АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ОБЗОР СИСТЕМ ОСВЕЩЕНИЯ ПО ПИТАЮЩЕЙ СЕТИ 9
1.1 PLC-технология 9
1.1.1 Управление освещением по линиям электропередачи 10
1.2 Автоматизированная система управления наружным
освещением LT CITYLIGHT 16
1.3 Автоматизированная система управления наружным
освещением STADIS 19
1.4 Автоматизированная система управления наружным
освещением Энергокруг 25
1.5 Автоматизированная система управления наружным
освещением GALAD 27
1.6 Автоматизированная система управления и контроля
освещением Кулон 28
1.7 Автоматизированная система управления и контроля
освещением Модуль С 32
1.8 Автоматизированная система управления освещением
Меркурий 36
2 СТРУКТУРА ПРОТОКОЛА ОБМЕНА 40
2.1 Описание режимов работы 43
2.2 Описание команд управления по RS-485 46
2.3 Список команд протокола обмена 47
3 РАСЧЕТ ЛИНИИ СВЯЗИ 55
4 АЛГОРИТМ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПРИНЯТОГО СИГНАЛА 61
4.1 Обоснование выбора алгоритма Герцеля 61
4.2 Рекуррентное соотношение для расчета фиксированного
спектрального отсчета сигнала 61
4.3 Алгоритм Герцеля 64
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 68
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 69
ПРИЛОЖЕНИЯ 76
Уличное освещение - важный аспект повседневной жизни, который имеет большую значимость для каждого человека. В первую очередь это - собственная безопасность. Отсутствие света не только провоцирует на противозаконные действия, но и может стать причиной несчастного случая. Растущие цены на энергию и экологические факторы вынуждают города искать инновационные решения для использования более энергоэффективного уличного освещения. Также все большее внимание привлекают проблемы экологии и на законодательном уровне разрабатываются новые постановления чтобы уменьшить вредное влияние на природу.
Также необходимо отметить, что одним из приоритетных направлений развития экономики Российской Федерации в настоящее время является повышение энергетической эффективности во всех отраслях народного хозяйства. Как правило, промышленные предприятия, заинтересованные в экономии, проводят энергосберегающие мероприятия самостоятельно. Иначе происходит в сфере ЖКХ.
Одной из самых крупных статей энергопотребления в отрасли ЖКХ являются затраты электрической энергии на нужды освещения. По данным министерства энергетики, на освещение в России ежегодно тратится более 100 млрд кВт-ч (более 12 % от общего потребления электроэнергии). Доля уличного освещения - 7 млрд кВт-ч [1]. Таким образом, даже незначительное снижение энергопотребления в данной области может принести значительный экономический эффект.
Электрические линии - самые многочисленные и имеются практически везде, где живет и работает человек [2]. Именно поэтому в данной работе рассматривается управление уличным освещением именно по питающей сети. PLC является проверенной, устоявшейся и признанной технологией, которая позволяет передавать данные с узкополосной или широкополосной скоростью через электрические кабели, уже установленные в зданиях или на улице. Управление по питающей сети работает с помощью наложения моделированной несущей частоты на сигнал электросети. Самая простая PLC система состоит из передающего устройства, способного передать коммуникационный сигнал по линии электросети переменного тока (модуляция) и приемника, способного извлечь этот сигнал и создать коммуникационный уровень из него (демодуляция) [3]
Преимущества PLC:
- не нужно использовать лишние провода;
- мобильность;
- гибкость;
- легкость в установке и применении;
- стабильность;
- высокая скорость передачи данных.
Недостатки:
- сложность установки и качество передачи данных зависит от архитектуры электрической сети;
- мало стандартов и руководств;
- проблемы взаимодействия с различным оборудованием;
- высокая цена, рынок нуждается в развитии.
Целью данной выпускной квалификационной работы является создание интеллектуальной системы управления уличным освещением. Проанализировав все достоинства и недостатки разных методов обеспечения связи, было решено использовать управление освещением по питающей сети.
В первой главе приведены обоснования выбора PLC-технологии среди других. Приведен обзор существующих решений в данной отрасли, показаны ключевые аспекты проектирования систем.
Вторая глава посвящена подробному описанию структуры протокола обмена. Расписаны основные характеристики системы, показаны примеры команд с подробным объяснением.
В третьей главе рассчитана линия связи, даны рекомендации по подбору кабеля, обоснованы решения по установке структурных единиц системы.
на сигнал электросети. Самая простая PLC система состоит из передающего устройства, способного передать коммуникационный сигнал по линии электросети переменного тока (модуляция) и приемника, способного извлечь этот сигнал и создать коммуникационный уровень из него (демодуляция) [3]
Преимущества PLC:
- не нужно использовать лишние провода;
- мобильность;
- гибкость;
- легкость в установке и применении;
- стабильность;
- высокая скорость передачи данных.
Недостатки:
- сложность установки и качество передачи данных зависит от архитектуры электрической сети;
- мало стандартов и руководств;
- проблемы взаимодействия с различным оборудованием;
- высокая цена, рынок нуждается в развитии.
Целью данной выпускной квалификационной работы является создание интеллектуальной системы управления уличным освещением. Проанализировав все достоинства и недостатки разных методов обеспечения связи, было решено использовать управление освещением по питающей сети.
В первой главе приведены обоснования выбора PLC-технологии среди других. Приведен обзор существующих решений в данной отрасли, показаны ключевые аспекты проектирования систем.
Вторая глава посвящена подробному описанию структуры протокола обмена. Расписаны основные характеристики системы, показаны примеры команд с подробным объяснением.
В третьей главе рассчитана линия связи, даны рекомендации по подбору кабеля, обоснованы решения по установке структурных единиц системы.
Четвертая глава рассказывает о применении алгоритма Герцеля для эффективного вычисления значения одного частотного компонента, а именно передачи битов предложенного протокола обмена.
В данной работе была разработана интеллектуальная система управления уличным освещением по питающей сети. Благодаря анализу существующих решений в данной отрасли были выявлены основные требования к разработке. Система содержит двустороннюю связь для передачи команд и мониторинга неисправностей, не зависит от производителей конкретного оборудования/ Управление возможно при помощи распространенного интерфейса RS-485 с АРМ и аналогового сигнала 0-10 В. Благодаря возможности диммирования светильника и диагностике линии создается значительный экономический эффект данной системы. Был проведен расчет линии связи с рекомендацией по выбору кабеля и расположением устройств. Подробно расписан математический аппарат алгоритма Герцеля, который использует микроконтроллер для определения частоты посылок.
