集中供电式LED灯塔、灯桥照明控制系统的制作方法

本实用新型涉及一种照明控制系统，尤其是一种集中供电式LED灯塔、灯桥照明控制系统，属于公共照明技术领域。

背景技术：

随着交通的高速发展，灯塔、灯桥成为交通照明的设备，最初灯塔、灯桥灯具采用高压钠灯，高压钠灯造价低，但是其存在显色性差、照度均匀度分布不均、启动时间长、系统功耗大、光线利用率差等缺陷，伴随着技术的进步，现有灯塔、灯桥灯具采用LED灯，相对于高压钠灯而言，具备光效高，能耗低、使用寿命长、显色性好、快速启动、便于光学设计、结构牢固、低碳环保等优势，目前以逐渐的替代传统的高压钠灯进入了实用阶段。

但是目前灯塔、灯桥的控制系统均采用非集中控制系统，均由人工现场操作，控制方式为可近控，亦可分半夜灯、全夜灯、时控等多种控制方式，一般是通过配电柜中的时间控制器来进行日常开灯、操作。

但是，在天气突变的时候，不能根据现场的环境，进行智能的开关灯操作，比如突发自然灾害需要提前、延迟或随时开启路灯的时候，没有办法及时响应；节令的更替时不能及时修改程序时，致使亮灯时间不能合理的调整，造成用电浪费，需要安排人员定期到现场调整开关灯的时间，不能远程操作，增加工作的人员的工作量，造成效率低；另外现有的控制系统还无法提供回路的实时的用电量，不能掌控每个回路的用电量情况，从而不能有效的调整电量分配，完成既定的节能目标。

为了克服现有的配电柜通过时间控制器来进行日常的开灯、关灯操作，不能根据现场的环境进行智能的开关灯操作。根据日照时间的不同，需要定期安排人员到现场调整开关灯的时间。因为不能远程操作因此必须要到现场才可以进行。路程远、效率低。其他突发自然灾害等重要事件，需要提前、延迟或随时开启路灯的时候，没有办法及时响应。无法提供回路的实时的用电量，不能掌控每个回路的用电量情况，从而不能有效的调整电量分配，完成既定的节能目标。

因此，急需设计一种控制系统，既能实现调光功能，还能实现远程操控，避免浪费人力物力，实现合理的电量分配节约资源。

技术实现要素：

本实用新型需要解决的技术问题是提供一种集中供电式LED灯塔灯桥的照明控制系统，能够对灯塔灯桥实行远程控制，实时监测、显示各回路的状态，根据现场的实际情况对电力系统记性管理和控制，实现电量的合理分配，节约人力物力资源，智能化程度高。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种集中供电式LED灯塔、灯桥照明控制系统，包括集中供电模块、用于调节集中供电模块灯光亮度的调光模块、用于控制调光模块的智能控制模块；

集中供电模块包括通过配电线路与变压器的输出端电连接的高压直流集中电源、与高压直流集中电源的直流输出端耦合调光信号后电连接的若干直流驱动电源、与一个直流驱动电源串联的LED灯具；

调光模块对应设置在高压直流集中电源与每个LED灯具内，或者设置在每个LED灯具内；

智能控制模块包括通过网络接口与高压直流集中电源连接的监控中心、与监控中心连接的监控终端，监控中心与调光模块通信连接，监控终端与智能设备无线连接。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：高压直流集中电源包括若干个并联的AC/DC电源模块、与监控中心通信连接的网络接口，直流驱动电源包括DC/DC驱动电源模块，所有AC/DC电源模块的输入端均与变压器输出端连接，一个AC/DC电源模块的输出端与若干个DC/DC驱动电源模块输入端电连接，一个DC/DC驱动电源模块输出端串联一个LED灯具。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：DC/DC驱动电源模块设置在LED灯具内。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：调光模块采用电力载波通信方式，调光模块包括设置在高压直流集中电源内的用于接收和反馈所有LED灯具运行状态的集中控制器、设置在每个LED灯具内的与集中控制器通信连接的单灯控制器，集中控制器连接高压直流集中电源的AC/DC电源模块的直流线，集中控制器通过网络与监控中心通信连接；单灯控制器的输入端连接AC/DC电源模块的直流线、单灯控制器的输出端连接DC/DC驱动电源模块的调光线。也就是LED灯具内设有与DC/DC驱动电源模块连接的单灯控制器，高压直流集中电源内设有集中控制器，单灯控制器通过电力载波与高压直流集中电源内的集中控制器通信连接。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：调光模块采用控制电路方式，调光模块包括设置在每个LED灯具内的与DC/DC驱动电源模块的调光线电连接的调光电路，调光电路通过网络接口与监控中心通信连接。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：调光电路为定时调光电路。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：调光模块采用信号传感方式，调光模块包括设置在每个LED灯具内的与DC/DC驱动电源模块的调光线电连接的信号传感器、设置在高压直流集中电源内的与AC/DC电源模块的直流线连接的传感器处理器，信号传感器与传感器处理器通信连接，传感器处理器与监控中心通信连接。传感器处理器用于控制信号传感器的调光信号。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：信号传感器为光敏传感器。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：网络接口使用的网络为Internet、2G、3G、4G、GPRS的任一种。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：监控终端为监控器或监控大屏，智能设备包括手机、笔记本电脑、智能手环的一种或多种。

由于采用了上述技术方案，本实用新型取得的技术进步是：该控制系统，通过智能控制模块、调光模块和集中供电模块的依次控制，尤其能改善对公共照明回路进行远程控制，自动化程度高，便于进行集中控制，提高工人操作便利性。并能够实时监测、显示各回路的状态，当出现紧急情况时使用者也可以通过其中的总开关打开所有LED灯具。

本系统采用了直流供电：利用AC/DC电源模块完成AC/DC转换，由多个AC/DC电源模块实现N+M热备份，自主均流方式运行。监控中心采用云服务器，确保系统稳定性和访问速度。采用B/S的架构模式，数据库采用MYSQL大型高效开源数据库方案，并支持移动设备（智能手机）远程控制、查询。

本系统根据不同类型的控制要求支持：经纬度控制、时控经纬度结合光控、时控结合光控等，等多种相结合的控制方案，自动、手动、遥控开/关终端，或按需开关；系统支持现多种异常状态的主动报警功能。当采集的电流、电压超过设定阀值或亮灯率过低时能自动报警；当白天亮灯或晚上熄灯时自动报警；当发生外人打开强电控制箱门时能自动报警；当供电线路停电、缺相时能自动报警。

调光模块中的集中控制器内部嵌有相关软件及驱动程序，通过多种接口和协议（如TCP/IP）与上位机连接，以适应不同应用需求，集中控制器具有漏电报警功能（需外接零序互感器）；具备终端故障、灯具故障等报警。系统（上位机、集中控制器）支持远程升级，支持智能电表远程抄表功能。集中控制器具备三相供电能力，并且配有不间断电源，具有断电运行和报警功能，且可对不间断电源自动充电、过放电保护。同时，通过电力线对所属控制节点进行管理和控制，无需额外敷设线缆。

1）高可靠性：AC/DC电源模块的直流母线采用N+M模块冗余供电，AC/DC电源模块采用热插拔技术，即使有模块出现故障，也可以保证不间断供电，提高了系统供电的可靠性，LED灯具上只有一个DC/DC恒流源，可靠性高，寿命长。

2）高效率：传统的LED投光灯驱动电源效率在90%左右，直流整流模块效率大于95%；高压直流集中电源系统可以实现N+M冗余模块的休眠功能，可以保证在各种负载条件下都保持很高的效率。

3）施工工程简单：设有的调光模块，设有的单灯控制器，利用电力载波通信方式与高压直流集中电源的集中控制器通信，通过对DC/DC电源控制，实现LED灯的开关控制，亮度调节等功能；使用电力载波方式，系统将调光信号直接耦合在供电线缆上，无需给每盏LED灯具敷设控制线缆，从而大大简化了整个施工工程，降低了建设成本，同时还具备对路灯开关状态、故障状态，输出电压、输出电流等状态的检测功能。而且调光模块有多种施工方式，如可以为将调光电路做成单片机接入每个LED灯具，或者可以采用传感器方式，如光敏传感器，便于实际应用选择。

4）运营成本低：高效率、高功率因数减少了交流电网的运营费用；热备份、高可靠性减少了设备的日常维护费用；驱动电源更长寿命使用成本更低。

5）设有的智能控制模块，可以直接远程操控，提高操作便利性，提高对恶劣天气的快速响应速度，增强系统的使用健壮性。

将高压直流集中电源整合成一个电源柜，该电源柜是直流配电系统的核心，它完成了交流电到直流电的转换。本系统成功解决了谐波、功率因数、可靠性等问题，解决灯塔、灯桥LED灯具变压器不平衡输出，降低变压器容量，减少供电电缆截面积，提高铁路货运站照明系统的安全性、可靠性、可维护性和寿命。

附图说明

图1是本实用新型系统模型；

图2是本实用新型系统拓扑图；

图3是本实用新型AC/DC电源模块原理框图；

图4是本实用新型远程智能控制、光敏传感器自动控制系统原理框图；

图5是本实用新型系统框图；

其中，1、高压直流集中电源，2、直流驱动电源，3、LED灯具，4、监控中心，5、监控终端，6、光敏传感器。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步详细说明：

如图1至图5所示，一种集中供电式LED灯塔、灯桥照明控制系统，包括集中供电模块、用于调节集中供电模块灯光亮度的调光模块、用于控制调光模块的智能控制模块；

集中供电模块包括通过配电线路与变压器的输出端电连接的高压直流集中电源1、与高压直流集中电源1的直流输出端耦合调光信号后电连接的若干直流驱动电源2、与一个直流驱动电源2串联的LED灯具3；

调光模块对应设置在高压直流集中电源1与每个LED灯具3内，或者设置在每个LED灯具3内；

智能控制模块包括通过网络接口与高压直流集中电源1连接的监控中心4、与监控中心4连接的监控终端5，监控中心4与调光模块通信连接，监控终端5与智能设备无线连接。

高压直流集中电源1包括若干个并联的AC/DC电源模块、与监控中心4通信连接的网络接口，直流驱动电源2包括DC/DC驱动电源模块，所有AC/DC电源模块的输入端均与变压器输出端连接，一个AC/DC电源模块的输出端与若干个DC/DC驱动电源模块输入端电连接，一个DC/DC驱动电源模块输出端串联一个LED灯具3。

DC/DC驱动电源模块设置在LED灯具3内。

智能控制模块，基本功能包括：

a）以AC/DC电源模块作为一个控制中心，可以对这个集中电源下面的所有的LED灯具3进行统一的调光控制；

b）可以采集这个AC/DC电源模块下面的整体电压电流功率数据；

c）调光控制命令在触摸屏上发出，可以直接给调光幅度，也可以定义时控曲线；

d）AC/DC电源模块可以实现多重保护：输入过欠压，输入缺相，输出过载/短路，过温，漏电流保护等；

e）所有保护参数的设定以及保护功能是否激活，都在触摸屏上进行设定；

f）在控制触摸屏的基础上预留RS485，Ethernet，GPRS等远程控制接口，通过无线路由器连接互联网，在远程相关人员可通过电脑或者手机登陆触摸屏系统，远程操作控制LED灯具3。

扩展功能包括：

a）远程控制、参数设定、数据采集（有远程控制接口，带数据库的上位机）；

b）基于光感传感器的自动控制（留有传感器接口）。

调光模块采用电力载波通信方式，调光模块包括设置在高压直流集中电源1内的用于接收和反馈所有LED灯具3运行状态的集中控制器、设置在每个LED灯具3内的与集中控制器通信连接的单灯控制器，集中控制器连接高压直流集中电源1的AC/DC电源模块的直流线，集中控制器通过网络与监控中心4通信连接；单灯控制器的输入端连接高压直流集中电源1的AC/DC电源模块的直流线、单灯控制器的输出端连接DC/DC驱动电源模块的调光线。也就是LED灯具3内设有与DC/DC驱动电源模块连接的单灯控制器，高压直流集中电源1内设有集中控制器，单灯控制器通过电力载波与高压直流集中电源1内的集中控制器通信连接。该方案在直流母线上通过低频载波进行统一调光：直流母线上加载低频信号作为所有DC/DC电源统一的调光信号。该方案实现了在不增加调光线的前提下，对所有电源进行统一调光，且避免了采用昂贵的PLC方案；信号传输可靠。

调光模块采用控制电路方式，调光模块包括设置在每个LED灯具3内的与DC/DC驱动电源模块的调光线电连接的调光电路，调光电路通过网络接口与监控中心4通信连接，调光电路为定时调光电路。该方案可以通过在DC/DC驱动电源模块内置单片机电路来实现单灯定时调光，其优点是实现简单，成本低廉。

调光模块采用信号传感方式，调光模块包括设置在每个LED灯具3内的与DC/DC驱动电源模块的调光线电连接的信号传感器、设置在高压直流集中电源1内的与AC/DC电源模块的直流线连接的传感器处理器，信号传感器与传感器处理器通信连接，传感器处理器与监控中心4通信连接。传感器处理器用于控制信号传感器的调光信号。信号传感器为光敏传感器6。该方案实现LED灯具3亮度根据实地光照强度进行自动调节的功能。

网络接口使用的网络为Internet、2G、3G、4G、GPRS的任一种。

监控终端5为监控器或监控大屏，智能设备包括手机、笔记本电脑、智能手环的一种或多种。

整套直流配电系统包括：高压直流集中电源1（电源柜）、监控中心4（监控服务器群）、监控终端5以及IP网络系统，变压器把10/6KV高压交流电变成380V低压交流电输出到高压直流集中电源1（电源柜），高压直流集中电源1（电源柜）将低压交流电转化成为240V直流电，通过直流输配电线路将直流电力和调光信号输送到分散的LED灯具3，驱动、调节LED灯具灯光亮度的3亮度。

另一方面，高压直流集中电源1（电源柜）也会通过GPRS或Internet或2G或3G或4G网络将LED灯具3以及高压直流集中电源1（电源柜）的运行状态上报到监控中心4，监控中心4可以通过监控终端5（监控器或监控大屏幕），借助GPRS以及地图系统实时、直观地掌握整个LED灯具3系统的运行状态。

具有相关权限的用户（如老总或总工）也可以借助智能手机、笔记本电脑APP智能手环、通过移动方式控制和查看系统的运行状态。