港口照明智能无线监控方案分析

1解决方案日照博康自动化科技有限公司RIZHAOBOKANGAUTOTECHNOLOGYCo.,Ltd港口照明智能无线监控系统2目录前言-----------------------------------------------31项目背景-----------------------------------------32项目目的-----------------------------------------33系统概述-----------------------------------------44系统特点-----------------------------------------45系统组成-----------------------------------------56系统示意图----------------------------------------57系统设计原则--------------------------------------68系统原理图----------------------------------------69设备功能及参数------------------------------------710系统软件----------------------------------------911系统对比优势------------------------------------1212系统效益分析------------------------------------1213交货周期----------------------------------------1414施工周期----------------------------------------1515质保期------------------------------------------1516售后及技术支持----------------------------------1517付款方式----------------------------------------1518安装及控制方式----------------------------------1519设备清单及报价----------------------------------1620结束语------------------------------------------163随着港口建设规模的扩大，港区货场、码头及道路面积越来越大，配套的照明设施的数量也相应增加，迫切需要一个自动化的、科学的管理方式和系统对其进行管理和控制。港口照明智能无线控制系统设计采用先进可靠的无线数据传输技术（ZIGBEE+GPRS组合传输），将人机操作界面和远程控制环节有机结合起来，可实现对照明设备的远距离控制。通过即时开启、关闭设备，合理组合开启数量、策略安排开启时间，以达到高效节能、安全运行的良好效果。一、项目背景目前，国内港口码头的作业生产均采用24h全天候作业模式，规模庞大的高杆灯群是保证港口码头夜间作业的必要设施，而高杆灯照明消耗的电力资源是巨大的。现有港区照明控制方式多为“时间控制器+接触器”的方式。此种方式只能在事先规定好的时间点亮、熄灭。在夜晚，不论有无船舶、机械、人员作业，港口码头的高杆灯都会通宵达旦的照明，浪费大量电力资源。在白天阴雨或沙尘暴、扬沙灯特殊天气情况下需要临时照明时，照明系统却无法即时启动。采用这种传统的控制方式就会出现白天需要照明时无法启动和夜间无照明需求的地方无法关闭的情况，造成不能合理、有效地使用照明设备，由此造成极大浪费。照明光源及配套的电器设施是有寿命的，照明时间短就意味着维修工作量的减少和照明设施使用寿命的延长。照明及控制设施分布于整个港区内，范围广、数量大、控制点多，对每个时间控制器进行调整时由于路程远、调整的时间长而造成效率低，人工、车辆需求大。照明设备的使用状态只能通过人员的巡视检查来考核，受时间环境及观察角度的限制，不能保证设备使用中存在问题的及时发现，不能使设备处于最佳的使用及维护状态。如何充分利用高科技手段解决上述矛盾也就成为当前照明控制领域一个新的和紧要的课题。因此，建立智能化、集约化的港口码头照明管理系统已刻不容缓。日照博康自动化科技有限公司研发的港口照明智能无线监控系统完全能解决上述问题。二、项目目的实施港口照明系统的自动控制，主要是将港口范围内所有照明设备进行分组，通过软件平台发送指令给单灯控制器，由控制器自动控制照明设备开启或熄灭。通过这种方式，将自动控制技术应用于港口照明系统中，把整个港口的生产照明置于生产调度人员的集中控制之下，由管理人员远程控制灯光的开关，这样既可有效地提高设备的利用率、增加使用寿命，同时还可以节约人力资源与生产成本，具有良好的经济效益和社会效益。具体体现在以下几点：41、高杆灯照明系统具有智能控制功能和单灯远程监控功能，可准确巡查指示每盏灯运行状况，可实现单灯远程监测、控制、故障报警，可远程任意控制每盏灯的开关灯时间，也可实现组控以及策略控制（分组控制或按每日作业安排控制等）等。2、系统需实现分别在控制主机、移动手机、子网监控器三种平台上，对所属高杆灯的状态进行查询和监测控制功能。3、控制中心平台采用无线ZIGBEE组网传输技术+GPRS远传技术实现控制器与单灯间的通讯。4、系统支持自动生成故障设备清单及存储、查询、统计历史数据的功能。三、系统概述港口照明智能无线监控系统能够灵活开/关灯，随时了解运行参数，及时发现故障，将传统的人工“巡灯”制度改为“值班”制度，极大地提高照明系统的管理效率。系统能将采集到的数据自动进行存储、统计，并能随时进行查询和打印，极大地提高管理水平，同时还能根据作业时间智能化控制等手段，降低能耗，提高设备使用寿命，获得良好的经济效益。本系统是自主开发研制的无线组网透明传输系统，采用智能调压装置、照明遥控装置，利用计算机监控技术、ZIGBEE无线通信技术、GPRS远传技术实现的智能照明控制系统，该系统可对照明区域进行实时分组区，分点及全区域控制，也可按照预设时间方案作定时控制。系统控制方式灵活，节能效果显著，是实现港口大面积货区及道路节电照明工程的有效控制方法。四、系统特点1、节省成本：安装施工简易快捷，无需铺设专线,模块化安装，可以系统自动检测生成故障报表。每2盏灯只需要一个单灯控制器，每200个单灯控制器配备一台子网监控器，节省了GPRS流量。不用改变既有的电力线架设和配电监控网络，一方面节省了人力物力；一方面自动组网的ZigBee模块不受天气和地形的影响，也保证了通讯的可靠性。2、每天可进行自动通、断电操作；可根据每日工作情况进行单灯、单组、单线亮灯控制；可保证工作日、节假日按不同的时间自动通、断电；可对用电高杆灯进行分灯、分区、分线路管理。3、延长灯具寿命。单灯控制器具有输出限压保护功能，系统采用缓开启及淡入淡出控制，可避免对灯具的冷态冲击，延长灯具寿命。智能开关控制，减少了开灯时间，从而可以显著延长灯具的有效寿命，减少灯具更换次数，也大幅降低了电耗。4、系统抗干扰性强，容量大，运行机制高度灵活，有强大的扩展性和实用性。55、系统自带诊断功能，可确定灯具的状态，一旦出现故障可及时提醒对其进行维护。6、系统采用光控和时控相结合的控制方案，根据天气情况和实际光的照度，自动监控灯具的开/关和灯具的亮度，如在不好的天气时及时打开高杆灯，对于安装在光线比较差的环境中的高杆灯，根据实测光强，来自动以最佳的亮度打开高杆灯，提高使用满意度，在灾害天气使高杆灯更人性化。7、通过系统中心设置，防止非授权人操作，确保系统监控安全可靠。依据采集数据情况，可判断终端设备运行状态情况。所有运行参数（自动通断电时间，区域划分）可在管理终端随时设置，随时启用，管理方便。五、系统组成港口照明智能无线监控系统主要由单灯控制器、子网控制器、监控中心三部分组成。单灯控制器与子网控制器之间通过ZIGBEE组网技术进行数据通讯，子网控制器和监控中心通过GPRS远传技术进行数据通讯。监控中心通过设置不同的操作权限，实现全部照明系统的集中管理，并将所有照明的相关数据集成到数据库中。1、单灯控制器：单灯控制器内嵌ZIGBEE和智能芯片，安装在高杆灯上部灯杆上，具有开关控制、故障报警、电流电压采集等功能。2、子网控制器：子网控制器内嵌ZIGBEE、GPRS和智能芯片，一般安装在高杆灯控制箱内，是单灯控制器和计算机监控中心的通讯桥梁。它负责监控子网内的高杆灯，将监控中心的命令下达给高杆灯，将高杆灯及线路信息反馈给监控中心。子网控制器还可以扩展回路控制功能。3、监控中心：中心具有管理子网控制器、单灯控制器的功能，并对收集上来的数据进行分析处理和反馈报警，可以及时进行管理调度和评估。六、系统示意图6七、系统设计原则1、可靠性由于系统的服务对象是港口堆场，稍有差错即会产生不良后果；同时监控设备长期在户外运行，工作环境极为恶劣；因此必须充分考虑系统的可靠性，要求监控系统能够长期稳定地运行；同时要求监控系统在个别设备出现故障的情况下仍能稳定运行，不影响或者少影响照明系统的按时开启和关闭。2、先进性和实用性设备须符合相关国内、国际标准，整个系统应是目前国内最先进的，并长期处于国内较为先进的水平。同时，应以实用为原则，不可脱离实用性而盲目追求先进性，从而造成华而不实、浪费资金，降低可靠性。3、可维修性系统的设备模块化设计，并且各单元部件具有故障定位指示，便于设备维修。4、可扩展性硬件采用模块化设计，软件采用组态化设计，使得系统扩展、升级均不必改变现有设备的状态。5、通用性硬件设备具有通用性，通过不同的软件参数设置，可以实现不同的功能。6、经济性尽可能采用成熟的先进技术，选择性价比高的方案和设备，既要考虑初期建设费用，也要降低今后的运行维修费用。八、系统原理图7九、设备功能及参数1、单灯控制器1.1性能特点：*通过Zigbee无线自组网进行通信连接，实时在线收发信息；*高性能嵌入式微处理器技术，先进的电能测量计量专用芯片，大容量存储器技术；*自诊断和自恢复功能；*断电数据保持功能；*无线路由功能，实现通号中继功能。*产品可实现继电器输出控制和交流电量采样，继电器输出控制平均无故障工作时间达到10万小时。1.2主要性能参数*输入电源：AC220V50Hz(两相三线制)*输出电源：AC220V50Hz*继电器触点容量达30A/220VAC*提供1-2路继电器输出*具有电压、频率、温度检测功能*具有一路电流、有功功率、无功功率检测功能*具有过流保护、灯具状况检测、缺省亮灯等功能*适用于LED灯、高压钠灯、金卤灯等灯具的开关和调光使用*基于安全的过载保护设计*无线频点2.4GISM全球免费频段*无线信道16个。单网容量：65535个节点*网络拓补、支持星型、树型、链型、网状网*ZIGBEE无线模块接收灵敏度高达－94DBM*完善的ZIGBEE无线组网通线协议*工业级工作温度范围：－40℃～＋80℃*外形尺寸：100mm×100mm×50mm（L×W×H）*天线连接胶棒天线、吸盘天线、馈线+胶棒天线81.3安装要求安装和放置单灯控制器时应避免人为破坏。天线应该避免出现断裂、脱落、和灯杆发生碰接等情况。单灯控制器在安装时应该固定牢靠，并避免线路的划伤和绝缘损坏。2、子网协调器2.1系统主要功能*接收服务器下发的定时策略存储在本地，上报服务器所要查询的数据；可实现本地或者远程的查询与配置；同时可实现策略的查询、修改；也可进行手动实时控制命令和查询命令。*接口：带有ZIGBEE/GPRS/3G/WIFI的两路上行（到服务器）和两路下行（到终端路灯控制器）的接口；同时可直接集成这些无线通讯模块。*人机交互：具有记录显示时钟日历信息（可定时查询、控制，有效记录数据的时间）存储（可存储策略历史、历史数据），网关自带大容量FLASH和RAM存储LCD显示屏（可选择自己想要显示的信息），彩屏带背光按键选择控制（方便进