非相控智能調壓照明節能控制裝置的製作方法
2023-05-30 16:49:06
專利名稱：非相控智能調壓照明節能控制裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種節能控制裝置，具體說是一種非相控智能調壓照明節能控制裝置。
背景技術：
在照明監控方面的研究中，多數側重於監視運行狀態，檢測系統參數，基本不作控制，沒有節能控制功能。目前，照明系統的節能主要有兩種途徑一是採用高效的節能型光源，二是在現有照明系統上加裝節能控制設備，雖然市場上照明節電器產品很多，其設計思路大都是圍繞提高電器效率或減少用電時間，也有部分產品採用靜態預報曲線來控制照明系統的工作狀態。
發明內容發明目的本實用新型的目的在於克服現有技術的不足，提供非相控智能調壓照明節能控制裝置。技術方案為了實現上述目的，本實用新型提供的非相控智能調壓照明節能控制裝置，包括PLC主模塊、擴展模塊、人機界面、GPRS模塊。上述部件的連接關係如下PLC主模塊分別與人機界面、擴展模塊、GPRS模塊連接；人機界面用於調整和操作 PLC主模塊中的參數，PLC主模塊通過GPRS模塊與上位管理機連接；所述擴展模塊與供電網絡連接，檢測電網電壓和電流，檢測室外照度；所述PLC主模塊通過直流接觸器與變壓器連接，通過控制直流接觸器對變壓器進行投入/切出操作。所述擴展模塊為擴展輸入模塊， 擴展輸入模塊與PLC主模塊連接。所述人機界面採用觸控螢幕。本實用新型中，各模塊的作用如下PLC主模塊用於對電網電壓、電流進行檢測、對8421碼變壓器組進行投入/切出控制，可根據室外照度的變化對照明燈具進行啟停控制；擴展模塊用於接收輸入模擬信號，並將模擬數據送往PLC主模塊中，PLC主模塊通過比較和運算，自動控制變壓器組的投入或切出。人機界面用於在現場對PLC主模塊中的參數進行調試與操作；GPRS模塊用於遠程通信，將PLC主模塊中的數據通過GPRS模塊送往上位管理機，上位管理機也可以通過GPRS模塊遠程向PLC主模塊發出指令。本實用新型中PLC主模塊優選採用6ES7-CPU226 ；擴展模擬輸入模塊優選採用 EM231。本實用新型所述的非相控智能調壓照明節能控制裝置還具有可以對短路、斷路、 過壓及過流進行報警的報警模塊，該報警模塊與PLC主模塊連接。本實用新型中PLC主模塊除實現對變壓器組及照明設備的控制功能外，還提供開入量、開出量接口 ；擴展模塊用來提供模擬量數據的輸入接口 ；根據現場需要設置了人機界面，便於在現場直接操作與調試；GPRS通信模塊用來實現節能監控節點與監控中心上位管理機的網絡通信。本實用新型所述的非相控智能調壓照明節能控制裝置，實現的功能如下①根據需求控制照明設備的開啟與關閉；②當各照明設備的端電壓偏高或偏低時，控制8421碼變壓器組中變壓器的投入/ 切出，使各照明設備的端電壓穩定在設定值附近；③能夠實現對電網運行數據的監測與顯示；可進行相電壓、相電流、室外照度、調節後的相電壓的測量與顯示；④可以進行參數的設置；可進行室外照度、相電壓值的設定；⑤能夠實現故障報警；對相電壓短路、相電壓過電壓、相電流過流、相電流斷路故障進行報警；對照明節能監控裝置故障報警；⑥能夠實現模式選擇進入集中照明系統主界面後，可進行模式選擇。監控模式可進行關閉、定時、自動方式選擇；還可進行春秋、夏季、冬季選擇定時模式選擇。本實用新型中PLC主模塊對變壓器的控制採用了非相調控壓技術，具體原理如下(1)非相控調壓技術的非相控調壓原理要實現穩壓，對於不同的電網電壓，必須有不同的變壓器來供選擇，但是太多的變壓器是不可取的，從成本來說也不划算，所以必須找到一種簡單的方法，既能實現穩壓，又易於在實際中實施，而且保證一定的精度。非相控調壓技術利用直流接觸器投入/切出一組8421碼變壓器實現負載端的穩壓功能。所投入的變壓器的選擇原則是考慮到一個十進位數總可以用有限位二進位表示， 如10 = 8+2 = (IOlO)215 = 8+4+2+1 = (Illl)228 = 16+8+2+4 = (111100)2這樣，如果有副邊額定電壓為Yd1···的變壓器可供選擇投入，那麼對所有的電網電壓Ui,都能投入相應的變壓器，使輸出Ui不變。投入的變壓器選擇原則是將UpUtl的偏差轉化為二進位，1所代表的就是投入相應的變壓器。在照明系統中，電網電壓的波動一般在額定電壓的-15% 10%，即變化幅度不超過33伏，而且較小的電壓(額定電壓的5%左右)偏差對低壓用戶用電系統是允許的，所以選用4、8、16伏三組變壓器即可滿足要求。其主電路如圖3所示。由圖可見，負載的端電壓為U0 = Ui 士 k0 (Ii1 X16+k2X8+k3X 4)其中，ki(i= 1，2，3) = 1，0。非相控調壓方法的主要特點是@系統可調電壓4v、8v、12v、16v、20v、24v、28v，允許電網電壓為220士28V，變化幅度為額定電壓的13%，完全可以適應低壓照明系統的電壓變化。②最大偏差士2V，小於額定電壓的1%，精度高。③電壓調節不是連續調節，是在電壓變化達到一定幅度時才動作。[0038]本系統更大的前途在於容易根據需要進行擴展。如果加一組32V變壓器，則調壓幅度增達到額定電壓的27. 3% ；如果增加一組2V變壓器，穩壓精度提高一倍……，可以很方便地根據不同的需要擴展。(2)本實用新型所述的非相控智能調壓照明節能控制裝置是基於PLC主模塊的非相控調壓，在調壓過程中，以PLC主模塊為核心，通過控制直流接觸器控制調節變壓器的投入/切出，並可以根據時間設定電壓的工作範圍，從而實現集中照明電壓的非相控智能調節。當輸入電壓發生變化或輸出電壓重新設置後，PLC主模塊都會自動進行跟蹤，使輸出電壓始終穩定在設定電壓附近。有益效果本實用新型所述的非相控智能調壓照明節能控制裝置，與現有技術相比具有如下優點。本實用新型具有順序控制、算術運算、數據轉換和通信、程序結構靈活等功能，且功耗低、體積小，可靠性高、開放性好，便於安裝調試。同時本實用新型節電、能改善電能質量、能延長照明設備使用壽命。
圖1為本實用新型所述非相控智能調壓照明節能控制裝置的結構示意圖。圖2為本實用新型所述非相控智能調壓照明節能控制裝置的另一種結構示意圖。圖3為本實用新型所述非相控智能調壓照明節能控制裝置中非相控調壓原理圖。
具體實施方式
下面結合具體實施例，進一步闡明本實用新型，應理解這些實施例僅用於說明本實用新型而不用於限制本實用新型的範圍，在閱讀了本實用新型之後，本領域技術人員對本實用新型的各種等價形式的修改均落於本申請所附權利要求所限定。實施例1如圖1所示的一種非相控智能調壓照明節能控制裝置，它包括PLC主模塊、擴展模塊、人機界面、GPRS模塊；擴展模塊包括擴展輸入模塊；人機界面採用觸控螢幕。PLC主模塊分別與觸控螢幕、擴展輸入模塊、GPRS模塊連接；擴展輸入模塊與PLC主模塊連接。觸控螢幕用於調整和操作PLC主模塊中的參數，PLC主模塊通過GPRS模塊與上位管理機連接；所述擴展輸入模塊與供電網絡連接，檢測電網電壓和電流，監測室外照度；所述PLC主模塊通過直流接觸器對變壓器進行投入/切出控制。
權利要求1.一種非相控智能調壓照明節能控制裝置，其特徵在於，它包括PLC主模塊、擴展模塊、人機界面、GPRS模塊；PLC主模塊分別與人機界面、擴展模塊、GPRS模塊連接；人機界面用於調整和操作PLC 主模塊中的參數，PLC主模塊通過GPRS模塊與上位管理機連接；所述擴展模塊與供電網絡連接，檢測電網電壓和電流，檢測室外照度；所述PLC主模塊通過直流接觸器與變壓器連接，通過控制直流接觸器對變壓器進行投入/切出操作。
2.根據權利要求1所述的非相控智能調壓照明節能控制裝置，其特徵在於，所述擴展模塊為擴展輸入模塊，擴展輸入模塊與PLC主模塊連接。
3.根據權利要求1所述的非相控智能調壓照明節能控制裝置，其特徵在於，所述PLC 主模塊採用6ES7-CPU2^。
4.根據權利要求2所述的非相控智能調壓照明節能控制裝置，其特徵在於，所述擴展輸入模塊選用EM231。
5.根據權利要求1所述的非相控智能調壓照明節能控制裝置，其特徵在於，所述非相控智能調壓照明節能控制裝置還具有可以對短路、斷路、過壓及過流進行報警的報警模塊， 該報警模塊與PLC主模塊連接。
6.根據權利要求1所述的非相控智能調壓照明節能控制裝置，其特徵在於，所述人機界面採用觸控螢幕。
專利摘要本實用新型公開了一種非相控智能調壓照明節能控制裝置,它包括PLC主模塊、擴展模塊、人機界面、GPRS模塊；PLC主模塊分別與人機界面、擴展模塊、GPRS模塊連接；人機界面用於調整和操作PLC主模塊中的功能與參數，PLC主模塊通過GPRS模塊與上位管理機連接；所述擴展模塊與供電網絡連接，檢測電網電壓及電流，監測室外照度；所述PLC主模塊通過直流接觸器對8421碼變壓器進行投入/切出控制，使照明燈具的端電壓穩定在設定值上，也可根據室外照度直接控制照明燈具。本實用新型具有順序控制、算術運算、數據轉換和通信、程序結構靈活等功能，且功耗低、體積小，可靠性高、開放性好，便於安裝調試。同時本實用新型節約電能、能改善電能質量、能延長照明設備使用壽命。
文檔編號H05B37/02GK201947498SQ20102063850
公開日2011年8月24日 申請日期2010年12月2日 優先權日2010年12月2日
發明者朱學莉, 朱樹先, 汪幫富, 祝勇俊, 郭勝輝 申請人:蘇州科技學院