Интеллектуальная автоматизированная система управления наружным освещением города
Автоматизированная система управления наружным освещением (АСУ НО) города предназначена для централизованного автоматического и оперативно-диспетчерского управления наружным освещением улиц, объектов и других территорий городов (рисунок 1). Система позволяет снизить энергопотребление на освещение городских улиц, снизить расходы на техобслуживание светильников, повысить уровень безопасности пешеходов и автомобилистов.
Рис.1. Панель диспетчерского управления системой
Объекты управления
Система уличного освещения состоит из пунктов включения (ПВ). Пункт включения имеет канал связи с центральным диспетчерским пунктом (ЦДП), от которого поступают команды управления освещением (включение/отключение, смена режима и т.д.). ПВ могут располагаться в трансформаторных подстанциях или непосредственно на световых опорах.
Функции системы
Информационные функции обеспечивают формирование экранных изображений и выходных форм информационно-вычислительных задач по запросам диспетчера или неоперативного персонала (администратора системы) и включают:
- сбор и обработку информации о состоянии оборудования НО
- измерение и контроль потребления электроэнергии по каждому шкафу управления пункта включения (рисунок 3)
- обнаружение, сигнализацию и регистрацию аварийных ситуаций, отказы технологического оборудования, несанкционированное проникновение в ШУ ПВ, превышение потребляемого тока и т.д.
- передачу информации о нештатных ситуациях на АРМ диспетчера и SMS-оповещение обслуживающего персонала
- расчетные задачи (расчет наработки и т.д.)
- архивирование истории изменения параметров на жестком магнитном диске
- ведение журнала событий
- формирование и выдачу оперативных и архивных данных персоналу
- формирование и печать отчетной документации (сменные, месячные и другие отчеты)
- учет потребляемой электроэнергии.
Рисунок 3 – Пример окна с оперативными данными по пункту включения
Сигнализация формируется при возникновении следующих условий:
- срабатывание концевого выключателя входной двери ШУ ПВ
- авария и/или изменение состояния пунктов включения
- неисправность критического числа ламп одной из линий
- превышение потребляемого тока одной из линий
- авария канала связи с ШУ ПВ.
Управляющие функции
АСУ НО может работать в одном из четырех режимов:
- Автоматическом по расписанию – переключение режимов работы системы освещения по расписанию, указанному диспетчером
- Автоматическом по времени восхода/захода – переключение режимов работы системы освещения по времени восхода и захода солнца
- Ручном дистанционном – управление освещением с АРМ диспетчера. Диспетчер инициативно активирует необходимые переключения наружного освещения, например, в аварийной ситуации или при ремонтных и регламентных работах
- Ручном аппаратном – управление освещением по месту установки ШУ. Обслуживающий персонал осуществляет переключения наружного освещения с помощью переключателей, установленных в ШУ ПВ, проводя необходимые проверки работоспособности при ремонтных и регламентных работах.
Сервисные функции обеспечивают:
- постоянный мониторинг качества электроэнергии
- автоматическую диагностику каналов связи с ШУ ПВ
- конфигурирование системы
- проведение в регламентируемых пределах отключений/подключений, проверки и замены элементов системы
- ручной ввод (изменение уставок и констант управления и обработки информации)
- защиту от несанкционированного доступа в среду системы.
Доступ к функциональным возможностям системы предоставляется согласно установленным разграничениям уровней доступа.
Типовая архитектура системы
Система управления освещением построена по иерархическому принципу и представляет собой двухуровневую структуру (рис.2).
Нижний уровень системы состоит из шкафов управления пунктов включения (ШУ ПВ).
Верхний уровень – центральный диспетчерский пункт. От ЦДП поступают команды управления освещением (включение/отключение, задание уровня мощности или освещенности, смена режима, расписание работы и т.д.).
Рис.2. Структура АСУ наружным освещением
В состав ПВ входят: комплект силового оборудования для непосредственного управления наружным освещением, трехфазный электросчетчик и контроллер, обеспечивающий сбор и первичную обработку входных информационных сигналов для передачи на верхний уровень, а также выдачу управляющих воздействий силовому оборудованию ПВ.
Аппаратные средства
Шкафы управления ПВ (рисунок 4) поставляются как функционально и конструктивно законченные изделия, оборудованные клеммниками для подключения внешних цепей, промаркированных надлежащим образом, а также кабельными вводами. Для исключения возможности несанкционированного доступа каждый шкаф запирается на ключ и комплектуется датчиком контроля доступа. Шкаф ПВ обеспечивает степень защиты от внешних воздействий не ниже IP54 (размещение внутри помещений) или IP66 (уличное исполнение) для ТП по ГОСТ 14254-9.
Кроме того, по желанию Заказчика шкафы ПВ могут быть изготовлены в антивандальном исполнении, не позволяющем разобрать конструкцию снаружи без применения режущего инструмента (толщина стенок не менее 2 мм, замок с трехточечной фиксацией).
Контроллерное оборудование состоит из свободнопрограммируемого промышленного контроллера DevLink-C1000 и модулей ввода/вывода унифицированных сигналов DevLink-A10. Контроллеры DevLink-C1000 осуществляют обмен данными с серверами центрального диспетчерского пункта. Резервируемые серверы ЦДП предоставляют оперативному персоналу удобный человеко-машинный интерфейс для контроля состояния и управления наружным освещением (НО), анализа накопленных архивных данных, а также обеспечивают формирование отчетной документации.
Средства связи. Для передачи данных возможно использование радиоканалов, каналов связи GPRS, PLC, проводной (оптоволоконной) и телефонной линий связи. ЦДП имеет возможность передачи данных на более высокий уровень по локальной сети Ethernet.
Программные средства
- SCADA КРУГ-2000®, в том числе среда разработки (генератор базы данных, графический редактор, технологический язык программирования и др.) и среда исполнения (исполняемые модули станций оператора)
- Система реального времени контроллера (СРВК).
Предусмотрена возможность расширения системы путем добавления нового функционала и интеграции с другими автоматизированными системами (коммерческого учета энергоресурсов, диспетчеризации трансформаторных подстанций, тепловых пунктов, системы водоснабжения города).
Рис. 3. Пример окна с оперативными данными по учету электроэнергии
Преимущества внедрения системы
- Уменьшение затрат на эксплуатацию и техобслуживание оборудования благодаря регистрации и прогнозированию аварийных ситуаций в режиме реального времени
- Снижение расходов на ремонт светотехнического оборудования благодаря постоянному мониторингу качества электроэнергии
- Достижение высоких эксплуатационных характеристик оборудования и качества освещения города за счет равномерного распределения энергоресурсов с возможностью переключения освещения в один из нескольких режимов согласно указанному диспетчером алгоритму
- Повышение надежности эксплуатации системы и качества уличного освещения за счет исключения «человеческого фактора» (например, несвоевременное отключение приводит к перерасходу электроэнергии, а несвоевременное включение приводит к увеличению количества жалоб на качество работы)
- Обеспечение максимально комфортных условий труда эксплуатационного персонала и повышение его эффективности.
Решение реализовано в АСДУ уличного освещения МП «Горэлектросеть» (г. Железногорск, Красноярский край) и АСУ НО г. Уральска (Казахстан).
