城市夜间照明集中控制系统设计提升方案

摘要：通过实际工作中遇到的问题和总结以往的工作经验，设计了以上的提升方案，完善了日常管理中的不足，是城市管理自动化的一个新台阶。介绍了这样的集中控制系统的设计和所需的功能细节，以供参考。

关键词：提升方案集中控制系统

Problems encountered in the practical work and summarize previous work experience, the design of lifting scheme improve the deficiencies in the daily management of a new level of urban management automation. A centralized control system design and functionality required details for your reference

Key words: lifting scheme A centralized control system

1.前言

以往的城市夜景照明无线集中控制系统是集合了计算机网络技术、无线通讯技术。实现了夜景照明的按区域、按点的实时开关灯、定时开关灯控制。

新系统的设计集合了计算机网络技术、无线通讯技术、手机通讯（GPRS）技术、数据传输技术和测控等相关技术，从而实现对城市夜间照明设施集中监测与控制。该技术的应用，不仅大大减轻了工作强度，更重要的是提高管理水平，为其安全、可靠、正常运行提供了根本的技术保证。

2.系统构成

系统主要由三部分组成：监控中心、控制终端、系统软件。

3.系统工作机制

城市夜间照明无线集中控制系统以全市夜景灯为控制对象，覆盖全市。设一个监控中心，若干个监控点（一个变压器为一个监控点），监控中心通过无线专用网或2G无线公网（GPRS）向全市各亮化工程监控终端发送测控指令，各亮化工程监控终端根据测控指令执行相应的亮化工程参数检测或开关动作，并将检测参数或指令执行结果通过无线专用网或GPRS向监控中心报告。

由监控中心校对监控终端时钟、下传设置各回路电流、电压上下限和全夜灯、半夜灯、饰灯的开关灯时间表。由于各回路的电流与接触器的开关状态和回路是否存在有关，所以中心要设定终端的回路数和各回路所属继电器的属性（各回路所属继电器的属性是指这个回路是全夜灯、半夜灯、饰灯，还是其它灯。）由于亮化工程线路中存在大量的感性和容性负载，电流大小不能真正反映亮灯率，所

以通过对各回路电流、电压、功率及相位的检测来计算和反应各自回路的真实功率值、亮灯率及工作状态。监控终端将测来的数据与各自的上下限比较，判定有无故障，有无报警，需不需要立即上报数据或故障。各监控终端在接到由监控中心发出的检测命令和自身状态发生变化时、或者有故障发生时都要向监控中心上报数据。监控中心在收到数据后对数据进行分析处理，如果确认有故障就要进行报警和相应的处理。用户可以人工设置监控中心定时巡检时间，检测可以自动进行也可以手动进行，两者可以方便的切换。在自动方式下系统可以按照设定的时间周期自动进行检测，检测根据范围的不同可以分为全部检测、分组检测、单个检测。

在下传设置进行完成后，监控终端便可在监控中心的监控下开关夜景观灯、上报数据、上报故障。

4．系统功能

(1)控制功能: 是指用户根据时控和光控相结合的夜景观灯控制原则，选择控制夜间照明设施点亮、熄灭、选择控制终端是指对全部，分区，某条或某几条道路的夜景观灯进行控制。系统可实时控制城市夜景观灯网络，控制中心可以在任何时间对任意一个或任意一部分和全部终端发布指令，实现对终端及道路进行自动和手动控制。

(2)监测功能: 监测是指中心控制室接收来自路段下位数传机传输的数据，对此数据进行分析，将分析结果显示在地图上，并存储数据到数据库中，并对检测的异常报警提示。系统要提供巡检和选检功能，即用户能自主选择使用何种检测方式。如果用户选择自动检测方式，应能设置检测时间及检测间隔时间；如果用户选择手工检测方式，应能设置是全部检测、分区检测、指定区域的终端（即在地图上绘制一定区域内所包含的终端）、选择某条或某几条线路等各种检测。

(3)远程采集数据功能: 控制中心可以在任何时间对任意一个或任意一部分和全部终端发布指令，也可定时发布指令，检测终端电表电量、各回路电流、电压、功率等数据，并将数据传至监控中心。

(4)故障管理功能。包括故障查询、故障报修、故障统计、故障报表等功能。

(5)查询功能。可根据操作人、时间等条件查询各终端运行情况。并可根据查询情况生成报表。

(6)信息管理功能。可录入和设置系统的基础信息，包括终端、回路、分组等信息。

(7)大屏幕显示功能。系统所有信息均可直观的体现在控制中心的大屏幕上。

(8)GPS校时和定位功能。用GPS校准系统时间。

(9)短信控制功能。控制中心装有手机模块，可实现手机远程控制功能和短信报警功能。

(10)远程访问功能。软件分服务器端和客户端，通过网络可实现远程访问，实现信息共享。

5.系统主要技术指标

(1) 系统容量：一个中控室，节点扩展不低于1000个点。

(2) 对单个监控终端进行巡检时，单点平均巡检时间<3s。

(3) 控终端具有三相交流电压输入检测、12路交流电流输入检测、4-12路开关信号输出、14路开关信号输入、各个回路有功功率和无功功率计算等功能，同时留有亮化工程现场手持设备、数字电度表。在设计上留有余量以便方便的进行扩展。

(4)使用定时校准时钟，自动统一开关灯方式时，各个监控终端开关灯时间误差<5s。

(5) 对各个监控终端进行巡回开关操作时，平均打开（或关断）一个监控终端时间<5s。

(6) 电量测量精度误差<1%。

(7) 工作环境温度：夜景观灯监控终端为：-35℃ - +50℃ 。

监控中心为：-10℃- +45℃ 。

(8) 监控软件运行在Windows 2000及以上平台上。

6.监控中心

监控中心由服务器、工作站、LED大屏幕显示系统组成一个网络。

本系统局域网采用主干交换方式，通过目前业界最成熟的百兆快速交换以太网技术来实现。并且考虑到与管理部门办公网进行连接。其中前台监控工作站与后台监控工作站采用备份工作方式，后台工作站随时可以切换成前台工作站，系统其它工作站可以随时了解监控系统的工作情况。通过LED大屏幕显示，将无线通信网络的图像资料显示100英寸大屏幕上；所有远程访问终端，可以通过内部专线监控中心主服务器连接，随时进行信息采集，进行网络化管理，多点监控，形成亮化工程监控网。

7.通讯方式

监控中心与各终端通信采用无线电台方式及无线公网(GPRS)，在控制中心安装主控设备，在监控终端安装分控电台及手机控制信号接收装置，通过一定的无线频率及GPRS控制信号，实现1：N模式的通讯功能。

一般情况下，监控终端工作在受控方式下，接收来自监控中心的命令。根据监控中心发出的命令进行开关灯以及上报数据等操作。当无线网络不正常时，监控终端可以自动的切换到自控方式工作。在这种方式下，监控终端按自己的时钟和开关灯时间表（或中心下传的开关灯时间表）开灯或关灯。监控终端具有自检功能，在检测到自身发生了严重故障时可以切换到原先的控制系统，并向监控中心报警。

8.监控终端

监控终端是本系统中控制功能的执行部分，同时也完成了检测功能中信号采集、部分数据记录、计算等工作。通过无线专用网及无线公网（GPRS），监控终端可以接收监控中心发出的命令以及与监控中心进行数据交换。

各监控终端能按照来自监控中心的控制命令进行开关灯操作、检测命令进行数据上报以及设置命令进行属性设置。各个亮化工程监控终端在与监控中心通讯发生故障时也能独立运行，监控终端根据自身的时钟按不同季节的日出日落时间计算出：开关灯时间，通过开关信号输出完成开关灯的操作。监控终端输出开关信号属性可以根据各个监控点的具体情况定义为全夜灯、半夜灯、饰灯、其它灯等类型。监控终端可以在接到检测命令时将各种状态及检测数据上报给监控中心。当监控终端检测到有突发故障（如供电停电、白天亮灯、晚上熄灯、各种检测量超量程等）出现时会以主动上报方式将故障信息上报给监控中心，监控中心能根据检测数据计算亮灯率。监控终端电流电压采集精度优于1％，在监控终端现场能够通过手持设备查询数据和设置参数，可以查询到终端时间、开关灯最后时限、各个回路的电流电压功率、继电器属性、继电器开关状态等信息，同时终端的时间、继电器属性等重要信息也可以通过该手持设备进行设置。终端的所有属性都可以通过监控中心以命令的方式进行设置。在监控终端的内部我们装有UPS，正常工作时终端给UPS的蓄电池充电，当供电线路停电时终端可以自动切换到由蓄电池供电，并向监控中心发出供电停电或故障报警。监控终端还留有读取数字式电表的接口，实现远传抄表功能。

监控终端具有三相交流电压输入检测、12路交流电流输入检测、4-12路开关信号输出、14路开关信号输入、各个回路有功功率和无功功率计算等功能，同时留有亮化工程现场手持设备、数字电度表。在设计上留有余量以便方便的进行扩展。(下:监控终端工作流程图)