探析路燈電氣工程中的自動化控制技術(shù)及其設(shè)計(jì)要點(diǎn)

朱煥煥

摘 要：路燈作為道路建設(shè)的重要組成部分，不僅承擔(dān)著基礎(chǔ)性的車行引導(dǎo)功能，還能夠在美化城市、提升城市的文化底蘊(yùn)、改善城市壞境方面起到顯著作用。為了充分發(fā)揮其作用，本文對路燈電氣工程中的主要自動化控制技術(shù)及其設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行了探討分析。

關(guān)鍵詞：路燈電氣工程；自動化控制技術(shù)；設(shè)計(jì)原則；設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1 路燈電氣工程中的主要自動化控制技術(shù)分析

1.1 路燈照明工程中的電力載波路燈技術(shù)分析

照明控制系統(tǒng)電力載波路燈技術(shù)利用時(shí)控與光控雙向來進(jìn)行控制，在系統(tǒng)檢測到每個路段的亮燈率，從而實(shí)現(xiàn)城市道路路燈的自動啟閉，有效控制半夜燈或者全夜；利用電壓和電流實(shí)現(xiàn)測量與監(jiān)控，狀態(tài)信息與控制信號是通過電力線載波技術(shù)來傳輸?shù)模瑢╇娮儔浩骶€路開路和短路等各種突發(fā)事件進(jìn)行即時(shí)報(bào)警；實(shí)現(xiàn)智能管理和監(jiān)控路燈，從而讓路燈達(dá)到可靠、穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)、高效的運(yùn)行。

1.2 路燈照明工程中的PLC路燈自動化控制技術(shù)

PLC路燈控制技術(shù)具有可靠性、功能以及性價(jià)比等優(yōu)勢，例如：產(chǎn)品的開發(fā)時(shí)間較短、系統(tǒng)功能性強(qiáng)、在可靠性和性價(jià)比方面較高、系統(tǒng)的硬件齊全、產(chǎn)品在使用方面比較方便、系統(tǒng)體積小、其設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試方面工作量相對較少，當(dāng)然系統(tǒng)的維修也很方便，該系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)中的控制裝置中使用廣泛。

1.3 路燈照明工程中的無線路燈控制技術(shù)

照明控制系統(tǒng)無線路燈控制構(gòu)成是采用一個中心管理PC與好幾個路燈控制終端節(jié)點(diǎn)相連，通過TCP/IP協(xié)議實(shí)現(xiàn)監(jiān)控中心和管理中心進(jìn)行通信，采用設(shè)定路燈的工作信息，如開關(guān)時(shí)間或時(shí)鐘日歷等，系統(tǒng)的指令信息是通過路燈節(jié)點(diǎn)的路由來把控制信息由監(jiān)控中心直接傳送到路燈終端節(jié)點(diǎn)，達(dá)到當(dāng)路燈發(fā)生故障時(shí)進(jìn)行報(bào)警。路燈照明燈的開關(guān)控制是通過無線電通道數(shù)據(jù)的收發(fā)來實(shí)現(xiàn)的，這樣避開了電力線載波通訊中的不確定性與干擾的繁雜，從而提高了控制系統(tǒng)的確定性與穩(wěn)定性，這種控制系統(tǒng)性價(jià)比低、投資太大，但具有安裝方便、控制組合多、布點(diǎn)靈活、系統(tǒng)安全性高的優(yōu)點(diǎn)。

1.4 路燈照明工程中的遠(yuǎn)程自動化監(jiān)控技術(shù)分析

（1）遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能。路燈監(jiān)控系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控終端的基本功能主要包括通信、控制和事故預(yù)警。通信：與控制中心交換數(shù)據(jù)，接收并執(zhí)行控制中心的命令，更改遠(yuǎn)程監(jiān)控終端設(shè)置，上傳光敏傳感器采集到的光亮強(qiáng)度信息。控制：響應(yīng)遙控命令，控制路燈開關(guān)。事故判斷與報(bào)警：對采集到的光亮度進(jìn)行檢查，結(jié)合當(dāng)前開關(guān)狀態(tài)和運(yùn)行時(shí)間段，判斷運(yùn)行狀態(tài)正常與否。如果發(fā)生異常或發(fā)生事故，遠(yuǎn)程監(jiān)控終端立即報(bào)警。

（2）路燈自動化監(jiān)控系統(tǒng)的組成。其主要由主控計(jì)算機(jī)和道路兩旁路燈現(xiàn)場的多臺遠(yuǎn)程監(jiān)控終端組成，他們之間通過GPRS-Internet連接。監(jiān)控中心主控計(jì)算機(jī)通過與Internet連接，可以采集到路燈的實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)，并且對路燈進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測、控制和管理。遠(yuǎn)程監(jiān)控終端，即安裝于路燈終端的設(shè)備，要求位于移動通信覆蓋的區(qū)域范圍內(nèi)。遠(yuǎn)程監(jiān)控終端接收執(zhí)行來自監(jiān)控中心的各個命令，如開關(guān)路燈命令、設(shè)置路燈開關(guān)時(shí)間、校對時(shí)鐘命令等，該系統(tǒng)通過傳感器能夠自動檢測出終端路燈設(shè)備的異常事故，并及時(shí)將信息上傳給主控中心計(jì)算機(jī)。

（3）路燈自動化監(jiān)控的控制中心。路燈自動化監(jiān)控是通過控制中心實(shí)現(xiàn)對路燈終端的控制。控制中心的規(guī)模可大可小，既可以使用一臺計(jì)算機(jī)，也可以使用大型網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)群組。控制中心一般由主控機(jī)、顯示設(shè)備、通信單元、供電設(shè)備和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等組成。

（4）路燈自動化監(jiān)控的通信網(wǎng)絡(luò)。通信網(wǎng)絡(luò)主要負(fù)責(zé)信息的上傳和下達(dá)任務(wù)，一方面將控制中心的指令傳送給路燈終端，另一方面將路燈的運(yùn)行狀況傳送給控制中心。目前比較常用的通信技術(shù)有，有線通信、無線通信、電力載波等，該系統(tǒng)中選取GPRS通信方式，它具有隨時(shí)隨地實(shí)現(xiàn)比較高速的數(shù)據(jù)傳輸，不受時(shí)間地點(diǎn)的限制等優(yōu)點(diǎn)。

2 路燈電氣工程的設(shè)計(jì)原則

2.1 統(tǒng)一協(xié)調(diào)原則

首先應(yīng)該以全局觀念為設(shè)計(jì)的指導(dǎo)理念，將燈光的亮度、光影關(guān)系以及照明方式進(jìn)行整合式考量，對于各個部分能夠?qū)φw產(chǎn)生的影響進(jìn)行分析。在進(jìn)行路燈電器系統(tǒng)設(shè)計(jì)之前都需要制定一個建設(shè)規(guī)劃，確保整個建設(shè)工程能夠在規(guī)范的環(huán)境下進(jìn)行。在對其進(jìn)行整合式考量的過程中，應(yīng)該對規(guī)劃的內(nèi)容進(jìn)行了解，使其能夠具備參照借鑒意義，分清系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主次，對于一些重點(diǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行明確。

2.2 綠色照明原則

隨著低碳環(huán)保概念的深入，路燈設(shè)計(jì)必須在綠色理念的指導(dǎo)下進(jìn)行。對于照明產(chǎn)品進(jìn)行選用的過程必須遵循節(jié)能環(huán)保的原則，確保所選的產(chǎn)品具備使用期限長、電能利用率高。對于照明電器系統(tǒng)進(jìn)行較為嚴(yán)格的管控，避免光污染的出現(xiàn)，為我國的可持續(xù)發(fā)展事業(yè)做出巨大的貢獻(xiàn)。

3 路燈電氣工程的設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

3.1 路燈參數(shù)的合理選擇

（1）布燈間距的選擇。間距的選擇在符合規(guī)范前提下盡量增加安裝高度，擴(kuò)大安裝間距。

（2）布燈方式的選擇。為單側(cè)布置、雙側(cè)交錯布置、雙側(cè)布置和中心對稱布置，要結(jié)合路面的斷面形式綜合考慮。一般，若選擇單側(cè)布置，則道路有效寬度值為實(shí)際路寬與一個懸挑長度的差；若為雙側(cè)布置，則有效寬度應(yīng)定為實(shí)際路寬與兩個懸挑長度的差。若為中心對稱布置，則有效寬度與道路實(shí)際寬度相等。從而結(jié)合燈桿高度等基數(shù)可計(jì)算出路燈的平均照明度，并按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)和安裝。

3.2 照明燈具的合理選擇

（1） 截光型燈具。此種燈具最大光強(qiáng)方向范圍為0～65°，90°允許最大允許光強(qiáng)為10cd/1000lm；優(yōu)點(diǎn)為眩光輕，不刺眼。缺點(diǎn)為照明范圍較小，周邊燈光昏暗，為快速路、主干路等主要道路照明燈常用類型。

（2）半截光型燈具。此種燈具最大光強(qiáng)方向范圍為0～75°，90°允許最大允許光強(qiáng)為50cd/1000lm；優(yōu)點(diǎn)為眩光適中，光線照明范圍較大，實(shí)用性高。為次干路及支路市政照明燈的首選類型。

（3）非截光型燈具。此類型燈具90°允許最大允許光強(qiáng)為1000cd/1000lm。明亮但眩光較強(qiáng)，對人眼的刺激較大，因此適合景區(qū)或者車流量小的街區(qū)。

3.3 路燈線路與路燈接地設(shè)計(jì)要點(diǎn)的分析

線路設(shè)計(jì)是路燈安裝中的重點(diǎn)，設(shè)計(jì)過程要綜合考慮線路損耗以及電壓供給問題，確保供壓穩(wěn)定。一般設(shè)計(jì)為額定電壓值上浮5%或以上。根據(jù)車流量以及照明效果，對亮燈盞數(shù)進(jìn)行控制。燈光照明要首選滿足需求最大的群體，實(shí)現(xiàn)資源合理利用。隨著技術(shù)的發(fā)達(dá)，微機(jī)監(jiān)控和無線控制成為目前主要監(jiān)控模式。目前，對于路燈安裝接地的主要問題是安裝規(guī)范不統(tǒng)一。TN-S接地系統(tǒng)由于安全系數(shù)相對較高，因此應(yīng)用最為廣泛。其原理為：專用保護(hù)線PE上電流和對地電壓均為零。并在干線上采用漏電保護(hù)器，將部分PE線越過漏電保護(hù)器重復(fù)接地。而對于PE線材料的選擇，多為鎧裝電纜的金屬外皮或者鍍鋅圓鋼。實(shí)踐證明，在路燈經(jīng)過的起點(diǎn)、中間適當(dāng)間隔和終點(diǎn)處打一組地極，同時(shí)要求接地電阻4Ω以下，可提高接地效果，減少觸電事故的發(fā)生。

4 結(jié)束語

綜上所述，道路照明作為城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要內(nèi)容，安全、先進(jìn)、可靠的路燈自動化控制技術(shù)以及合理設(shè)計(jì)對提高城市品位以及提高城市服務(wù)水平等方面具有重要作用，同時(shí)對路燈管理部門的節(jié)能降耗也具有重要意義。

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