港口堆場高桿燈智能照明設計及應用

劉瑞雪，巴 特，高向凱（中交第一航務工程勘察設計院有限公司，天津 300222）

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港口堆場高桿燈智能照明設計及應用

劉瑞雪，巴 特，高向凱
（中交第一航務工程勘察設計院有限公司，天津 300222）

摘要：唐山港曹妃甸港區(qū)礦石碼頭三期工程礦石堆場長約1 600 m，寬460 m，采用高桿燈照明。堆場高桿燈共計16組，設置在礦石堆場的南端和北端。本文對高桿燈的智能照明進行設計，采用智能控制系統(tǒng)及分組控制技術，使所有高桿燈的啟、閉都在中央控制室得到實現(xiàn)，減少運營人力成本，提高港口公司工作效率，并達到節(jié)約電費支出，節(jié)約能源的目的。

關鍵詞：高桿燈；智能控制；分組控制設計

引 言

本文以唐山曹妃甸礦石碼頭有限公司建設的唐山港曹妃甸港區(qū)礦石碼頭三期工程的堆場高桿燈照明作為示例，對智能照明及節(jié)能應用進行分析。設計高桿燈的智能控制系統(tǒng)中所有高桿燈的啟、閉都在中央控制室得到實現(xiàn)，減少運營人力成本，提高港口公司工作效率。并對堆場高桿燈照明采用分組控制新技術，滿足不同工況條件下堆場照度需求，并達到節(jié)約電費支出，節(jié)約能源的目的。

1 工程概況

唐山港曹妃甸港區(qū)礦石碼頭三期工程位于唐山港曹妃甸區(qū)，本工程新建2個泊位噸級為25萬DWT專業(yè)化礦石進口泊位。本工程礦石堆場采用高桿燈照明，高桿燈高度為35 m，共計16組，沿堆場南北均勻布置，南端、北端各8組。堆場的最低照度值需達到5 lx，滿足港區(qū)堆場、皮帶機沿線夜間作業(yè)的照明需求。

2 智能照明技術推廣的意義

智能照明技術可以在新建的體育場、城市廣場、道路、作業(yè)堆場等不同類別區(qū)域的夜間照明進行應用。同時，可以對于已建的照明項目，進行技術改造，增加智能控制及分組控制單元，實現(xiàn)智能照明。該項技術具有改造可實施性強、成本低及節(jié)約能源及運營成本等優(yōu)點。

3 智能照明的組成

高桿燈智能照明系統(tǒng)由高桿燈綜合控制及燈具分組控制兩部分組成，采用自動控制技術、信號檢測技術、計算機技術、通信技術與電氣技術來實現(xiàn)高桿燈智能照明。同時，本工程利用DIALUX照度計算分析軟件，來模擬堆場不同工況下條件下，燈具分組控制的照度分布情況，從而達到滿足港區(qū)生產作業(yè)用的照明需求。

4 智能照明設計及應用

4.1 照度計算及分析

DIALUX 軟件由多家著名照明燈具廠商THORN、Philips、OSRAM、Meyer、雷士等所支持研發(fā)的專業(yè)的照明分析及計算軟件，適用于所有燈具廠家提供的燈具，能滿足體育場、車站、建筑物、道路照明設計及計算的要求，是當今市場上功能齊全的照明計算軟件。本工程礦石堆場采用DIALUX專業(yè)軟件進行模擬分析計算，進行堆場照度的計算、模擬。本工程利用DIALUX專業(yè)軟件進行堆場高桿燈布設及照度計算分析（見圖1、圖2、圖3）。

圖1 礦石堆場點照度值分布計算結果

圖2 礦石堆場等照度分布示意

圖3 礦石堆場灰階等照度分布示意

由 DIALUX軟件進行礦石堆場照度的分析計算，得到礦石堆場及皮帶機沿線平均照度為值11 lx，滿足礦石堆場生產作業(yè)照度需求。

4.2 燈具分組控制設計

本工程每組高桿燈含有 18套燈具，根據(jù)夜間礦石堆場裝卸作業(yè)不同情形下（維修作業(yè)、正常作業(yè)、停止作業(yè)）的照度需求，將 18套燈具分為三組，6套燈具為一組。每組燈具都由一套斷路器開關與接觸器進行啟閉控制，并具有遠程及就地操作的功能，使得中控室的操作人員、現(xiàn)場維修人員都可以根據(jù)堆場作業(yè)情形選擇每組高桿燈 18套燈具的分組控制，既滿足了照度要求，又節(jié)約了電能。

為達到三相供電平衡，18套燈具的電氣接線設計，按供電相別分為A、B、C三組，每組6套燈具，分別與電路的A相、B相、C相接線。在堆場不同作業(yè)情形情形下，每組燈具的啟閉都實現(xiàn)A、B、C三相供電平衡，提高電能質量（詳細設計見圖4）。

4.3 智能控制設計

4月21日下午，水利部部長、部抗震救災領導小組組長陳雷主持召開水利部抗震救災領導小組第三次全體會議，傳達貫徹國務院抗震救災總指揮部有關會議精神和回良玉副總理講話精神，對水利設施應急修復和災后重建工作進行部署。

本工程高桿燈智能控制設計，是設計一套高桿燈控制系統(tǒng)，實現(xiàn)管理人員在辦公大樓的中央控制室實現(xiàn)對礦石堆場照明的實時遠程控制。按照燈具的分組控制設計，共分為三組，每一組燈具的斷路器開關通過該組接觸器的主觸點與燈頭連接，接觸器線圈的一端與繼電器公共端連接，另一端與零線連接。高桿燈燈具控制箱的各組繼電器線圈連接I/O模塊的控制信號輸出端，辦公大樓的中央控制室控制器通過光纖收發(fā)器連接I/O模塊的控制信號輸入端。

進行遠程控制時，在辦公大樓的中央控制室的主機通過控制軟件實現(xiàn)控制三組繼電器中的開啟或關閉，由相應接觸器控制燈具的開啟或關閉，從而實現(xiàn)高桿燈遠程控制的功能，并可以根據(jù)礦石堆場作業(yè)情形隨時改變堆場區(qū)域各作業(yè)時段的照度水平。高桿燈智能控制設計如圖4。

圖4 高桿燈智能控制設計示意

5 節(jié)能應用分析

通過與唐山曹妃甸礦石碼頭有限公司調研分析，港區(qū)夜間作業(yè)大致可分為維修作業(yè)、正常作業(yè)、停止作業(yè)三種情形。三種作業(yè)情形下平均每天持續(xù)時間分別按1 h、8 h、3 h計算，由此測算每天每組高桿燈節(jié)能情況（見表2）。

表2 高桿燈分組控制節(jié)能對比分析

港區(qū)每年的作業(yè)天數(shù)按350 d計，由此可以計算，堆場 16組高桿燈燈具采取分組控制技術，每年將為社會節(jié)約電能470 400 kW·h。

6 結 語

高桿燈照明的分組及綜合控制技術實現(xiàn)了夜間工況條件下，大面積區(qū)域的智能照明及綠色照明，達到了節(jié)能環(huán)保的要求。通過辦公大樓的中央控制室編程控制可以改變礦石堆場不同區(qū)域、不同場合下了照度的要求，可以將照度調整到滿足堆場裝卸作業(yè)最適合的水平，既節(jié)約了能源，又節(jié)約了人力物力，實現(xiàn)了綠色照明及智能照明。

［1］ GB50034-92工業(yè)企業(yè)照明設計標準［S］.

［2］ GB50052-2009 供配電系統(tǒng)設計規(guī)范［S］.

［3］ 工業(yè)與用配電設計手冊（第三版）［M］.

［4］ DIALux中文使用手冊［M］.

Intelligent Illumination Design of Stockyard High-pole Lamp and Its Application

Liu Ruixue，Ba Te，Gao Xiangkai
（CCCC First Harbor Consultants Co.， Ltd.， Tianjin 300222， China）

Abstract：The ore stockyard of Tangshan port Caofeidian harbor ore terminal phase-3 project is approx.1600 m long and 460 m wide where high high-pole lamps are used for illumination.Those high-pole lamps are divided into 16 groups and arranged at south and north ends of the stockyard.The intelligent illumination of high-pole lamp has been designed by using intelligent control system and grouping controltechnique.And the switch on/off of all high-pole lamps can be controlled by the central control chamber， which reduces the manpower cost，increases the operating efficiency of the harbor company， lowers electric power rate and saves energy sources.

Key words：high-pole lamp； intelligent control system； grouping control technique

中圖分類號：U653.95

文獻標識碼：A

文章編號：1004-9592（2016）02-0078-03

DOI：10.16403/j.cnki.ggjs20160220

收稿日期：2015-06-11

作者簡介：劉瑞雪（1983-），男，工程師，主要從事港口供電設計及總承包項目管理工作。