宋偉陳虹劉琳

(揚州大學(xué)能源與動力工程學(xué)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(shè)備長期照明。人防工程照明在戰(zhàn)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(tǒng)分為平時照明和戰(zhàn)時照明，平時照明照度要求比戰(zhàn)時照明照度要求高。目前，隨著計算機技術(shù)，電子技術(shù)，通信技術(shù)的發(fā)展，智能照明技術(shù)發(fā)展迅速。因此，對人防工程的采用智能照明能節(jié)約電能，特別在戰(zhàn)時電能比較緊張的情況下能大大節(jié)約用電，提高管理效率，降低維護管理費用，縮短平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換時間。同時對于推動節(jié)約型人防工程建設(shè)，也具有重大戰(zhàn)略意義和經(jīng)濟價值。

2 系統(tǒng)設(shè)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(yīng)急照明、值班照明［1］。人防工程戰(zhàn)時照明分為正常照明和應(yīng)急照明。照明光源采用各種高效節(jié)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(qū)引到非防護區(qū)的照明電源回路應(yīng)采取短路保護措施。由于在戰(zhàn)時人防工程受到襲擊時會劇烈震動，所以燈具應(yīng)該選用重量較輕的線吊或鏈吊燈具和卡口燈頭［2］。在臨戰(zhàn)轉(zhuǎn)換的時候，平時設(shè)計選用的吸頂燈，應(yīng)在臨戰(zhàn)時加裝防掉落保護網(wǎng)罩，日光燈的燈管兩端應(yīng)在臨戰(zhàn)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(tǒng)結(jié)構(gòu)

本設(shè)計系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用分布式控制。分布式控制的特點是控制器構(gòu)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(biāo)準(zhǔn)協(xié)議進行高速傳輸，因此分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)十分可靠簡單，設(shè)計、安裝、運行、維護、檢修也十分方便，是當(dāng)今比較好的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

智能照明分布式控制系統(tǒng)，通?？梢杂扇糠纸M成，一、模塊部分 (包括調(diào)光器、開關(guān)控制器)二、現(xiàn)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(jiān)控，調(diào)試部分 (包括調(diào)試軟件和PC監(jiān)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(shù)據(jù)通訊線手牽手聯(lián)接起來組成一個控制網(wǎng)絡(luò)，其典型系統(tǒng)如圖1所示。

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

本設(shè)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(zhàn)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(zhàn)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(jié)能具有重要影響。本設(shè)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(zhàn)時電源。戰(zhàn)時電源可以由柴油發(fā)電機或戰(zhàn)時區(qū)域電源提供。從而保證戰(zhàn)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(shè)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(tǒng)控制的方式有定時和光感結(jié)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(diào)節(jié)控制方式。

定時和光感結(jié)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(jù)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(guān)部分照明回路，自動延時熄滅，用戶可以根據(jù)實際情況自行設(shè)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(diào)節(jié)控制方式:

根據(jù)室外自然光線，人流量和車流量等情況，智能照明系統(tǒng)中的光電感應(yīng)開關(guān)通過借助各種不同的預(yù)設(shè)置控制方式和控制元件，對不同時間不同環(huán)境的光照度進行精確設(shè)置和合理管理，只有當(dāng)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(xiàn)節(jié)能。其原理如圖3所示。

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

3 Advantech WebAccess組態(tài)的遠程監(jiān)控

Advantech WebAccess是完全基于IE瀏覽器的HMI/SCADA監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集軟件，可以及時讀取、顯示、存儲實時數(shù)據(jù)。Web客戶端 (Client)以TCP/IP協(xié)議通過因特網(wǎng) (Internet)或局域網(wǎng)(Intranet)和監(jiān)控節(jié)點的計算機進行連接，將自動化設(shè)備的生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)通過監(jiān)控節(jié)點的計算機的采集和處理后傳輸?shù)娇蛻舳擞嬎銠C進行顯示，以數(shù)據(jù)、動畫、趨勢、報警、報表等畫面形式顯示生產(chǎn)過程，使畫面能夠反映被監(jiān)控的自動化設(shè)備運行時實時數(shù)據(jù)的動態(tài)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(xiàn)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(jiān)控系統(tǒng)，進行相應(yīng)的設(shè)置。

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

3.1 監(jiān)控系統(tǒng)的建立

(1)客戶端與節(jié)點之間的通信

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

圖5 通信設(shè)置Fig.5 Communication setting

新建監(jiān)控接點:輸入監(jiān)控節(jié)點的IP地址和節(jié)點的其他相關(guān)的屬性。

新建通信串口:選擇相應(yīng)的接口類型，端口號，波特率，數(shù)據(jù)位，停止位，奇偶校驗，掃瞄時間，等參數(shù)。接口類型選SERIAL相應(yīng)的端口號要和實際的485端口號一致。

(a)設(shè)備連接與數(shù)據(jù)采集

在設(shè)備名稱中輸入設(shè)備名稱，設(shè)備類型中選擇相應(yīng)的設(shè)備驅(qū)動MitsuFx，Use RS-485 PORT處，232通信為0，485通信為1。圖6為通信參數(shù)和設(shè)備地址的設(shè)置。H0E086表示通信波特率為9600，數(shù)據(jù)位7，停止為1，偶校驗。

圖6 設(shè)備參數(shù)設(shè)置Fig.6 Device parameter setting

(b)設(shè)備配置

在Advantech WebAccess工程瀏覽器的工程目錄顯示區(qū)，選中“設(shè)備”項下與上位計算機所連的串口 (COM1或COM2)，雙擊“新建”圖標(biāo)，在彈出“設(shè)備配置向?qū)А睂υ捒蛏?(如圖6)設(shè)置各項參數(shù)，包括設(shè)備名稱、生產(chǎn)廠家、通信方式、設(shè)備地址、通信參數(shù)。

(c)點的建立

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

3.2 監(jiān)控畫面設(shè)計與動畫的實現(xiàn)

圖形畫面用于模擬實際的現(xiàn)場，畫面中監(jiān)視整個人防工程照明的運行狀態(tài)包括當(dāng)前照度值，開啟區(qū)域，燈具故障。通過該系統(tǒng)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(zhàn)轉(zhuǎn)化時間。

動畫設(shè)計是將畫面上創(chuàng)建的各個圖像與所建立的相應(yīng)變量關(guān)聯(lián)，當(dāng)變量的值改變時，在畫面上相對應(yīng)的圖像以動畫效果表現(xiàn)出來。智能照明系統(tǒng)進行動畫連接的圖像是:總電源開關(guān)，回路開關(guān)，回路指示燈，照度值顯示，手自動轉(zhuǎn)換，平戰(zhàn)轉(zhuǎn)換控制按鈕，燈具亮與不亮。為了實現(xiàn)動畫效果，腳本語言編寫如下所示:

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

4 結(jié)束語

隨著我國人防工程的建設(shè)，更多的人防工程將會出現(xiàn)。高效的、集中化管理將會推動節(jié)約型人防工程建設(shè)。以Advantech WebAccess為軟件平臺，將某一地區(qū)的人防工程智能照明系統(tǒng)通過通信網(wǎng)絡(luò)連接在一起組成網(wǎng)絡(luò)。將提高戰(zhàn)時指揮中心對整個地區(qū)人防照明系統(tǒng)的管理效率，合理調(diào)配稀缺的戰(zhàn)時資源，節(jié)約電能。

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

［2］B50038－2005.人民防空地下室設(shè)計規(guī)范.

［3］研華自動化.Advantech Webaccess產(chǎn)品手冊.2009，02.