基于WebAccess的人防工程智能照明系統研究與設計

宋偉陳虹劉琳

(揚州大學能源與動力工程學院，江蘇揚州 210013)

1 引言

目前很多在建和已建高層住宅大部分都建有人防地下室，這些人防地下室平時作為地下停車場，一般都有多個人員出入口和多個車輛出入口，由于這些人防地下室面積大、光線差，需要大量的照明設備長期照明。人防工程照明在戰時對掩蔽人員的生活和工作起著重要作用。人防工程照明系統分為平時照明和戰時照明，平時照明照度要求比戰時照明照度要求高。目前，隨著計算機技術，電子技術，通信技術的發展，智能照明技術發展迅速。因此，對人防工程的采用智能照明能節約電能，特別在戰時電能比較緊張的情況下能大大節約用電，提高管理效率，降低維護管理費用，縮短平戰轉換時間。同時對于推動節約型人防工程建設，也具有重大戰略意義和經濟價值。

2 系統設計

2.1 人防工程照明的特點

人防工程平時照明分為正常照明、應急照明、值班照明［1］。人防工程戰時照明分為正常照明和應急照明。照明光源采用各種高效節能熒光燈和白熾燈，并滿足照明場所照度、顯色性和防眩光等的要求。對于從防護區引到非防護區的照明電源回路應采取短路保護措施。由于在戰時人防工程受到襲擊時會劇烈震動，所以燈具應該選用重量較輕的線吊或鏈吊燈具和卡口燈頭［2］。在臨戰轉換的時候，平時設計選用的吸頂燈，應在臨戰時加裝防掉落保護網罩，日光燈的燈管兩端應在臨戰時采用尼龍絲繩綁扎。這樣可以避免燈具掉落，威脅人身安全。

2.2 智能照明系統結構

本設計系統結構采用分布式控制。分布式控制的特點是控制器構造上高度模塊化，布局上可以高度分散，控制器性能上高度自治化、智能化，并具有自我診斷和容錯功能，信息通過一條簡單的總線按標準協議進行高速傳輸，因此分布式系統結構十分可靠簡單，設計、安裝、運行、維護、檢修也十分方便，是當今比較好的系統結構。

智能照明分布式控制系統，通常可以由三部分組成，一、模塊部分 (包括調光器、開關控制器)二、現場控制部分 (包括控制面板、液晶顯示觸摸屏、智能傳感器、時鐘管理器)三、監控，調試部分 (包括調試軟件和PC監控機)等部件組成，將上述各種具備獨立功能的模塊用一根五類四對數據通訊線手牽手聯接起來組成一個控制網絡，其典型系統如圖1所示。

圖1 智能照明控制系統Fig.1 Intelligent lighting control system

本設計以某市某地下人防工程為例。該人防工程建筑面積七千平米，戰時人防部分為4個防護單元，其中防護單元為核6級二等人員掩蔽部。照明按照防護單元進行獨立配電，這樣在戰時即使某個防護單元遭受破壞，也不至于影響到其他防護單元正常照明，最大限度減少損失。照明燈具的選擇對于照明節能具有重要影響。本設計照明燈具選擇如表1所示。照明配電箱由兩路電源進行供電，一路來自平時電源，一路來自戰時電源。戰時電源可以由柴油發電機或戰時區域電源提供。從而保證戰時電源的可靠性。防護單元的智能照明接線如圖2所示。

表1 本設計照明燈具的選擇Table 1 Lighting fixture choice

2.3 控制方式

車庫智能照明系統控制的方式有定時和光感結合的控制方式，定時和車庫出入口車流量、單元門出入口人流量的控制方式照度和照度自動調節控制方式。

定時和光感結合的控制方式:(1)“高峰期”:白天，充分采納自然光線，開啟部分主照明、輔助照明;夜晚，開啟主要照明、輔助照明;(2)“次高峰”:白天，充分采納自然光線，開啟部分輔助照明;夜晚，開啟部分主要照明、輔助照明;(3)“低谷”:白天，充分采納自然光線;夜晚，開啟部分輔助照明。

定時和車庫出入口車流量、單元門出入口人流量的控制方式:

在滿足光照度的前提下，根據地下車庫出入口車流量、車庫單元門出入口人流量的開啟相關部分照明回路，自動延時熄滅，用戶可以根據實際情況自行設置延時時間。

圖2 智能照明接線示意圖Fig.2 Intelligent lighting wiring diagram

照度自動調節控制方式:

根據室外自然光線，人流量和車流量等情況，智能照明系統中的光電感應開關通過借助各種不同的預設置控制方式和控制元件，對不同時間不同環境的光照度進行精確設置和合理管理，只有當必需時，通過智能控制器才把燈點亮到所需求的最低照度，利用最少的能源保證所要求的照度水平，從而實現節能。其原理如圖3所示。

圖3 閉環智能照明控制原理圖Fig.3 Closed loop intelligent lighting control principle diagram

3 Advantech WebAccess組態的遠程監控

Advantech WebAccess是完全基于IE瀏覽器的HMI/SCADA監控及數據采集軟件，可以及時讀取、顯示、存儲實時數據。Web客戶端 (Client)以TCP/IP協議通過因特網 (Internet)或局域網(Intranet)和監控節點的計算機進行連接，將自動化設備的生產實時數據通過監控節點的計算機的采集和處理后傳輸到客戶端計算機進行顯示，以數據、動畫、趨勢、報警、報表等畫面形式顯示生產過程，使畫面能夠反映被監控的自動化設備運行時實時數據的動態變化［3］。

在客戶端瀏覽器中鍵入IP地址為127.0.0.1，那么將會出現如圖4所示的用戶登錄界面。登錄名稱及密碼輸入正確后進入遠程監控系統，進行相應的設置。

圖4 Advantech WebAccess登陸界面Fig.4 Advantech WebAccess landing interface

3.1 監控系統的建立

(1)客戶端與節點之間的通信

監控計算機(SCADA node)與工程節點(Project node)通信以及工程節點 (Project node)與Web客戶端 (Client)的通信均是通過TCP/IP協議，輸入監控節點和工程節點的IP地址便可以實現通信連接，如圖5所示，從而達到遠程監控的目的。

圖5 通信設置Fig.5 Communication setting

新建監控接點:輸入監控節點的IP地址和節點的其他相關的屬性。

新建通信串口:選擇相應的接口類型，端口號，波特率，數據位，停止位，奇偶校驗，掃瞄時間，等參數。接口類型選SERIAL相應的端口號要和實際的485端口號一致。

(a)設備連接與數據采集

在設備名稱中輸入設備名稱，設備類型中選擇相應的設備驅動MitsuFx，Use RS-485 PORT處，232通信為0，485通信為1。圖6為通信參數和設備地址的設置。H0E086表示通信波特率為9600，數據位7，停止為1，偶校驗。

圖6 設備參數設置Fig.6 Device parameter setting

(b)設備配置

在Advantech WebAccess工程瀏覽器的工程目錄顯示區，選中“設備”項下與上位計算機所連的串口 (COM1或COM2)，雙擊“新建”圖標，在彈出“設備配置向導”對話框上 (如圖6)設置各項參數，包括設備名稱、生產廠家、通信方式、設備地址、通信參數。

(c)點的建立

Advantech WebAccess的點是工程的核心部分，包括與自動化設備進行通信的外部I/O點、內部的常數點、計算點、累算點、系統點以及本地點等等。設備模塊的輸入/輸出完全由WebAccess內部變量代替。

3.2 監控畫面設計與動畫的實現

圖形畫面用于模擬實際的現場，畫面中監視整個人防工程照明的運行狀態包括當前照度值，開啟區域，燈具故障。通過該系統可以手動或自動管理整個地下室的照明，大大的提高了工作和管理效率，縮短平戰轉化時間。

動畫設計是將畫面上創建的各個圖像與所建立的相應變量關聯，當變量的值改變時，在畫面上相對應的圖像以動畫效果表現出來。智能照明系統進行動畫連接的圖像是:總電源開關，回路開關，回路指示燈，照度值顯示，手自動轉換，平戰轉換控制按鈕，燈具亮與不亮。為了實現動畫效果，腳本語言編寫如下所示:

圖7 人防地下室照明監控圖Fig.7 Control diagram of civil air defence

4 結束語

隨著我國人防工程的建設，更多的人防工程將會出現。高效的、集中化管理將會推動節約型人防工程建設。以Advantech WebAccess為軟件平臺，將某一地區的人防工程智能照明系統通過通信網絡連接在一起組成網絡。將提高戰時指揮中心對整個地區人防照明系統的管理效率，合理調配稀缺的戰時資源，節約電能。

［1］楊勇，王金全，劉德勇，張琦.人防工程照明節能技術應用探討［J］.電氣技術，2008，(11):45.

［2］B50038－2005.人民防空地下室設計規范.

［3］研華自動化.Advantech Webaccess產品手冊.2009，02.