和更好的效果。

以下結合附圖，對本發明的具體實施方式作進一步詳述，以使本發明的技術方案更易於理解和掌握。

根據本發明技術方案，如圖1所示：將照明操作站7和照明邏輯控制機8通過乙太網連接線纜6與乙太網絡5連接，組成智能照明控制系統的後臺；另一方面，照明迴路中的照明CPS開關1通過現場總線2組網，由照明通信網關3通信集成後，通過乙太網絡連接線纜4與乙太網絡5連接，進而與智能照明控制系統的後臺互聯。其中，照明邏輯控制機8建立發電廠照明系統模型，並進行照明控制策略的制訂與運行，照明操作站7根據運行策略以及照明通信網關3和CPS開關1採集到的照明迴路的數據，對照明迴路進行自動和手動的控制操作。其中，CPS開關1承擔了「數據採集」與「迴路通斷控制」兩大功能，是整個系統最為直接的關鍵部件，通常選用一體化智能控制器。

照明邏輯控制機8建模時，根據發電廠整個廠區的特點，抽象出發電廠照明系統模型。具體地，模型樹狀圖分為五層節點，其中第一、二、三層節點為區域分層分組設置，第四層節點為照明箱，第五層節點為照明迴路，各層的包含關係為逐層包含，不可越級包含，包含方式是「一對多」的關係。模型結構數據當中，每層節點有它相關的電力變量屬性，包括：電流、電壓、功率、電能、亮燈率等；其中，除第五層照明迴路的數據為直接採集外，其它層的數據採用遞歸疊加計算方法得到。

照明控制策略的設置和運行所關聯的照明迴路是基於發電廠照明系統模型的照明迴路節點，照明邏輯控制機8制訂照明控制策略時，可定義多個照明控制策略，分為單組和多組策略，單組策略僅可關聯一個迴路組，多組策略可關聯多個迴路組，用於實現所關聯照明迴路的交替投入和退出。對於單組策略，迴路組內的關聯迴路統一按照照明策略分析的結果進行相應動作，多組策略中，每照明組內的照明迴路按照所設置的投入照明迴路數量，則優選擇照明迴路進行投入。

具體到每個策略，又包含時間策略和照度策略的設置。時間策略設置所關聯照明迴路投入的開始時間和結束時間，可靈活設置時間段和周期。照度策略設置照度的低限值和照度的高限值，當照度值低於低限值時，所關聯照明迴路投入；當照度高於低限值小於高限值時，位於死區，所關聯照明迴路保持原有狀態；當照度高於高限值時，所關聯照明迴路退出。若同時應用時間策略和照度策略，採用時間優先的方法。

本發明智能照明控制系統採用分層分布式結構，通常情況下，照明邏輯控制機8是策略的「制訂者」，而照明操作站7是策略的「執行者」。為使系統安全運行並取得更新更好的應用效果，照明控制策略可進行遠程修改，通過對照明操作站7增設修改照明邏輯的功能，使其對照明邏輯控制機8中的照明控制策略運行的啟停進行控制，即：照明操作站7通過乙太網絡5獲取指定IP的照明邏輯控制機8的照明控制策略的運行狀態，需要修改時，獲取該照明控制策略，並且獲取照明邏輯控制機8當中發電廠照明控制系統的模型，然後進行照明控制策略的配置，配置完成後，自動下載到照明邏輯控制機8使系統重新初始化，並啟動新策略運行。

在制訂照明控制策略時，可以針對多個照明迴路定義一些照明場景，照明邏輯控制機8和照明操作站7都支持場景功能，可進行場景的設置和應用，場景的應用時間可即時設定。所述「場景」是基於系統模型而定義投入的照明迴路和退出的照明迴路，在場景應用時，設定場景應用的時間；場景應用後，場景所關聯的照明迴路的自動控制方式「閉鎖」，各自進行場景中所定義的操作，並設置該照明迴路的場景狀態為「真」，閉鎖時間為場景應用時所設定的場景時間。當由人為操作（包括遠程控制、就地操作、牆壁開關操作等）照明迴路時，相關照明迴路的自動控制方式也「閉鎖」，此時，系統對該照明迴路的控制策略不起作用，直至人為操作過程結束。當然，也可以直接進行照明迴路的閉鎖狀態和場景狀態的解除鎖定。

為便於操作和控制，實際應用時，第四層的照明箱包含照明箱編號、櫃門狀態、總開關狀態數據，第五層的照明迴路具有迴路的操作、狀態、額定、閉鎖剩餘時間、場景剩餘時間等數據。系統運行過程中，用戶可以查看基於該發電廠照明控制系統模型的各項電力實時數據，若發現不盡合理的地方，可以進行：場景應用、相關照明迴路自動控制「閉鎖」，或者，對運行的控制策略進行修改與完善等操作。

通過以上描述可以發現，本發明通過對發電廠整個照明系統進行合理建模，採用集中管理與控制的方式形成智能化照明控制系統，系統運行時，照明邏輯控制機運行集中控制策略，對整個發電廠廠區實現不同時間、不同區域、不同迴路的自動控制，達成可節約人工成本，而且準時、全自動的控制方式，最終達到延長燈具使用壽命、節約照明用電量之目的，同時，也提升了發電廠智能照明系統的現代化與信息化水平。該系統層次清楚，運行策略可靠、靈活，完全可以滿足發電廠的實際需求，宜於業內廣泛推廣。

當然，本發明的具體實施方式並不受上述描述所限制，本領域的普通技術人員依據本發明的精神實質，在現場總線協議和通信數據等結構、方法或功能方面採用等同變換或者等效變換而形成的所有技術方案，均落在本發明權利要求保護範圍之內。