安科瑞 陳聰

【摘要】：在當今數字化和智能化的時(shí)代，電力系統正經(jīng)歷著(zhù)新的變革。變電站作為電力系統的核心組成部分，其*效運轉關(guān)系到電力網(wǎng)絡(luò )系統的安全性和穩定性。照明系統屬于變電站內部設施的基礎，其智能化管理成為提升變電站運行效率和能源利用效率的關(guān)鍵一環(huán)。文章主要就變電站智能照明控制系統設計進(jìn)行分析，包括控制方式、硬件設計和軟件設計，希望能為相關(guān)的工作人員提供一定的參考。

【關(guān)鍵字】：變電站；智能照明控制系統；照明系統設計

0引言

隨著(zhù)社會(huì )的不斷發(fā)展和科技的進(jìn)步，電力系統的可持續性、智能化成為各行各業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)之一。在電力設施中，變電站作為電能的重要分配與傳輸*心，其運行管理對整個(gè)電力系統的穩定性和效率至關(guān)重要。在變電站的基礎設施中，照明系統是維護人員操作、設備檢修和應急處理的基礎，相關(guān)部門(mén)和工作人員一定要加強關(guān)注，加強研究力度。

1變電站智能照明控制系統概述

變電站智能照明控制系統是一種應用**的自動(dòng)化控制算法，根據感知到的環(huán)境數據，系統能夠自動(dòng)調整照明設備的亮度和開(kāi)關(guān)狀態(tài)，以適應變電站內不同區域的照明需求。實(shí)現對照明設備的智能調光和調色功能，根據時(shí)間、環(huán)境和工作需求動(dòng)態(tài)調整光照效果，提高能效，降低能耗。提供遠程監控平臺，管理人員可以實(shí)時(shí)監測變電站內照明系統的運行狀態(tài)，同時(shí)設定報警機制，對異常情況進(jìn)行及時(shí)響應，使能源得到更加有效的利用，符合現代綠色、智能建設的理念。

2變電站智能照明控制系統的設計

2.1 控制方式

變電站智能照明控制系統設計中不同的控制方式能夠滿(mǎn)足不同的需求和場(chǎng)景，提高照明系統的智能性和靈活性。

2.1.1 定時(shí)控制

定時(shí)控制是一種在變電站智能照明控制系統中常見(jiàn)的管理方式。引入時(shí)鐘管理器是實(shí)現定時(shí)控制的關(guān)鍵。時(shí)鐘管理器具有高精度的時(shí)間計量功能，在系統中可以設定變電站運行情況下的照明設備的開(kāi)關(guān)時(shí)間，根據不同的需求，例如白天和夜晚的工作時(shí)間來(lái)預定照明設備的開(kāi)關(guān)時(shí)刻。到達預定的開(kāi)關(guān)時(shí)間點(diǎn)時(shí)，時(shí)鐘管理器自動(dòng)向照明設備下達開(kāi)關(guān)控制指令，提高系統的智能性和自動(dòng)化水平。定時(shí)控制在無(wú)人占用或需要較低照明強度時(shí)，可以自動(dòng)關(guān)閉部分或全部照明設備，達到節能的效果。

2.1.2 亮度自調節控制

在變電站中，亮度自調節控制*為關(guān)鍵，是各區域的內部署光敏傳感器，光敏傳感器持續采集現場(chǎng)監測信號，通過(guò)即時(shí)反饋獲取當前光照狀況，確保系統對環(huán)境變化能夠快速響應。通過(guò)智能算法，并根據變電站日常運維情況進(jìn)行綜合考慮，從而判斷環(huán)境照度能否達到工作需求，*后實(shí)現調光指令的自動(dòng)下達。當系統判斷到當前光照不足或過(guò)量時(shí)，自動(dòng)下達調光指令，通過(guò)智能照明系統與照明設備的通信，動(dòng)態(tài)調整光照強度，以適應實(shí)際需求.

2.2硬件設計

變電站智能照明控制系統的硬件結構主要包括智能照明設備、智能控制終端以及其他系統輔助硬件設備。

2.2.1 智能照明設備

（1）燈箱可以采用標準的 220 V 電壓接入，以確保設備在各種應用環(huán)境下能夠方便地接入電源。為了滿(mǎn)足不同使用場(chǎng)景和需求，需要調整照明設備的參數。通過(guò)調整穩壓電容、*高電壓、*高工作電流等關(guān)鍵參數，實(shí)現對負載的靈活調整，并且根據具體的照明需求和環(huán)境條件，靈活地定制照明設備的性能，以達到*佳的能效和照明效果。穩壓電容的調整可以幫助確保電壓的穩定性，防止設備受到電壓波動(dòng)的影響。設備的*高電壓和*高工作電流的調整則允許在不同的電力環(huán)境下運行設備，同時(shí)確保設備的安全性和穩定性。

（2）智能觸摸開(kāi)關(guān)是由數字控制板和模擬電源板等主要部件構成的智能化裝置。數字控制板負責處理控制信號、執行指令，實(shí)現對照明系統的準確控制，通過(guò)數字控制板，觸摸開(kāi)關(guān)可以實(shí)現定時(shí)控制、調光功能，無(wú)線(xiàn)射頻通信技術(shù)可以實(shí)現與其他智能設備的聯(lián)動(dòng)，構建更智能化的照明系統。模擬電源板為智能觸摸開(kāi)關(guān)提供穩定的電源支持，采用單火線(xiàn)取電的設計，簡(jiǎn)化了安裝和布線(xiàn)的復雜性。通過(guò)單火線(xiàn)取電，不僅簡(jiǎn)化了電路連接，還提高了整體系統的安全性和穩定性。管理人員可以通過(guò)遠程方式下達控制指令，實(shí)現對照明系統的遠程控制。同時(shí)，觸摸開(kāi)關(guān)本身也配備手動(dòng)觸摸控制功能，方便現場(chǎng)直接操作，滿(mǎn)足不同使用場(chǎng)景的需求。

（3）智能控制器能對現場(chǎng)監測信號進(jìn)行妥善處理，及時(shí)掌握變電站照明的各種狀態(tài)，經(jīng)過(guò)*密的運算和深入的分析，智能控制器能夠獲得關(guān)鍵信息，并通過(guò)下達控制指令來(lái)準確地操控整個(gè)照明系統。此外，可以選擇引入可編程邏輯控制器（PLC）技術(shù)作為智能控制器的核心組件。PLC 的優(yōu)勢十分明顯，主要表現在編程簡(jiǎn)便、組態(tài)靈活、功能完善等方面，可以滿(mǎn)足各類(lèi)控制場(chǎng)景。同時(shí)，還能編寫(xiě)梯形圖程序，然后結合照明控制的實(shí)際需求進(jìn)行有效的控制邏輯，能夠大大提高整體的可靠性。另外，編寫(xiě)梯形圖程序可以根據具體的控制目標和系統反饋信息，設計出*效的控制邏輯，實(shí)現照明系統的智能化和個(gè)性化控制，為變電站照明系統的可靠性提供了強大的支持，使系統能夠更好地適應不同環(huán)境和需求的變化。

2.2.2 智能控制終端

智能控制終端通過(guò)適配器供電，并根據模組參數實(shí)現電源適配，以確保其穩定可靠地運行。該終端通常配備有監控串口和命令串口兩個(gè)串口接口，用于實(shí)現與控制器之間的數據傳輸和通信。監控串口作為智能控制終端與控制器之間的通信通道，主要用于遠程智能控制端口的指令下發(fā)，通過(guò)監控串口智能控制終端能夠實(shí)時(shí)監控控制器的電壓、電流等運行參數，實(shí)現對控制器實(shí)時(shí)工作狀態(tài)的管理和監控。命令串口是控制器實(shí)現遠程監控和智能開(kāi)關(guān)的媒介，也是數字信息交流的基礎紐帶，通過(guò)命令串口智能控制終端可以向控制器發(fā)送各種控制指令，實(shí)現對照明系統的智能化操作，包括開(kāi)關(guān)控制、亮度調節等功能 [6]。

2.2.3 輔助設備

輔助設備在智能照明控制系統中包括通信模塊和繼電保護裝置，主要任務(wù)是改善整個(gè)系統的運行工況，增強系統的穩定性和可靠性。通信模塊是智能照明控制系統中的關(guān)鍵組件，負責確保系統內各個(gè)設備之間的有效通信。通過(guò)通信模塊，不僅實(shí)現了智能控制終端與控制器之間的數據傳輸，還能夠與其他智能設備進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，實(shí)現系統內部各個(gè)部件的協(xié)同工作。通信模塊的使用提高了系統的連通性，使各個(gè)設備能夠快速響應指令，實(shí)現遠程控制和監控。繼電保護裝置是為了確保照明系統在面臨電力波動(dòng)、過(guò)載或其他異常情況時(shí)能夠迅速作出響應，保護系統免受損壞 [7]。繼電保護裝置通過(guò)監測電流、電壓等參數，一旦檢測到異常情況，能夠迅速切斷電路，防止異常傳播，確保系統的安全運行。這種保護機制不僅增強了系統的穩定性，還延長(cháng)了各個(gè)設備的使用壽命，提高了整個(gè)照明系統的可靠性。引入這些輔助設備，智能照明控制系統能夠更好地應對各種挑戰和異常情況，提高系統的整體性能。

2.3 軟件設計

變電站智能照明控制系統中的軟件是非常重要的部分，通常分為本地控制和遠程終端控制，二者共同協(xié)作以實(shí)現照明系統的智能控制和遠程監控。

2.3.1 本地服務(wù)器程序

在變電站的智能照明控制系統中，主站起著(zhù)*樞作用。主站通過(guò)持續向現場(chǎng)控制器發(fā)送指令，實(shí)現對照明系統的智能化控制。這一過(guò)程是通過(guò)智能控制器傳遞信號完成的，其主要任務(wù)是將主站發(fā)來(lái)的指令進(jìn)行分解，并將相應的控制信號傳送至觸摸開(kāi)關(guān)，以*終實(shí)現照明燈具的啟閉、調光等*確動(dòng)作。本地計算機充當主站的角色，擔負起整個(gè)照明控制系統的總體指揮和監測責任，主站通過(guò)持續不斷地向現場(chǎng)控制器發(fā)送信號，確保照明系統能夠快速、準確地響應各類(lèi)控制需求。智能控制器作為連接主站和現場(chǎng)控制設備的關(guān)鍵媒介，起到了信號傳遞和解析的關(guān)鍵作用。一旦智能控制器接收到主站的指令，它會(huì )對這些指令進(jìn)行分解，并將相應的控制信號傳遞至觸摸開(kāi)關(guān)。觸摸開(kāi)關(guān)作為連接照明系統與控制系統的橋梁，接收到信號后負責將指令準確傳達至照明燈具。這使照明系統能夠執行啟閉、調光等各項操作，以滿(mǎn)足變電站內照明需求的靈活變化。在本地服務(wù)器結束初始化之后，會(huì )按照一定的順序對遠程串口、本地串口進(jìn)行讀取。當遠程串口讀取完之后，系統會(huì )對其進(jìn)行判斷，看其是否為空。若是不為空，系統會(huì )把數據轉發(fā)到本地串口，從而對相關(guān)數據進(jìn)行更新。然后，系統會(huì )對本地串口進(jìn)行判斷，看其是否為空，若是不為空，系統會(huì )根據操作類(lèi)型按照一定的順序將相關(guān)信息展示出來(lái)。若是遠程串口、本地串口都被判斷為空，當前操作會(huì )被直接中止，以提高系統的效率和資源利用。靈活的數據處理機制可以確保系統能夠*效地響應各種操作類(lèi)型，實(shí)現數據的及時(shí)更新和上傳。同時(shí)，通過(guò)判斷串口的狀態(tài)，系統可以在必要時(shí)快速結束操作過(guò)程，從而提高整體操作的效率和性能。

2.3.2 遠程客戶(hù)端程序

遠程客戶(hù)端程序能夠提供用戶(hù)友好的界面，使管理人員能夠方便地遠程監控和控制照明系統。開(kāi)發(fā)直觀(guān)、易用的用戶(hù)界面，提供圖形化的照明系統結構圖，確保管理人員能夠輕松理解和操作系統的各項功能，以便用戶(hù)清晰地了解不同區域的照明狀態(tài)。實(shí)現對變電站內照明系統的實(shí)時(shí)監控，提供圖表和報表，以直觀(guān)展示歷史數據和趨勢，幫助管理人員作出決策。在互聯(lián)網(wǎng)上為串口服務(wù)器建立靜態(tài) IP 地址，通過(guò)與互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商（ISP）協(xié)商，保證 IP 地址的穩定性和可靠性。在客戶(hù)端主機上，配置虛擬串口，充當本地設備與互聯(lián)網(wǎng)上串口服務(wù)器之間的橋梁，虛擬串口是在客戶(hù)端主機上通過(guò)虛擬串口軟件建立的，為了確保與遠程服務(wù)器的通信順暢，需要對虛擬串口的參數進(jìn)行了精心配置，通過(guò) IP 地址映射，將客戶(hù)端主機上的虛擬串口與遠程串口服務(wù)器相連，客戶(hù)端主機就能夠通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)與遠程串口服務(wù)器建立通信，實(shí)現了本地設備與遠程設備之間的無(wú)縫連接。通過(guò)遠程客戶(hù)端軟件，管理人員可以隨時(shí)遠程訪(fǎng)問(wèn)虛擬串口，并下達各種控制指令。這一架構為遠程管理提供了高度便利性，使管理人員能夠實(shí)時(shí)監測和調控串口設備，無(wú)需實(shí)際現場(chǎng)操作，在保障系統安全性的同時(shí)，提升管理效率和響應速度。

2.3.3 移動(dòng)端軟件

搭建兼容移動(dòng)端設備的 App 程序，讓用戶(hù)可以隨時(shí)隨地遠程管理變電站智能照明控制系統，允許用戶(hù)通過(guò)移動(dòng)設備方便地開(kāi)關(guān)燈光、調整亮度和設置定時(shí)任務(wù)等，加入狀態(tài)更新功能、歷史信息查詢(xún)功能，確保用戶(hù)可以隨時(shí)了解各個(gè)區域的照明狀態(tài)、能耗情況等，也可以回顧過(guò)去一段時(shí)間內系統的運行記錄和事件歷史。無(wú)論用戶(hù)身處何地，都能夠通過(guò) App 程序與本地服務(wù)器實(shí)時(shí)通信，獲取*新的系統信息，進(jìn)行遠程控制操作，確保變電站日常巡檢工作的順利進(jìn)行。

3安科瑞智能照明控制系統

3.1概述

ALIBUS智能照明產(chǎn)品采用RS485總線(xiàn)技術(shù)，技術(shù)成熟可靠，安全穩定。開(kāi)關(guān)驅動(dòng)器具備獨立工作的能力，適用于一些中小型的項目；模塊化設計，可以任意拼接擴展，同時(shí)預留I/O口以及Modbus接口，還可以滿(mǎn)足與AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)管理云平臺進(jìn)行數據交換。

3.2應用場(chǎng)所

適合于各類(lèi)智能小區、醫院、學(xué)校、酒店，以及體育場(chǎng)所、機場(chǎng)、隧道、車(chē)站等大型公建項目的照明控制需求。

3.3系統結構

3.4系統功能

1）實(shí)時(shí)檢測并顯示各個(gè)模塊的在線(xiàn)狀態(tài)，反饋現場(chǎng)受控回路的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，監控界面按照樓層各分區的布局和回路列表來(lái)瀏覽。

2）當發(fā)生模塊離線(xiàn)、網(wǎng)關(guān)設備掉線(xiàn)或者狀態(tài)反饋和下發(fā)控制命令不一致時(shí)會(huì )發(fā)生故障報警，并將故障報警信息記錄并顯示在界面中。

3）可以對單個(gè)照明回路實(shí)現開(kāi)關(guān)控制；每個(gè)模塊、樓層都有相應的模塊控制開(kāi)關(guān)和樓層控制開(kāi)關(guān)，也可以一個(gè)模塊或者整個(gè)樓層實(shí)現開(kāi)關(guān)控制。

4）開(kāi)關(guān)驅動(dòng)器支持過(guò)零觸發(fā)功能，負載（燈具）的分合操作僅在交流電過(guò)零時(shí)進(jìn)行；可有效減少電磁干擾以及對電網(wǎng)的沖擊，延長(cháng)燈具與控制裝置的壽命。

5）對每個(gè)照明回路可以預設掉電狀態(tài)，當照明電源掉電時(shí)，開(kāi)關(guān)驅動(dòng)器會(huì )自動(dòng)切換到預設的掉電狀態(tài)；確保重新上電時(shí)燈具的開(kāi)關(guān)狀態(tài)是確定與可控的。

6）拖動(dòng)調光控件，照明設備從0%到100%進(jìn)行調光，可以對單個(gè)照明回路實(shí)現調光控制，調光總控可以對一個(gè)模塊的照明回路實(shí)現調光控制，也可以對多個(gè)照明回路實(shí)現調光控制，通過(guò)圖標的亮滅狀態(tài)反饋現場(chǎng)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)。

7）點(diǎn)擊場(chǎng)景控件，打開(kāi)或者關(guān)閉對應場(chǎng)景設置，軟件界面上顯示不同的場(chǎng)景模式和場(chǎng)景功能，通過(guò)圖標的亮滅顯示對應的場(chǎng)景狀態(tài)是打開(kāi)還是關(guān)閉。

8）設置定時(shí)時(shí)間，確認時(shí)間點(diǎn)后，對該事件點(diǎn)執行的動(dòng)作進(jìn)行設置，設置燈在設定的時(shí)間點(diǎn)亮或者滅。

9）系統可以通過(guò)預設的當地經(jīng)緯度信息，自動(dòng)計算每天的日升日落時(shí)間；根據天文時(shí)鐘控制照明開(kāi)關(guān)，實(shí)現日落開(kāi)燈、日出關(guān)燈的功能。

10）所有定時(shí)控制計劃均可下發(fā)保存至驅動(dòng)模塊；當上位機系統故障或模塊離線(xiàn)時(shí)，驅動(dòng)模塊可以利用自帶的RTC時(shí)鐘維持定時(shí)控制計劃的正常執行，不影響日常的照明控制效果。

11）系統結構是分布式總線(xiàn)結構；系統內各元件不依賴(lài)于其他元件而能夠獨立工作；系統內各元件可以通過(guò)程序的設定實(shí)現功能的多樣性。

12）預留BA或*三方集成平臺接口，采用modbus、opc等方式。

3.5設備選型

4結束語(yǔ)

文章通過(guò)對變電站智能照明控制系統設計的深入研究，實(shí)現了對照明設備的智能調光、調色和開(kāi)關(guān)控制，為變電站提供了更加靈活和個(gè)性化的照明服務(wù)。智能照明控制系統使變電站管理人員可以通過(guò)遠程方式實(shí)時(shí)監測和控制照明系統，實(shí)現了管理的即時(shí)性和便捷性，在提高管理效率的同時(shí)也為緊急情況下的靈活應對提供了有力支持，進(jìn)而有效保障變電站照明控制效果，創(chuàng )造高質(zhì)量的照明環(huán)境，確保變電站運行的安全性和穩定性。

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