курсовой проект отправка. Тестирование Модели системы автоматического управления уличным освещением
 Скачать 2.39 Mb.
|
|
Департамент образования и науки Тюменской области Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение Тюменской области «Тюменский колледж производственных и социальных технологий» КУРСОВАЯ РАБОТА по дисциплине (профессиональному модулю): ПМ.01. Осуществление сборки и апробации моделей элементов систем автоматизации с учётом специфики технологических процессов МДК.01.02 Тестирование разработанной модели элементов систем автоматизации с формированием пакета технической документации на тему: Тестирование Модели системы автоматического управления уличным освещением специальность: 15.02.14 Оснащение средствами автоматизации технологических процессов и производств (по отраслям) Работу выполнил: обучающийся АТ-20-1 группы _____________И.Е.Кириллов подпись ФИО Руководитель ___________В.А.Плесовских подпись ФИО Оценка «_________» Дата___________ Тюмень,2022 Департамент образования и науки Тюменской области Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение Тюменской области «Тюменский колледж производственных и социальных технологий» ЗАДАНИЕ на курсовую работу по дисциплине (профессиональному модулю): ПМ.01. Осуществление сборки и апробации моделей элементов систем автоматизации с учётом специфики технологических процессов МДК.01.02 Тестирование разработанной модели элементов систем автоматизации с формированием пакета технической документации обучающийся: специальность: 15.02.14 Оснащение средствами автоматизации технологических процессов и производств (по отраслям) группа: АТ-20-1 тема: тестирование системы управления уличным освещением Системы автоматического управления уличным освещением обычно работают под управлением зонального контроллера или сервера. В зависимости от алгоритма управления, контроллер формирует сигнал, например, включения группы уличных фонарей. Для передачи этого сигнала на исполнительные устройства (обычно электронные балласты ламп уличных фонарей) используются следующие средства: слаботочные сигнальные линии (витые пары, RS-485, Ethernet и т.д.); радиоканал; GSM-канал; передача сигнала по силовому кабелю. Таблица 1.2 - Сравнение способов передачи сигналов управления
.6.1 Использование фотореле Фотореле предназначено для включения и выключения освещения при изменении интенсивности дневного освещения. Широкий диапазон настройки чувствительности позволяет использовать фотореле для управления уличным освещением. Светочувствительное фотореле используется для экономии электроэнергии. Фотоэлектронный датчик реагирует на освещение окружающей среды с наступлением сумерек. Фотоблок начинает разогрев ламп с наступлением сумеречного времени, и при изменении освещенности напряжение на выходе прибора увеличивается. С наступлением рассвета напряжение на выходе падает, и прибор входит в режим ожидания сумеречного времени. Не требует регулировки освещенности. Микропроцессорное управление позволяет стабилизировать выходное напряжение, предотвращая скачки переменного тока. Использование фотореле позволяет организовать дешёвую систему управления уличным освещением. Однако датчики, используемые в фотореле, чувствительны к загрязнению. Также они требуют очень точной настройки. Если неправильно расположить датчик, то с заходом солнца его может закрыть тень от стоящих рядом деревьев, домов, рекламных щитов и так далее. В связи с этим освещение включится преждевременно. Важно помнить использовать фотореле, с внешним датчиком, можно на достаточно открытой местности. На рисунке 1.4 показано фотореле отечественного производства. Достоинства: небольшие размеры и масса прибора, низкая потребляемая от сети мощность, герметичный сенсор с проводом 2 метра. Недостатки: невысокий уровень защищённости прибора.  Рисунок 1.4 Фотореле ФР-16А Технические характеристики: номинальное напряжение сети - 220 Вольт (В); номинальная частота - 50 Герц (Гц); коммутируемый ток не более - 15 Ампер (А), на размыкание не более - 5А; задержка включения/выключения 5/15 секунд; мощность, потребляемая от сети не более - 0,4 Вт; габаритные размеры - 18/65/90 миллиметров (мм); степень защиты - IP 20; масса - 90 грамм (г); интервал рабочих температур от -40 0С до +40 0С.  Рисунок 1.5 Схема расположения светильников под управлением фотореле .6.2 Использование GSM - модема Современные системы автоматического управления уличным освещением с использованием GSM - модема строят по трехуровневой архитектуре: Блок непосредственного управления лампой или группой ламп в фонаре уличного освещения Шкаф зонального уровня управления (улица или квартал) Центральный сервер территории В такой системе любую лампу можно включить или выключить сигналом с центрального сервера. Это достигается применением блоков непосредственного управления лампой. Расплата за подобные удобства - высокая стоимостью аппаратной части. Система индивидуального управления каждой лампой по GSM-каналу на практике не применяется из-за высокой стоимости GSM-модемов и необходимости установки индивидуальных SIM-карт в каждый блок и последующего учета расходов. Поэтому GSM-канал используют только на уровне зонального шкафа управления. Трехуровневый принцип построения систем управления освещением распространяется не только на методы дистанционного управления включением или выключением отдельных ламп, но и на функциональные возможности системы. Индивидуальное управление с помощью интеллектуальных ЭБ; Зональное управление освещением с дистанционным регулированием мощности; Зональное управление освещением с телеметрией.  Рисунок 1.6 Схема управления уличным освещением с помощью GSM-канала  1.6.3 Использование GPS приёмников Интересный метод управления уличным освещением в соответствии с наружным уровнем освещенности предложила корейская фирма Stwol. Вместо фотодатчика применили встроенный GPS-приемник и вычислительное устройство. Зная координаты географического местоположения контроллера уличного освещения и астрономическое время, получаемое со спутников системы глобального позиционирования, вычислитель определяет точное время захода и восхода солнца. Контроллер включает освещение за 15 минут до наступления сумерек (момента, когда центр солнца находится под 6° над горизонтом) и выключает освещение через 10 минут после восхода солнца в данной точке земного шара. Очевидно, что данная система нечувствительна к оптическому загрязнению и неточной калибровке фотодатчиков. 2 ОБОРУДОВАНИЕ И ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ .1 Светодиодные светильники Разнообразные светодиодные светильники являются радикально новым типом осветительных приборов, представляющих собой фактически переориентацию от лампы как источника света к транзистору. Полупроводниковый светодиод в светодиодных светильниках преобразует энергию электрического тока в световую. Технологией будущего светодиодные светильники называются благодаря экономичному расходу электроэнергии. Один мощный светодиодный светильник потребляет 12-15 Вт. Благодаря высокому КПД и отсутствию инфракрасного излучения любые светодиодные светильники во время работы практически не нагреваются. Существующие ныне светодиодные светильники состоят из десятков, а иногда из сотен светодиодов. Качество цветного света - пока ещё непревзойденное достижение светодиодных технологий. Принципиальным отличием светодиодных светильников от всех остальных является их беспрецедентно большой срок службы (до 100 000 часов). .1.1 Сравнение ламповых и светодиодных светильников Таблица 2.1 - Сравнение ламповых и светодиодных светильников
Вывод: при изначально высокой цене светодиодного светильника, светильники светодиодные (СД) имеют очень короткий срок окупаемости. Это связано, в первую очередь, с низким электропотреблением и долгим сроком службы энергосберегющего светодиодного светильника. Также светильники типа СД имеют ряд других преимуществ, в сравнении с обычными ламповыми светильниками, такие как устойчивость к перепадам напряжения и температуры, хорошая защита от попадания в светильник грязи или воды, небольшой вес, отсутствие затрат на обслуживание в течение всего срока службы и другие. .1.2 Светодиодный уличный светильник SVETECO-96/13248/160/Ш Многофункциональный уличный светодиодный светильник SVETECO-96/13248/160/Ш, СВЕТЕКО-96/13248/160/Ш для освещения автомобильных дорог, городских улиц, парков, а также территории предприятий. Предназначен для замены уличных светильников ЖКУ-400. Модель SVETECO 96/13248/160/Ш является на данный момент самым оптимальным вариантом для освещения автомагистралей, обладая «правильной» широкой уличной диаграммой (с шагом установки опор освещения 40 метров) и равномерно освещая проезжую часть.  Рисунок 2.1 Светодиодный уличный светильник SVETECO-96 Технические характеристики: питание от сети переменного тока: напряжением (220 ± 22); частотой (50 ± 2) Гц; защита от перенапряжения: до 1000 Вольт; потребляемая мощность: 160 Вт ; светоотдача с одного светодиода: 138 Люмен (Лм); количество светодиодов: 96 шт; световой поток: 13248 Лм; температура свечения: 5000-5500 К; габаритные размеры ВхДхШ: 120х519х360 мм; масса: 12.5 кг; степень защиты: IP67; рабочая температура: от -63 до +60°С. Конструкция Цельнометаллический алюминиевый профиль с защитным штампованным кожухом из листовой стали. Алюминиевый корпус светильника с высокой площадью теплоотвода, позволяет обеспечить комфортный температурный режим работы светодиодов и электронных компонентов, что обеспечивает непревзойденный режим работы в 70 000 часов (20 лет). Система вторичной оптики S-optics позволяет правильно направить световой поток на освещаемую поверхность. В светильниках Sveteco 96 применяется широкая уличная диаграмма. При этом не тратится лишняя энергия на освещение не нужных зон. На автотрассе применение светильников Sveteco 96 со вторичной оптикой позволяет добиться равномерной засветки дорожного полотна: светло под светильником и темно между опорами. Источник питания (драйвер) В драйвере нового поколения применен корректор коэффициента мощности, что позволяет более эффективно использовать энергию сети. В противном случае необходимо закладывать в проекты более мощные трансформаторные подстанции. Светодиодный источник питания - Драйвер имеет четырехступенчатую систему защиты от аномального напряжения сети и позволяет защитить светильник от бросков напряжения до 1000 Вольт (опционально): ступень. Электронный самовосстанавливающийся предохранитель. ступень. TVS диод защищает от перенапряжения сети ограничивая выброс напряжения до безопасного. ступень. Электронный блок высоковольтной защиты. В случае выхода за пределы питающего напряжения, блок отключает драйвер от сети, спасая от выхода из строя светильник и всего элементы. Как только напряжение в сети стабилизируется, электронный блок снова включает светильник. ступень. Система гальванической развязки. Позволяет защитить светодиоды от перегорания в случае выхода из строя источника питания. 2.1.3 Уличный светильник ТЭС 80 Светильник ТЭС 80 предназначен для освещения улиц, дорог, площадей, дворов, складов, производств и территорий. Является заменой традиционных светильников. Потребляемая мощность от сети 220 Вольт 0-50 Гц, не более, 90 Вт. Незаменим в местах, где требуется экономия электроэнергии и высокая надежность. У светильника отсутствует стробоскопический эффект, сила света не меняется во всем диапазоне питающих напряжений. Время выхода на рабочий режим 1 секунда, что позволяет создавать интеллектуальные системы энергосберегающего освещения с использованием датчиков освещённости и движения. Предусмотрен канал дистанционного управления включением или выключением светильника, а так же управлением мощности в диапазоне 7 - 100%. Светильник крепится консольно, на стены и столбы, с посадочным диаметром трубы до 55 мм. Для установки светильников вместо традиционных не требуется переоборудования посадочных мест. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||