Файл: Курсовой проект асу наружным освещением кп. А320. 04. Мдк. 02. 02. 00. Пз выполнил студент 3 курса, группы А320.doc

Государственное втономное профессиональное образовательное учреждение 
Чувашской Республики «Межрегиональный центр компетенций –
 Чебоксарский электромеханический колледж» Министерства образования и 
молодежной политики Чувашской Республики


Дисциплина / МДК

02.02 Испытание модели элементов систем автоматизации в

реальных условиях и их оптимизация

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

АСУ наружным освещением
_{КП.А3-20.04.МДК.02.02.00.ПЗ}

Выполнил студент 3 курса, группы А3-20




Васильев Даниил Ильич

^{(Фамилия И. О.)
(подпись) (чч.мм.гггг)}

Преподаватель Данилова С.Ф.

^{(Фамилия И. О.)}

Защищен

^{(чч.мм.гггг)}

с оценкой
Подпись

^{(подпись) (расшифровка подписи)}
2023

С ОДЕРЖАНИЕ

Введение 3

1.Описание и анализ системы наружного освещения 4

1.1 Назначение и техническая характеристика системы 4

1.2 Описание основного оборудования. 6

1.3 Описание схемы управления наружного освещения 7

2. Описание функциональной структуры АСУ наружного освещения 8

3. Информационное обеспечение 10

4. Разработка технической структуры 16

5. Выбор и обоснование комплекса технических средств 21

6. Эффективность системы 28

7. Проведение испытательных мероприятий 31

Заключение 44

Список используемых источников 45

Приложение А – Распределительная схема управления системой 39

ВВЕДЕНИЕ

Автоматизация систем управления уличного освещения является актуальной задачей нашего времени. Это позволяет перейти на качественно новый уровень управления энергоресурсами, и, как следствие, сокращает энергозатраты и эксплуатационные расходы. Анализ текущего состояния энергетических хозяйств сетей наружного освещения показал, что подавляющее большинство систем освещения собраны на основе комплектующих элементов старого типа, управление уличным освещением, в лучшем случае, осуществляется от электронных реле-часов не привязанных к 

---

астрономическому времени данной местности, что приводит к несвоевременному включению и выключению системы и как следствие увеличение расхода электроэнергии. Как правило, отсутствует возможность дистанционного управления, а также практически везде отсутствует автоматический контроль за состоянием линий освещения.

Уличное освещение является одним из основных потребителей электроэнергии, поэтому энергоэффективное управление является одной из важнейших задач в этой области. Свет на улицах должен гореть в нужное время и при любых обстоятельствах, поэтому необходимо обеспечивать безаварийную работу и диспетчеризацию системы освещения. Необходимо знать, сколько ламп перегорело, есть ли электричество на вводе в подстанцию, получать информацию об обрывах линий питания, оперативно реагировать на нештатные ситуации и вовремя проводить необходимое техническое обслуживание.

Цель курсового проекта: изучить систему автоматизации наружного

освещения.

Задачи курсового проектирования:

1. 
   Изучение технического описания системы наружного освещения;
   
2. 
   Изучить комплектацию наружного освещения;
   
3. 
   Изучение альтернативных вариантов автоматизации
   

1 Описание и анализ системы наружного освещения.

1.1 Назначение и техническая характеристика системы.

Автоматизированная система управления наружного освещения (далее АСУНО) позволяет организовать централизованное дистанционное управление наружным освещением. 

Система управления наружным освещением на базе контроллера позволяет:

• 
  Управлять наружным освещением по заданным алгоритмам (по расписанию, в ручном режиме с диспетчерского пункта).
  
• 
  Осуществлять учет потребления электроэнергии.
  
• 
  Отображать состояние системы освещения в реальном времени.
  
• 
  Оперативно уведомлять персонал об аварийных ситуациях.
  
• 
  Контролировать параметры энергопотребления.
  
• 
  Вести архивы событий.
  

Таблица 1.1 - Условия эксплуатации у данной системы следующие:

Наименование	Значение
Эксплуатационный срок службы	10 лет
Цветовая температура	– 2700 °К – 3000 °К
Температура эксплуатации светильника	-40….+60 С
Защиты блока питания или отсека для его установки	не ниже IP65
Степень защиты оптического отсека	не ниже IP65
Напряжение питания	160-274 В

---

АСУНО предназначена для:

- постоянного централизованного автоматического контроля и управления сетью городского освещения в соответствии с заданным годовым графиком освещения;

- организации дистанционного учета потребленной электроэнергии с использованием многофункциональных микропроцессорных счетчиков;

- экономии электроэнергии на освещение улиц за счет реализации режима ночного частичного освещения;

- дистанционного пофазного управления включением и отключением уличного освещения с центрального диспетчерского пункта и на объекте;

- защиты силовых линий от короткого замыкания;

- контроля токов и напряжений в фазах сетей уличного освещения;

- отображения текущего состояния линий освещения;

-
ведения архивов с заданной глубиной в удобной для анализа форме.

1.2 Описание основного оборудования.

Рисунок 1.2 – Внешний вид светильника ДКУ УРАЛ - СП 50 ПРФ Вт ШБ

В качестве основного оборудования используется отечественный производитель - ПАО Уральский светотехнический завод (дку урал – сп ф 50вт ШБ). Характеристики данного светильника указанны в таблице 1.2.
Таблица 1.2 Характеристики светильника ДКУ УРАЛ - СП 50 ПРФ Вт ШБ

Наименование	Значение
Световой поток	7095 Лм
Цветовая температура	4000 К
Рабочая температура	40С° до + 60С°

Продолжение таблицы 1.2

Наименование	Значение
Мощность	35 Вт
Степень защиты	не ниже IP67
Угол рассеивания	160 градусов

Светильник защищен от сбоев в работе основного ящика управления. Если автомат или любой выключатель освещения не сработает, то светильник отключиться сам за счет встроенного фотореле

---

Оборудование имеет грозозащиту, защиту от 380W, защиту от влаги и пыли, фотореле “День-Ночь”, а так же площадь освещения 110м²

1.3 Описание схемы управления наружного освещения .

Для управления наружным освещением используют различные варианты схем. Сегодня вам хочу представить универсальную схему включения/отключения наружным освещением, которую можно применять практически всегда, внося минимальные изменения.

Любая нормальная схема управления наружным освещением должна иметь 3 режима работы:

• 
  ручной режим;
  
• 
  дистанционный режим;
  
• 
  автоматический режим.
  

Одна из таких схем указана на рисунке 1.3.

Рисунок 1.3 – Универсальная типовая схема наружным освещением
Рассмотрим назначение всех коммутационных аппаратов и изделий.

QF –  автоматический выключатель, который предназначен для защиты цепей управления.

KM1 – электромагнитный контактор, который необходим для коммутации силовой цепи (включения/отключения наружного освещения).

KT1 – астрономический таймер либо фотореле, которые управляют освещением в зависимости от времени суток или освещенности.

SA1 – кулачковый переключатель выбора режима работы схемы управления.

SB1 – кнопка «Стоп» с размыкающим контактом без фиксации для отключения наружного освещения в ручном режиме.

SB2 – кнопка «Пуск» с замыкающим контактом без фиксации для включения наружного освещения в ручном режиме.

Схема работает очень просто. Изначально необходимо выбрать необходимый режим работы. В ручном режиме освещение включается и отключается кнопками «Пуск» и «Стоп», которые могут быть установлены на шкафу управления либо вынесены на пост охраны. В дистанционном режиме для управления освещением требуется «сухой контакт» от внешнего устройства. В автоматическом режиме управление осуществляется за счет реле (фотореле, астрономического таймера).

2 Описание функциональной структуры АСУ наружного освещения.

Основным узлом АСУ наружного освещения является ящик управления освещением, который содержит в себе контроллер. В качестве канала связи между ответственным за освещением и оборудованием контролируемого пункта (далее КП) может использоваться любой из доступных каналов – проводных и беспроводных, но чаще всего используется GPRS. Кроме возможностей связи с узлами системы контроллер КП также осуществляет сбор метрологической информации с различных узлов схемы(счетчик электроэнергии, контроллер ввода, фотореле) и обеспечивает возможность реализации различных режимов управления осветительной сети.

---

В АСУ используется электронный пускорегулирующий аппарат (ЭПРА) в качестве устройства контролирующего и управляющего лампой светильника, это позволяет существенно расширить возможности АСУ наружного освещения . В частности появляется возможность по-лампового контроля и управления состоянием осветительной сети, что обеспечивает максимально эффективное использование ресурсов осветительной сети с возможностью поддержания ее в 100% готовности к эксплуатации. Контроль освещения может быть местным либо дистанционным (с мобильного устройства). Система сбора информации это датчики освещенности, фотореле.

В базе данных может хранится программа если управление освещением программное (по расписанию).

Система обработки и анализа информации, а так же система формирования выходной информации является ПЛК (программируемый логический контроллер)

Р
(ЯУО)

аспределительная схема управления представлена на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3 – Распределительная схема управления АСУНО
3 Информационное обеспечение АСУНО

Для передачи данных используется интерфейс RS-485 который обеспечивает обмен данными между несколькими устройствами по одной двухпроводной линии связи в полудуплексном режиме. 

В данной системе используется RS-485 - стандарт физического уровня для асинхронного интерфейса. Стандарт стал основой для создания целого семейства промышленных сетей, широко используемых в промышленной автоматизации.

В системе используется кабель витая пара 5bites FS5525-305BE

Рисунок 3 - Внешний вид кабеля 5bites

Данный кабель включает в себя 4 одножильные пары с медным проводником и относится к FTP-типу и категории 5e. Толщина жилы не превышает 0.51 мм.

Стандарт предназначен для передачи информации с верхнего уровня на средний, так же в системе используется промышленная сеть ZigBee.

ZigBee предназначена для обмена информацией между объектом управления и управляющим устройством.

Передача данных осуществляется с помощью дифференциальных сигналов. Разница напряжений между проводниками одной полярности означает логическую единицу, разница другой полярности — ноль.

---