城镇路灯供电智能节能控制系统的制作方法

本发明属于一种照明控制系统，具体地说，尤其涉及一种城镇路灯供电智能节能控制系统。

背景技术：

随着社会的进步和人们生活水平的提高，城市道路照明和城市夜景照明已成为城市规划、建设和管理的一项重要工作。但是，我国电力能源消耗巨大，造成电力能源十分吃紧，节约用电已成为社会的共识。目前，路灯照明的传统节能方法主要有两种，一种是光源节能方法，光源节能方法主要是提高光源的发光效率以达到节能的目的；另一种是控制节能方法，控制节能方法主要采用人工控制节能、时控控制节能、光控控制节能和节能器控制节能等方法来进行节能。目前的节能控制方法方法单一、拓展性差，受季节、天气和人为因素影响较大，难以实现最优化的节能控制方案。

技术实现要素：

本发明目的是提供一种城镇路灯供电智能节能控制系统，以克服现有技术中节能控制方法单一、拓展性差，受季节、天气和人为因素影响较大，难以实现最优化的节能控制方案的缺陷。

本发明是采用以下技术方案实现的：

本发明所述的路灯节能控制系统，包括PLC控制器、旁路调理电路、声控调理电路、光控调理电路、电压检车电路、时控调理电路、可变电抗器、旁路输出电路，所述PLC控制器输入端连接旁路调理电路、声控调理电路、光控调理电路、电压检测电路、时控调理电路，所述PLC控制器输出端连接可变电抗器、旁路输出电路，所述旁路调理电路用于判定其它元件是否损坏或是否处于路灯检修状态，所述声控调理电路用于判定外部声音信号强弱，所述光控调理电路用于判定外部光线信号强弱，所述电压检测电路用于检测路灯电压大小，所述时控电路用于设定路灯电源开关的时间，所述可变电抗器用于调节路灯电源电压大小，所述旁路输出电路作为备用电路用于为路灯供电；

PLC控制器设定以下工作模式：旁路模式、声控模式、光控模式、时控模式、压控模式，根据路灯不同的工作模式可以编写对应工作模式的控制程序；

PLC程序执行时的控制流程如下：

(1)先判断是否满足旁路模式条件，满足旁路模式条件为其它元件损坏或处于路灯检修状态，如果满足，则执行旁路处理，否则进入声控模式；

(2)声控模式进行处理，声控模式处理后还要判断光控模式是否运行，光控模式如果运行，则进入光控模式，光控模式运行的条件是光线信号弱；

(3)压控模式条件满足后，进入压控模式，并通过压控处理程序进行调节电压，如声控模式传来信息且行人和车辆稀少，则调低电压，如声控模式传来信息且行人和车辆较多，则调高电压；

(4)不执行光控模式时，可进入时控模式，在时控模式如满足压控模式条件，则压控模式继续进行。

进一步的，所述声控调理电路包括传声器、运算放大器、A/D转换器，外部声音信号传入传声器后，通过运算放大器将输入的微弱音频信号转换为电压信号，此电压信号再由A/D转换器转换成数字信号发送至PLC控制器。

进一步的，所述光控调理电路包括光控传感器，所述光控传感器采用光敏三极管。

进一步的，所述路灯采用高压钠灯。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明智能路灯节能控制系统是专为大中规模的照明系统设计的智能装置，该智能路灯节能控制系统设计简单、性能可靠，并具有很好的节电效果，能够根据实际情况提供最优化的节能控制方案，在不影响交通照明的前提下，最大限度的提高节电效果，是照明设备节能降耗的重要途径和有效方法，对于日常生产、生活的节能降耗具有重要意义。

附图说明

图1是本发明的系统框图；

图2是本发明的声控调理电路的原理图；

图3是本发明的可变电抗器的原理图；

图4是本发明的PLC程序流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明城镇路灯供电智能节能控制系统，包括PLC控制器、旁路调理电路、声控调理电路、光控调理电路、电压检测电路、时控调理电路、可变电抗器、旁路输出电路，PLC控制器输入端连接旁路调理电路、声控调理电路、光控调理电路、电压检测电路、时控调理电路，PLC控制器输出端连接可变电抗器和旁路输出电路，旁路调理电路用于判定其它元件是否损坏或是否处于路灯检修状态，声控调理电路用于判定外部声音信号强弱，光控调理电路用于判定外部光线信号强弱，电压检测电路用于检测路灯电压大小，时控电路用于设定路灯电源开关的时间，可变电抗器用于调节路灯电源电压大小，旁路输出电路作为备用电路用于为路灯供电。

如图2所示，声控调理电路包括传声器、运算放大器、A/D转换器，外部声音信号传入传声器后，通过运算放大器将输入的微弱音频信号转换为电压信号，此电压信号再由A/D转换器转换成数字信号发送至PLC控制器，以便PLC控制器根据输入的数字信号进行处理。由于系统采集的声音信号为道路上行人与车辆所发出的，故需选择灵敏度高、非线性失真小、频响范围宽的传声器。本系统选用电容式传声器作为路面声音信息的采集装置，该传感器适合于高质量的拾音。

本系统中光控调理电路的光控传感器采用光敏三极管，因为光敏三极管除了具有光敏二极管能将光信号转换成电信号的功能外，还可对电信号进行放大。

如图3所示，本系统的电压检测电路将检测到的电压信号传送至PLC控制器，PLC控制器根据情况发送控制信号至可变电抗器进行调节电压，可变电抗器的设计原理是通过在变压器的原边和副边上都加电压，然后调节变压器副边的电压，以使主磁通发生变化，从而实现变压器原边侧阻抗发生变化，最后通过阻抗的变化来调节原边的电压。

若以UA为A相电压有效值，UL为变压器原边侧电压，UR为路灯电压，则有：UA＝UL+UR，若以U′L为原边电流在原边产生的感应电压，U′L2为副边电流在原边产生的电压，U″L为原边电流在副边产生的感应电压，U″L2为副边电流在副边产生的电压，Bm为磁感应强度，N为匝数，s为截面积。那么，系统将存在如下关系式：

UL＝U′L+U′L2

U′L2＝4.44fN1BmS

UL2＝U″L+U″L2

U″L2＝4.44fN2B′mS

对以上公式进行整理可得：B′m＝U″L2/4.44fN2S，

至此可见，当N2增大，B′m减小；U″L2减小，由于UL2不变，故U″L增大，U′L2增大，UL增大。而由于UA不变，故UR减小，灯两端电压将降低。

PLC控制器设定以下工作模式：旁路模式、声控模式、光控模式、时控模式、压控模式，根据不同的工作模式可以编写对应工作模式的控制程序。

如图4所，PLC程序执行时的控制流程如下：

(1)先判断是否满足旁路模式条件，满足旁路模式条件为其它元件损坏或处于路灯检修状态，如果满足，则执行旁路模式处理，否则进入声控模式；

(2)声控模式进行处理，声控模式处理后还要判断光控模式是否运行，光控模式如果运行，则进入光控模式，光控模式运行的条件是外界光线信号较弱；

(3)压控模式条件满足后，进入压控模式，并通过压控处理程序进行调节电压，如声控模式传来信息且行人和车辆稀少，则调低电压，如声控模式传来信息且行人和车辆较多，则调高电压；

(4)不执行光控模式时，可进入时控模式，在时控模式如满足压控模式条件，则压控模式继续进行。

基于PLC的智能节能控制系统是具备时控模式、光控模式、压控模式、声控模式、旁路模式等工作模式为一体的路灯节能控制系统。该节能控制系统能根据不同的工作环境，通过PLC的程序处理，来合理选择合适的模式以及模式组合，从而对路灯进行节能控制。该节能控制系统主要运用在以高压钠灯为光源的路灯照明系统中。