АСУ наружным освещением на базе светодиодных светильников

Инновационные особенности системы

• плавное регулирование мощности светильников
• адресное управление светильниками
• применение PLC-технологии связи (использование эксплуатирующихся линий электропередач для осуществления связи с интеллектуальными модулями светильников).

Преимущества внедрения системы

• Уменьшение затрат на эксплуатацию и техобслуживание оборудования благодаря регистрации и прогнозированию аварийных ситуаций в режиме реального времени.
• Снижение расходов на ремонт светотехнического оборудования благодаря постоянному мониторингу качества электроэнергии.
• Достижение высоких эксплуатационных характеристик оборудования и качества освещения города за счет равномерного распределения энергоресурсов с возможностью переключения освещения в один из нескольких режимов согласно указанному диспетчером алгоритму.
• Повышение надежности эксплуатации системы и качества уличного освещения за счет исключения «человеческого фактора» (например, несвоевременное отключение приводит к перерасходу электроэнергии, а несвоевременное включение приводит к увеличению количества жалоб на качество работы).
• Обеспечение максимально комфортных условий труда эксплуатационного персонала и повышение его эффективности.

Характеристика автоматизированной системы

Система управления освещением построена по иерархическому принципу и представляет собой двухуровневую структуру (рисунок 2).

Нижний уровень системы состоит из шкафов управления пунктов включения (ШУ ПВ), оборудованных контроллерами связи, и светодиодных светильников производства ПО «Электроточприбор». ШУ ПВ могут располагаться в трансформаторных подстанциях или непосредственно у линий освещения, на открытом пространстве.

Верхний уровень – центральный диспетчерский пункт. От ЦДП поступают команды управления освещением (включение/отключение, задание уровня мощности или освещенности, смена режима, расписание работы и т.д.).

В состав ПВ входит контроллерное оборудование, осуществляющее адресное алгоритмическое управление подключенных к нему по силовой питающей линии опор освещения; управляемое цифровым сигналом коммутационное оборудование, осуществляющее подачу питания на линии освещения (лучи); счетчики электроэнергии с цифровым интерфейсом, осуществляющие учет потребления электроэнергии и контроль показателей качества сети.

Рисунок 2 – Структура АСУ наружным освещением

Функции системы

Информационные функции обеспечивают формирование экранных изображений (рисунок 3) и выходных форм информационно-вычислительных задач по запросам диспетчера или не оперативного персонала (администратора системы) и включают:

• сбор и обработку информации о состоянии оборудования НО
• измерение и контроль потребления электроэнергии по каждому ПВ (рисунок 5)
• обнаружение, сигнализацию и регистрацию аварийных ситуаций, отказов технологического оборудования, несанкционированного проникновения в ПВ, превышения потребляемого тока и т.д.
• передача информации о нештатных ситуациях на АРМ диспетчера и передача SMS-оповещения обслуживающему персоналу
• расчетные задачи (расчет наработки и т.д.)
• архивирование истории изменения параметров на жестком магнитном диске
• ведение журнала событий
• формирование и выдачу оперативных и архивных данных персоналу
• формирование и печать отчетной документации (сменные, месячные и другие отчеты)
• учет потребляемой электроэнергии.

Сигнализация формируется при возникновении следующих условий:

• срабатывания концевого выключателя входной двери ШУ ПВ
• аварии и/или изменения состояния пунктов включения
• неисправности критического числа ламп одной из линий
• превышения потребляемого тока одной из линий
• аварии канала связи с ШУ пункта включения
• неисправность критического числа светильников одной из линий освещения.

Управляющие функции

АСУ НО может работать в одном из четырех режимов:

• Автоматическом по расписанию – переключение режимов работы системы освещения по расписанию, указанному диспетчером.
• Автоматическом по времени восхода/захода – переключение режимов работы системы освещения по времени восхода и захода солнца.
• Ручном дистанционном – управление освещением с АРМ диспетчера. Диспетчер инициативно активирует необходимые переключения наружного освещения, например, в аварийной ситуации или при ремонтных и регламентных работах.
• Ручном аппаратном – управление освещением по месту установки ШУ. Обслуживающий персонал осуществляет переключения наружного освещения с помощью переключателей, установленных в ШУ ПВ, проводя необходимые проверки работоспособности при ремонтных и регламентных работах.

Сервисные функции обеспечивают:

• постоянный мониторинг качества электроэнергии
• автоматическую диагностику каналов связи с ШУ пунктов включения
• автоматическую диагностику коммутирующего оборудования и каждого светильника
• конфигурирование системы
• проведение в регламентируемых пределах отключений/подключений, проверки и замены элементов системы
• ручной ввод (изменение уставок и констант управления и обработки информации)
• защиту от несанкционированного доступа в среду системы.

Доступ к функциональным возможностям системы предоставляется согласно установленным разграничениям уровней доступа.

Рисунок 3 – Пример панели диспетчерского управления системой

Рисунок 4 – Пример окна с оперативными данными пункта включения

Аппаратные средства

Кроме того, по желанию Заказчика шкафы ПВ могут быть изготовлены в антивандальном исполнении, не позволяющем разобрать конструкцию снаружи без применения режущего инструмента (толщина стенок не менее 2 мм, замок с трехточечной фиксацией).

Средства связи. Для передачи данных возможно использование радиоканалов, каналов связи GPRS, PLC, проводной (оптоволоконной) и телефонной линий связи. ЦДП имеет возможность передачи данных на более высокий уровень по локальной сети Ethernet.

Контроллерное оборудование состоит из свободнопрограммируемого промышленного контроллера DevLink-D500(рисунок 6), модулей ввода/вывода унифицированных сигналов DevLink-A10 и контроллера связи со светодиодными светильниками производства НТФ «Микроникс» (рисунок 7). Контроллеры DevLink-D500 осуществляют обмен данными с серверами центрального диспетчерского пункта. Резервируемые серверы ЦДП предоставляют оперативному персоналу удобный человеко-машинный интерфейс для контроля состояния и управления наружным освещением (НО), анализа накопленных архивных данных, а также обеспечивают формирование отчетной документации.

• управление мощностью светильника согласно сигналам, поступающим от контроллерного оборудования пункта включения по силовым линиям (PLC)
• диагностику состояния светильника
• измерение показателей освещенности в зоне действия световой опоры и т.д.

Программные средства

• SCADA/HMI DataRateТМ, в том числе среда разработки (генератор базы данных тегов, графического проекта, алгоритмических обработок и др.) и среда исполнения (исполняемые модули станций оператора)

Предусмотрена возможность расширения системы путем добавления нового функционала и интеграции с другими автоматизированными системами (коммерческого учета энергоресурсов, диспетчеризации трансформаторных подстанций, тепловых пунктов, системы водоснабжения города).

Решение реализовано в АСДУ уличного освещения МП «Горэлектросеть» (г. Железногорск, Красноярский край).