繁体中文繁体中文 EnglishEnglish RussianRussian
咨询电话:13929279671
联系我们/ CONTACT US
全球客服电话 13929279671
东莞市荧月电子科技有限公司

邮箱:mack123@126.com

手机:13929279671

电话:13929279671

地址:中国 广东 东莞市大朗镇蔡边村盆古庙区153号

您的位置: 首页 > 新闻中心 > 行业新闻

行业新闻

道路照明系统中的组群控制器设计与实现

发布时间:0 人气:

照明工程学报道路照明系统中的组群控制器设计与实现刘晓胜牟英峰戚佳金徐殿国(哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院,哈尔滨150001)与实现方法,并介绍了系统主要软件结构框图。 1刖言◎图如给出了数字道路照明系统的系统组成blishingH.Allrights公共照明系统广泛采用高压钠灯或金属卤化物灯,传统照明系统一般采用电感镇流器,照明灯具采用电器开关控制方案。 随着数字技术和网络技术的发展,公共照明控制的数字化和网络化己经成为一种必然趋势,节约能源、保证灯具寿命、提高照明管理水平、美化城市夜景和保证城市夜间出行安全等己经成为对公共照明系统的一项基本要求。本文将介绍基于数字镇流器的全数字公共照明控制系统,该系统在国内首次实现远程单个路灯节点任意监控,并重点介绍了系统的核心设备一组群控制器的作用、组成、工作原理以及主要软件结构框图。 2道路照明数字控制系统图。在该系统中,每个灯具节点采用全数字化电子镇流器,可以实现0%、50%、80%、100%功率输出,可以随时发送灯具的电流、电压信息,并具有开路、短路和灯具老化报警功能。每一个灯具节点内包含一个电力载波通信(PLC)模块;利用电力载波模块实现灯具节点之间以及灯具节点与组群控制器之间信息通信。组群控制器采用了双CPU结构,负责日常系统的正常运行控制,并可以随时响应上位管理计算机发出的指令。组群控制器与照明管理计算机通过GSM/GPRS短信方式实现正常情况下的通信。在组群控制器发生故障的情况下,照明管理计算机可以通过GSM/GPRS直接实现灯具线路的开关控制,实现系统安全双保险。照明管理计算机采用地理信息系统(GE)技术,实现图形化动态实时监控管理。 3组群控制器工作原理与系统组成3.1组群控制器的工作原理器,它以成群的控制对象(灯具)为单位,按照预定控制策略,独立监控灯具节点对象运行,并且可以随时响应照明管理计算机的指令,随时更新灯具控制策略。控制策略主要包括:(1)每天控制策略;(2)四季控制策略;(3)四季划分策略;(4)节假日控制策略等。各种策略固化在组群控制器的E2PROM中。每一个组群控制器的控制节点数量(即控制范围)一般为几十盏灯具到几百盏灯具。同时,组群控制器根据道路照明专用供电变压器相数的不同分为单相组群控制器和三相组群控制器。下面以单相组群控制器为例,简要介绍实现的具体技术方案。 3.2组群控制器系统组成给出了一种组群控制器设计方案。它包括CPU模块、线路状态检测模块、交流接触器驱动模块、后备电源模块、时钟模块、控制策略模块、电能计量模块、温湿度检测模块、GSM通信模块和电力载波通信模块。CPU模块采用双CPU结构。主微控制器采用高性能、8位、40管脚、具有8KFlash、多路8位A/D、RISCPIC16F877单片机,负责与GSM通信模块和电力载波模块通信、交流接触器驱动控制、实时时钟的读取与校准和根据照明控制策略发送控制指令等功能。从微控制器采用与主微控制器同一系列的高性能8位、28管脚、多路8位A/D、具有4KFlash、RISCffi洲73单片机……该控制器负3.3双CPU通信方法与RS485通信虽然PIC16F87x系列单片机外围通信接口丰富,但是,整个系统通信复杂,接口资源仍然很紧张。主从CPU的可靠通信,是组群控制器可靠工作的关键之一。 控制器PIC16F873采用SPI接口,并以主从方式通信。根据系统端口配置需要,PIC16F873采用硬件SPI接口方式,PIC16F877采用普通I/O口RB1RB3来模拟硬件SPI口,即软件SPI接口。PIC16F877的SPI硬件资源分配给E2PROM24C64使用。PIC16F873的SPI接口工作在从模式下,PIC16F877需要选用一个普通I/O口(这里是RB4)与PIC16F873的SPI通信控制端RA4SS相连,控制SPI通信的发起与结束,如所示。每次通信由PIC16F877发起,PIC16F873响应。 电能计量模块为单独模块,能够测量供电线路的电压、电流、功率、功率因数等参数,并具有标准的浴485接口。为此,PIC16F873利用硬串口RCTX和RC7/RX,通过R485接口变换,与电能计量模块JP1相连。这里MAX485芯片作为485总线接口转换芯片,用RC2作为RS~485总线通信输入/输出做控制端,控制信号的读入和送出。 3.4交流接触器控制与状态保持组群控制器的一项重要任务是通过固体继电器SSR和交流接触器实现照明线路供电控制。固体继电器为324Vdc输入,220Vac输出,其输入由NPN型三极管9013驱动。由于系统实际运行过程中存在各种干扰,若CPU控制管脚直接驱动三极管9013而不加抗干扰处理,则相关管脚很可能会出现跳变信号或三态,造成交流接触器误动作。因此“锁定”复位前状态,对保证系统可靠性非常重要。这里采用了由一个D触发器、一个光耦、三个电阻和三个VO管脚组成的采样/保持电路,如所示。D触发器复位端R和置位端S分别接地,数据端D接CPU的数据控制端RE0,时钟端CLK通过光耦TIP521接CPU的时钟产生控制端RE1和RE2.保持电路的关键在于RE0、RE1、RE2单个管脚误动作无法产生有效时钟和控制指令。即使CPU发生复位,由RC0脚读回固态继电器当前工作状态,并将RE0输出(D触发器输入)置成该状态,进而保证SSR不产生误动作。电阻R32为上拉电阻,保证RE2出现三态时光耦不产生误导通。电阻R33起限流作用。实践证明该电路是有效的。 节划分时间表Table2、季节控制策略时间表Table3和节假日视间表存储iROMdP 3.5日寸钟与控制策略要实现自动定时控制,系统时钟和系统预存控制策略是关键。组群控制器采用DS1302时钟芯片,为系统提供实时时钟。DS1302是一种带备份电源的、8脚、具有I2C串行通信功能的高性能、低功耗时钟芯片,提供秒、分、时、日、周、月、年日历功能。fC串行总线SCL和SDA分别需要一个上拉电阻。主微控制器PIC16F877采用硬件I2C接口(RCSCL和RC4/SDA)与DS1302通信,如所示。组群控制器可以实现远程时钟校准。 中。24C64是容量为8kbytes、支持两线的I2C串行通信、1000000次擦写的E2PROM.主微控制器PIC16F877采用两个普通I/O口(RD1和RD2)模拟I2C串行总线,即:实现软件I2C接口。组群控制器根据读得的日历信息和时间信息,对照各种控制策略时间表,发布开关灯及调光控制指令。 3.6软件实现理器软件。主微控制器一方面负责通过GSM与照明管理计算机(简称上位机)通信,接收、解析和执行上位机发来的各种命令,并将执行结果发送给上位机;另一方面,主控制器在没有GSM信息的情况下,完成其它一些任务,软件框图如所示。给出了从微控制器软件的简要框图。 4结束语城市道路照明控制系统是涉及城市街道、高速公路、机场、火车站、标志性建筑、景观性建筑等的重要系统。建立一个实用的、可靠的数字化和网络化道路照明控制系统是非常不易的。由于篇幅所限,本文仅给出了组群控制器的关键硬件设计电路和核心软件框图,还有许多具体细节没有阐述。实验表明,该系统设计是合理和可靠的。

相关推荐

在线客服
联系我们

厂务区:13929279671

华东区:13712965419

华南区:18665133283

华中区:13527907295

微信咨询
东莞市荧月电子科技有限公司
返回顶部
XWX

识别二维码

微信:标签global报错:缺少属性 name 。

(点击微信号复制,添加好友)

  打开微信

微信号已复制,请打开微信添加咨询详情!