人防工程自然光照明监控系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种人防工程自然光照明监控系统，具体涉及一种具有远程自动控制、自动调节亮度等功能的人防工程自然光照明监控系统。要解决的技术问题是现有的人防工程难以实现远程控制并达到好的节能效果。本实用新型包括PLC控制器、远程上位机和自然光照明系统，所述的PLC控制器包括AI模块和AO模块，PLC控制器通过通讯网络与远程上位机相连；所述的自然光照明系统包括导光管照明装置和调光装置，还包括照度传感器，所述的调光装置包括补光装置，所书的照度传感器与PLC控制器的AI模块连接。采用这样技术方案的本实用新型，节省日间照明消耗,通过远程控制，方便监控部门控制整个人防工程的照度。
【专利说明】
人防工程自然光照明监控系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种照明系统，具体涉及一种适用于人防的，具有远程自动控制、自动调节亮度等功能的人防工程自然光照明监控系统。
【背景技术】
[0002]当“低碳”成为建筑健康发展的内生力量时。节能建筑已不再是绿色建筑部品的简单“堆砌”，而是更多地凝聚优质元素组合的力量，越发呈现出合理节能系统、有效节能管理的重要性;人防工程也向节能建筑发展，而且现在的人防工程既考虑到战时防空的需要，又考虑到平时经济建设、城市建设和人民生活的需要，具有平战双重功能。目前的人防工程照明用电等均采用市政供电，且传统的门、窗等建筑物采光方式并不适合处于地下的人防建筑，现代的导光管照明部分解决了人防工程的照明并达到节能效果的问题，但是由于人防工程的特殊性，需要考虑战时的集中控制，并在断电的情况下实现并远程控制人防工程照明最基本问题，传统的人防工程照明难以实现远程控制并达到好的节能效果，也不能根据导光管所能达到的亮度调节室内照度，在对亮度要求底的休息室或对照度要求高的手术室等均不能做到实时调节，因此如何有效的监控人防工程的照明系统成为一个迫切需要解决的问题，且如果监控部门与被监控的人防工程地理位置较远，或者是战时难以进入人防建筑进行操作，则绿色能源难以实现有效控制。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型要解决的技术问题是现有的人防工程难以实现远程控制并达到好的节能效果，也不能根据自然亮度调节照度，提供一种可以实现远程和本地对照度的自动无极控制以达到好的节能效果的适用于人防控制的人防工程自然光照明监控系统。
[0004]为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案:一种人防工程自然光照明监控系统，包括PLC控制器、远程上位机和由PLC控制器控制的自然光照明系统，所述的PLC控制器包括CPU模块，与CPU模块相连的输入模块和输出模块，所述的输入模块为Al模块，所述的输出模块为AO模块，PLC控制器通过通讯网络与远程上位机相连;所述的自然光照明系统包括导光管照明装置和调光装置，还包括照度传感器，所述的调光装置包括补光装置，所述的导光管照明装置包括依次连接的采光装置、导光管和漫射器，所书的照度传感器与PLC控制器的Al模块连接。
[0005]所述的补光装置包括灯具，所述的灯具用电回路上设有调光模块，所述调光模块的输入端与PLC控制器的AO模块相连，输出端与灯具用电回路相连。
[0006]所述的采光装置为平板采光罩。
[0007]所述的导光管包括直管和弯管，，所述的弯管为任意角度弯管或软弯管。
[0008]所述的漫射器为排列整齐的小凹透镜组或阵列式螺纹透镜组。
[0009]所述的与PLC控制器相连还设有触摸屏，与远程上位机相连设有监视器和声光报敏翌
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[0010]采用上述技术方案的本实用新型把自然光捕捉并传导到日间需要照明的地方，使其洒满阳光，节省日间照明消耗。与市政电路或光伏发电系统结合使用，实现室内照明的无极控制，使人防工程向节能化发展，通过对照度的自动无极控制达到好的监控节能的效果；通过远程控制，方便监控部门控制整个人防工程的照度。
【附图说明】
[0011 ]图1是本实用新型控制系统结构示意图；
[0012]图2是本实用新型自然光照明系统结构示意图；
[0013]图3是本实用新型自然光照明系统调光模块接线结构示意图；
[0014]图4是本实用新型调光模块的输入电压与输出电流的对应关系图。
【具体实施方式】
[0015]如图1和图2所示，本实用新型包括PLC控制器1、远程上位机2和由PLC控制器I控制的自然光照明系统3，所述的PLC控制器I包括CPU模块，与CPU模块相连的输入模块和输出模块，所述的输入模块为Al模块9，所述的输出模块为AO模块10，PLC控制器I通过通讯网络与远程上位机2相连;所述的自然光照明系统3包括导光管照明装置31和调光装置，还包括照度传感器33，所述的调光装置包括遮光装置34和补光装置35，所述的导光管照明装置31包括依次连接的采光装置311、导光管312和漫射器313，所书的照度传感器33与PLC控制器I的Al模块连接。所述的PLC控制器包括CPU模块、Al模块和AO模块，CPU模块为PLC控制器的控制中枢，对Al模块的数据和状态进行一系列的处理后通过AO模块输出。导光管照明装置31的采光系统是通过安装在室外的采光装置311捕获室外的自然光，然后经过导光管312强化并高效传输后，由安装在室内的漫射器313将自然光均匀导入室内需要光线的任何地方。从黎明到黄昏，甚至是阴天或雨天，在照明要求不高的场合该照明系统导入室内的光线仍然能满足需要。
[0016]所述的补光装置35包括灯具351，所述的灯具351用电回路上设有调光模块，所述调光模块352的输入端与PLC控制器的AO模块相连，输出端与灯具351用电回路相连。所述的补光装置灯具设置在漫射器附近，用一个大灯罩355将灯具和漫射器罩在一起，从外观看为一个整体，在需要补光的情况下也看不出是多个光源，减少违和感，使室内照明系统更加美观。
[0017]除了补光装置，本新型还可以根据需要增设遮光装置，所述的遮光装置设置在漫射器底部，包括遮光片和用于控制遮光片开合的电机，所述电机用电回路的电机开关与PLC控制器的AO模块连接。打开时遮光片对漫射器光源起到遮蔽减弱的作用，电机可以根据用户需求，通过就地开关或者PLC控制器设定的时间表运行，控制小型电机遮光片，对室内光照度进行调节，一般用于需要调节亮度的会议室及休息室等。
[0018]所述的采光装置311为平板采光罩。平板采光罩采用高透光超白钢化玻璃材质、承重达40T，可以在表面做防滑设计，安装后做醒目标示，避免长时间重压和遮挡。在平板采光罩与光导管312连接处的墙体或地面上加装防雨装置，根据不同建筑屋面的防水需求选择不同的防雨装置。该实用新型采光装置也可以采用晶钻采光罩或半球形采光罩。
[0019]所述的导光管312包括直管321和弯管322，所述的弯管322为任意角度弯管或软弯管。任意角度弯管或软弯管的设计方便安装时根据建筑结构任意调整角度安装，将直管321延长保证即使在地面以下很深的位置也能使用导光管照明装置31。所述的导光管采用表面多层氧化或覆膜工艺的铝基材，具有耐腐蚀和高反射率的特点。导光管照明装置31中空密封，具有良好的隔热保温功能，使用导光管采光系统的建筑，可以降低80%以上的白天照明能耗，及10%以上的空调制冷消耗，大量减少二氧化碳的排放;系统实用寿命长，保守的使用寿命为25年以上;导光管采光系统的各部分材料均属绿色材质，可以回收利用，不会对环境造成任何影响。
[0020]导入室内的光为漫射自然光，全光谱，无频闪，无眩光，光照均匀，长期在这种环境下工作或学习对人眼和身心健康极为有利;采光罩表面带有UV介质，可隔绝90%以上的紫外线，不会对室内物品产生影响及光污染现象;导光管照明系统可达到RW37db的隔音效果，可有效降低工业厂房的噪音污染。
[0021]所述的漫射器313为排列整齐的小凹透镜组或阵列式螺纹透镜组。小凹透镜组不产生分光现象，散射效果好，可二次成型，加工成半球形或异形清洁方便，不易刮花;螺纹透镜组直射阳光强时，导光管越短分光越明显可产生七彩虹现象，多用于装饰要求高的公共场合。
[0022]所述的与PLC控制器I相连还设有触摸屏6，触摸屏通过通讯接口与PLC控制器连接;与远程上位机2相连设有监视器7和声光报警器8。触摸屏的设计便于在当地对PLC控制器的照明补光或遮光的时间表进行设定，达到更好的远程及节能效果;通过监视器对照明系统进行监控，当发生故障时，声光报警器对照明电路的故障电路进行报警;声光报警器如果设在PLC控制器上，需要在PLC控制器上增加DO输出模块，这就增加了设备成本，本新型采用声光报警器与远程上位机相连，可以将声光报警直接传输给远程控制人员，便于远程控制人员实时监控照明回路运行情况，降低设备成本达到了远程监控的效果。
[0023]所述的调光模块的调整伏数为1-10V。调光模块的输入电压与输出电流的对应关系如图4所示。所述的PLC控制器通过中间继电器控制照明回路。所述的照明回路的灯具为LED灯具。所述的PLC控制器为S7-200 smart系列的PLC控制器。该系列的控制器能够满足时间表设定能需要。
[0024]在PLC控制器上设定补光、遮光时间表和照度值，补光装置和遮光装置按照所设的时间表运行，照明时间表设定可以在远程上位机上设定也可以在本地触摸屏上进行设定。PLC控制器通过中间继电器实现对每一路补光装置和遮光装置时间表控制。时间表的设定配合照度传感器的使用，在时间表的运行时间内根据照度传感器实测的照度值调整调光模块的输出电压，减少不必要的浪费，起到节能的最好效果。
[0025]在需要补光的情况下，照度传感器把实测照度值送到PLC控制器，PLC控制器按实测照度值和设定照度值对比，输出电压控制补光灯具用电回路。每一路灯具用电回路上安装有调光模块型号为PE45AA-45W-1-10V-LED，具体接线图如3所示，调光模块输入端的1-1OV电压信号由PLC控制器的输出端提供，通过输入电压的变化使输出电流的大小发生相应变化，从而实现对亮度的调节。输入端电压的大小是可由每一路安装的照度传感器的实测照度值与PLC控制器上设定的照度值来设定。在手动状态下时，输入电压的大小与触摸屏上的设定的照度值保持一致，在自动状态下时，输入电压的大小与照度传感器的检测值成反比关系，即当照度传感器检测值越大时，输入电压越小，照度传感器检测值越小时，输入电压越大，从而实现对照度的自动无极控制。
[0026]PLC控制器与远程上位机通过通讯网络相连，远程上位机采用统一的人机界面，使用EMS2000组态软件二次编程，实现控制的可视化与显示，自然光照明系统的遮光和补光装置通过组态的变量字典一方面与PLC控制器通讯，一方面与数据库通讯，实现数据的存储、交换和控制。数据库采用微软的Access。可以实现如下功能:
[0027]①全功能:完善而严密的用户帐号和权限管理，操作历史记录。用户权限管理的机制是将用户区分为不同的角色，同一角色的用户拥有相同的权限。用户级别有数量限制，同一级用户的数量没有限制；
[0028]②数据处理:可以存储系统的各类历史数据，数据的时间分辨率短，支持各种数据分析，能自动生成日报表、月报表、报警打印，供管理者使用；
[0029]③报警处理:使用者可以任意安排警报处理计划。在报警信号产生时，系统自动记录报警的产生时间，和报警的具体内容。同时也可以提供讯响报警和语音报警。报告以文字、图表、曲线多种形式表示各设备状况，便于操作者管理；
[0030]④远程协助:远程访问允许在异地的调试人员使用PC机，通过控制系统提供的远程访问服务直接进入系统进行调试；
[0031 ]⑤实现远程数据采集及通信功能，实现软件模块化。
[0032]本新型除了适用于人防工程外，同样适用于其它需要集中远程控制的节能公共建筑，众所周知，公共建筑对室内的采光要求首先是舒适性，而且对室内照度的要求因不同的建筑功用而不同。而且公共建筑的采光很大时间段是集中在白天的(如展览馆，室内体育及教育类场所，商业中心等)。导光管采光系统能很好满足这类不同功用型建筑物的需求特点:第一，导光管导入室内的是自然冷光源、无频闪，大部分的热量和紫外线都被隔离在外，在装有导光系统的室内，感受到的是柔和的阳光，时间再长也不会让人眼感觉不适;第二，进入室内的照度可以根据建筑物内物品的陈设要求进行调整，非常适合用于各种高档展厅，柔和的光线对其内部的展品有很好的保护作用，而且在自然的光线下更能看清展品的纹理而不会产生色差。
[0033]对地下停车系统也同样适用，由于地下停车系统对照明的要求是24小时不间断的，一般照度要求在50-751X就可以满足使用。导光系统在地下空间的适用度上具有无与伦比的高匹配性:首先，导光系统进入地下室的光是室外光的过滤，柔和舒适，使进出车库的驾驶人员感受到的都是太阳光，能很好适应照度的改变，提高了在地下车库的行车安全性;其次，导光管系统的安装位置灵活度大，可因停车场地面的建筑物分布而定。无论采光罩有无阳光直射，即便采光罩置身于茂密的植被之中，导入地下的光线依然明亮。
【主权项】
1.一种人防工程自然光照明监控系统，其特征在于:包括PLC控制器(1)、远程上位机(2 )和由PLC控制器(I)控制的自然光照明系统(3 )，所述的PLC控制器(I)包括CPU模块，与C P U模块相连的输入模块和输出模块，所述的输入模块为AI模块(9 )，所述的输出模块为A O模块(10)，PLC控制器(I)通过通讯网络与远程上位机(2)相连;所述的自然光照明系统(3)包括导光管照明装置(31)和调光装置，还包括照度传感器(33)，所述的调光装置包括补光装置(35)，所述的导光管照明装置(31)包括依次连接的采光装置(311)、导光管(312)和漫射器(313)，所述的照度传感器(33)与PLC控制器(I)的Al模块连接。2.根据权利要求1所述的人防工程自然光照明监控系统，其特征在于:所述的补光装置(35 )包括灯具(351 )，所述的灯具(351)用电回路上设有调光模块，所述调光模块(352 )的输入端与PLC控制器的AO模块相连，输出端与灯具(351)用电回路相连。3.根据权利要求1所述的人防工程自然光照明监控系统，其特征在于:所述的采光装置(311)为平板采光罩。4.根据权利要求1所述的人防工程自然光照明监控系统，其特征在于:所述的导光管(312)包括直管(321)和弯管(322)，所述的弯管(322)为任意角度弯管或软弯管。5.根据权利要求1所述的人防工程自然光照明监控系统，其特征在于:所述的漫射器(313)为排列整齐的小凹透镜组或阵列式螺纹透镜组。6.根据权利要求1所述的人防工程自然光照明监控系统，其特征在于:所述的与PLC控制器(I)相连还设有触摸屏(6)，与远程上位机(2)相连设有监视器(7)和声光报警器(8)。
【文档编号】H05B37/02GK205510496SQ201620127991
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年2月19日
【发明人】吴爱民, 王巍, 刘飞, 高永红, 欧阳科峰, 翟玉红, 李辛, 郭书铨
【申请人】中国人民解放军总参谋部工程兵科研三所