人防工程自然光照明監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種人防工程自然光照明監(jiān)控系統(tǒng)，具體涉及一種具有遠程自動控制、自動調(diào)節(jié)亮度等功能的人防工程自然光照明監(jiān)控系統(tǒng)。要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有的人防工程難以實現(xiàn)遠程控制并達到好的節(jié)能效果。本實用新型包括PLC控制器、遠程上位機和自然光照明系統(tǒng)，所述的PLC控制器包括AI模塊和AO模塊，PLC控制器通過通訊網(wǎng)絡(luò)與遠程上位機相連；所述的自然光照明系統(tǒng)包括導(dǎo)光管照明裝置和調(diào)光裝置，還包括照度傳感器，所述的調(diào)光裝置包括補光裝置，所書的照度傳感器與PLC控制器的AI模塊連接。采用這樣技術(shù)方案的本實用新型，節(jié)省日間照明消耗,通過遠程控制，方便監(jiān)控部門控制整個人防工程的照度。
【專利說明】
人防工程自然光照明監(jiān)控系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種照明系統(tǒng)，具體涉及一種適用于人防的，具有遠程自動控制、自動調(diào)節(jié)亮度等功能的人防工程自然光照明監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)“低碳”成為建筑健康發(fā)展的內(nèi)生力量時。節(jié)能建筑已不再是綠色建筑部品的簡單“堆砌”，而是更多地凝聚優(yōu)質(zhì)元素組合的力量，越發(fā)呈現(xiàn)出合理節(jié)能系統(tǒng)、有效節(jié)能管理的重要性;人防工程也向節(jié)能建筑發(fā)展，而且現(xiàn)在的人防工程既考慮到戰(zhàn)時防空的需要，又考慮到平時經(jīng)濟建設(shè)、城市建設(shè)和人民生活的需要，具有平戰(zhàn)雙重功能。目前的人防工程照明用電等均采用市政供電，且傳統(tǒng)的門、窗等建筑物采光方式并不適合處于地下的人防建筑，現(xiàn)代的導(dǎo)光管照明部分解決了人防工程的照明并達到節(jié)能效果的問題，但是由于人防工程的特殊性，需要考慮戰(zhàn)時的集中控制，并在斷電的情況下實現(xiàn)并遠程控制人防工程照明最基本問題，傳統(tǒng)的人防工程照明難以實現(xiàn)遠程控制并達到好的節(jié)能效果，也不能根據(jù)導(dǎo)光管所能達到的亮度調(diào)節(jié)室內(nèi)照度，在對亮度要求底的休息室或?qū)φ斩纫蟾叩氖中g(shù)室等均不能做到實時調(diào)節(jié)，因此如何有效的監(jiān)控人防工程的照明系統(tǒng)成為一個迫切需要解決的問題，且如果監(jiān)控部門與被監(jiān)控的人防工程地理位置較遠，或者是戰(zhàn)時難以進入人防建筑進行操作，則綠色能源難以實現(xiàn)有效控制。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有的人防工程難以實現(xiàn)遠程控制并達到好的節(jié)能效果，也不能根據(jù)自然亮度調(diào)節(jié)照度，提供一種可以實現(xiàn)遠程和本地對照度的自動無極控制以達到好的節(jié)能效果的適用于人防控制的人防工程自然光照明監(jiān)控系統(tǒng)。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用下述技術(shù)方案:一種人防工程自然光照明監(jiān)控系統(tǒng)，包括PLC控制器、遠程上位機和由PLC控制器控制的自然光照明系統(tǒng)，所述的PLC控制器包括CPU模塊，與CPU模塊相連的輸入模塊和輸出模塊，所述的輸入模塊為Al模塊，所述的輸出模塊為AO模塊，PLC控制器通過通訊網(wǎng)絡(luò)與遠程上位機相連;所述的自然光照明系統(tǒng)包括導(dǎo)光管照明裝置和調(diào)光裝置，還包括照度傳感器，所述的調(diào)光裝置包括補光裝置，所述的導(dǎo)光管照明裝置包括依次連接的采光裝置、導(dǎo)光管和漫射器，所書的照度傳感器與PLC控制器的Al模塊連接。
[0005]所述的補光裝置包括燈具，所述的燈具用電回路上設(shè)有調(diào)光模塊，所述調(diào)光模塊的輸入端與PLC控制器的AO模塊相連，輸出端與燈具用電回路相連。
[0006]所述的采光裝置為平板采光罩。
[0007]所述的導(dǎo)光管包括直管和彎管，，所述的彎管為任意角度彎管或軟彎管。
[0008]所述的漫射器為排列整齊的小凹透鏡組或陣列式螺紋透鏡組。
[0009]所述的與PLC控制器相連還設(shè)有觸摸屏，與遠程上位機相連設(shè)有監(jiān)視器和聲光報敏翌
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[0010]采用上述技術(shù)方案的本實用新型把自然光捕捉并傳導(dǎo)到日間需要照明的地方，使其灑滿陽光，節(jié)省日間照明消耗。與市政電路或光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)合使用，實現(xiàn)室內(nèi)照明的無極控制，使人防工程向節(jié)能化發(fā)展，通過對照度的自動無極控制達到好的監(jiān)控節(jié)能的效果；通過遠程控制，方便監(jiān)控部門控制整個人防工程的照度。
【附圖說明】
[0011 ]圖1是本實用新型控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2是本實用新型自然光照明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖3是本實用新型自然光照明系統(tǒng)調(diào)光模塊接線結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖4是本實用新型調(diào)光模塊的輸入電壓與輸出電流的對應(yīng)關(guān)系圖。
【具體實施方式】
[0015]如圖1和圖2所示，本實用新型包括PLC控制器1、遠程上位機2和由PLC控制器I控制的自然光照明系統(tǒng)3，所述的PLC控制器I包括CPU模塊，與CPU模塊相連的輸入模塊和輸出模塊，所述的輸入模塊為Al模塊9，所述的輸出模塊為AO模塊10，PLC控制器I通過通訊網(wǎng)絡(luò)與遠程上位機2相連;所述的自然光照明系統(tǒng)3包括導(dǎo)光管照明裝置31和調(diào)光裝置，還包括照度傳感器33，所述的調(diào)光裝置包括遮光裝置34和補光裝置35，所述的導(dǎo)光管照明裝置31包括依次連接的采光裝置311、導(dǎo)光管312和漫射器313，所書的照度傳感器33與PLC控制器I的Al模塊連接。所述的PLC控制器包括CPU模塊、Al模塊和AO模塊，CPU模塊為PLC控制器的控制中樞，對Al模塊的數(shù)據(jù)和狀態(tài)進行一系列的處理后通過AO模塊輸出。導(dǎo)光管照明裝置31的采光系統(tǒng)是通過安裝在室外的采光裝置311捕獲室外的自然光，然后經(jīng)過導(dǎo)光管312強化并高效傳輸后，由安裝在室內(nèi)的漫射器313將自然光均勻?qū)胧覂?nèi)需要光線的任何地方。從黎明到黃昏，甚至是陰天或雨天，在照明要求不高的場合該照明系統(tǒng)導(dǎo)入室內(nèi)的光線仍然能滿足需要。
[0016]所述的補光裝置35包括燈具351，所述的燈具351用電回路上設(shè)有調(diào)光模塊，所述調(diào)光模塊352的輸入端與PLC控制器的AO模塊相連，輸出端與燈具351用電回路相連。所述的補光裝置燈具設(shè)置在漫射器附近，用一個大燈罩355將燈具和漫射器罩在一起，從外觀看為一個整體，在需要補光的情況下也看不出是多個光源，減少違和感，使室內(nèi)照明系統(tǒng)更加美觀。
[0017]除了補光裝置，本新型還可以根據(jù)需要增設(shè)遮光裝置，所述的遮光裝置設(shè)置在漫射器底部，包括遮光片和用于控制遮光片開合的電機，所述電機用電回路的電機開關(guān)與PLC控制器的AO模塊連接。打開時遮光片對漫射器光源起到遮蔽減弱的作用，電機可以根據(jù)用戶需求，通過就地開關(guān)或者PLC控制器設(shè)定的時間表運行，控制小型電機遮光片，對室內(nèi)光照度進行調(diào)節(jié)，一般用于需要調(diào)節(jié)亮度的會議室及休息室等。
[0018]所述的采光裝置311為平板采光罩。平板采光罩采用高透光超白鋼化玻璃材質(zhì)、承重達40T，可以在表面做防滑設(shè)計，安裝后做醒目標示，避免長時間重壓和遮擋。在平板采光罩與光導(dǎo)管312連接處的墻體或地面上加裝防雨裝置，根據(jù)不同建筑屋面的防水需求選擇不同的防雨裝置。該實用新型采光裝置也可以采用晶鉆采光罩或半球形采光罩。
[0019]所述的導(dǎo)光管312包括直管321和彎管322，所述的彎管322為任意角度彎管或軟彎管。任意角度彎管或軟彎管的設(shè)計方便安裝時根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)任意調(diào)整角度安裝，將直管321延長保證即使在地面以下很深的位置也能使用導(dǎo)光管照明裝置31。所述的導(dǎo)光管采用表面多層氧化或覆膜工藝的鋁基材，具有耐腐蝕和高反射率的特點。導(dǎo)光管照明裝置31中空密封，具有良好的隔熱保溫功能，使用導(dǎo)光管采光系統(tǒng)的建筑，可以降低80%以上的白天照明能耗，及10%以上的空調(diào)制冷消耗，大量減少二氧化碳的排放;系統(tǒng)實用壽命長，保守的使用壽命為25年以上;導(dǎo)光管采光系統(tǒng)的各部分材料均屬綠色材質(zhì)，可以回收利用，不會對環(huán)境造成任何影響。
[0020]導(dǎo)入室內(nèi)的光為漫射自然光，全光譜，無頻閃，無眩光，光照均勻，長期在這種環(huán)境下工作或?qū)W習(xí)對人眼和身心健康極為有利;采光罩表面帶有UV介質(zhì)，可隔絕90%以上的紫外線，不會對室內(nèi)物品產(chǎn)生影響及光污染現(xiàn)象;導(dǎo)光管照明系統(tǒng)可達到RW37db的隔音效果，可有效降低工業(yè)廠房的噪音污染。
[0021]所述的漫射器313為排列整齊的小凹透鏡組或陣列式螺紋透鏡組。小凹透鏡組不產(chǎn)生分光現(xiàn)象，散射效果好，可二次成型，加工成半球形或異形清潔方便，不易刮花;螺紋透鏡組直射陽光強時，導(dǎo)光管越短分光越明顯可產(chǎn)生七彩虹現(xiàn)象，多用于裝飾要求高的公共場合。
[0022]所述的與PLC控制器I相連還設(shè)有觸摸屏6，觸摸屏通過通訊接口與PLC控制器連接;與遠程上位機2相連設(shè)有監(jiān)視器7和聲光報警器8。觸摸屏的設(shè)計便于在當(dāng)?shù)貙LC控制器的照明補光或遮光的時間表進行設(shè)定，達到更好的遠程及節(jié)能效果;通過監(jiān)視器對照明系統(tǒng)進行監(jiān)控，當(dāng)發(fā)生故障時，聲光報警器對照明電路的故障電路進行報警;聲光報警器如果設(shè)在PLC控制器上，需要在PLC控制器上增加DO輸出模塊，這就增加了設(shè)備成本，本新型采用聲光報警器與遠程上位機相連，可以將聲光報警直接傳輸給遠程控制人員，便于遠程控制人員實時監(jiān)控照明回路運行情況，降低設(shè)備成本達到了遠程監(jiān)控的效果。
[0023]所述的調(diào)光模塊的調(diào)整伏數(shù)為1-10V。調(diào)光模塊的輸入電壓與輸出電流的對應(yīng)關(guān)系如圖4所示。所述的PLC控制器通過中間繼電器控制照明回路。所述的照明回路的燈具為LED燈具。所述的PLC控制器為S7-200 smart系列的PLC控制器。該系列的控制器能夠滿足時間表設(shè)定能需要。
[0024]在PLC控制器上設(shè)定補光、遮光時間表和照度值，補光裝置和遮光裝置按照所設(shè)的時間表運行，照明時間表設(shè)定可以在遠程上位機上設(shè)定也可以在本地觸摸屏上進行設(shè)定。PLC控制器通過中間繼電器實現(xiàn)對每一路補光裝置和遮光裝置時間表控制。時間表的設(shè)定配合照度傳感器的使用，在時間表的運行時間內(nèi)根據(jù)照度傳感器實測的照度值調(diào)整調(diào)光模塊的輸出電壓，減少不必要的浪費，起到節(jié)能的最好效果。
[0025]在需要補光的情況下，照度傳感器把實測照度值送到PLC控制器，PLC控制器按實測照度值和設(shè)定照度值對比，輸出電壓控制補光燈具用電回路。每一路燈具用電回路上安裝有調(diào)光模塊型號為PE45AA-45W-1-10V-LED，具體接線圖如3所示，調(diào)光模塊輸入端的1-1OV電壓信號由PLC控制器的輸出端提供，通過輸入電壓的變化使輸出電流的大小發(fā)生相應(yīng)變化，從而實現(xiàn)對亮度的調(diào)節(jié)。輸入端電壓的大小是可由每一路安裝的照度傳感器的實測照度值與PLC控制器上設(shè)定的照度值來設(shè)定。在手動狀態(tài)下時，輸入電壓的大小與觸摸屏上的設(shè)定的照度值保持一致，在自動狀態(tài)下時，輸入電壓的大小與照度傳感器的檢測值成反比關(guān)系，即當(dāng)照度傳感器檢測值越大時，輸入電壓越小，照度傳感器檢測值越小時，輸入電壓越大，從而實現(xiàn)對照度的自動無極控制。
[0026]PLC控制器與遠程上位機通過通訊網(wǎng)絡(luò)相連，遠程上位機采用統(tǒng)一的人機界面，使用EMS2000組態(tài)軟件二次編程，實現(xiàn)控制的可視化與顯示，自然光照明系統(tǒng)的遮光和補光裝置通過組態(tài)的變量字典一方面與PLC控制器通訊，一方面與數(shù)據(jù)庫通訊，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲、交換和控制。數(shù)據(jù)庫采用微軟的Access?？梢詫崿F(xiàn)如下功能:
[0027]①全功能:完善而嚴密的用戶帳號和權(quán)限管理，操作歷史記錄。用戶權(quán)限管理的機制是將用戶區(qū)分為不同的角色，同一角色的用戶擁有相同的權(quán)限。用戶級別有數(shù)量限制，同一級用戶的數(shù)量沒有限制；
[0028]②數(shù)據(jù)處理:可以存儲系統(tǒng)的各類歷史數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的時間分辨率短，支持各種數(shù)據(jù)分析，能自動生成日報表、月報表、報警打印，供管理者使用；
[0029]③報警處理:使用者可以任意安排警報處理計劃。在報警信號產(chǎn)生時，系統(tǒng)自動記錄報警的產(chǎn)生時間，和報警的具體內(nèi)容。同時也可以提供訊響報警和語音報警。報告以文字、圖表、曲線多種形式表示各設(shè)備狀況，便于操作者管理；
[0030]④遠程協(xié)助:遠程訪問允許在異地的調(diào)試人員使用PC機，通過控制系統(tǒng)提供的遠程訪問服務(wù)直接進入系統(tǒng)進行調(diào)試；
[0031 ]⑤實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)采集及通信功能，實現(xiàn)軟件模塊化。
[0032]本新型除了適用于人防工程外，同樣適用于其它需要集中遠程控制的節(jié)能公共建筑，眾所周知，公共建筑對室內(nèi)的采光要求首先是舒適性，而且對室內(nèi)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時間段是集中在白天的(如展覽館，室內(nèi)體育及教育類場所，商業(yè)中心等)。導(dǎo)光管采光系統(tǒng)能很好滿足這類不同功用型建筑物的需求特點:第一，導(dǎo)光管導(dǎo)入室內(nèi)的是自然冷光源、無頻閃，大部分的熱量和紫外線都被隔離在外，在裝有導(dǎo)光系統(tǒng)的室內(nèi)，感受到的是柔和的陽光，時間再長也不會讓人眼感覺不適;第二，進入室內(nèi)的照度可以根據(jù)建筑物內(nèi)物品的陳設(shè)要求進行調(diào)整，非常適合用于各種高檔展廳，柔和的光線對其內(nèi)部的展品有很好的保護作用，而且在自然的光線下更能看清展品的紋理而不會產(chǎn)生色差。
[0033]對地下停車系統(tǒng)也同樣適用，由于地下停車系統(tǒng)對照明的要求是24小時不間斷的，一般照度要求在50-751X就可以滿足使用。導(dǎo)光系統(tǒng)在地下空間的適用度上具有無與倫比的高匹配性:首先，導(dǎo)光系統(tǒng)進入地下室的光是室外光的過濾，柔和舒適，使進出車庫的駕駛?cè)藛T感受到的都是太陽光，能很好適應(yīng)照度的改變，提高了在地下車庫的行車安全性;其次，導(dǎo)光管系統(tǒng)的安裝位置靈活度大，可因停車場地面的建筑物分布而定。無論采光罩有無陽光直射，即便采光罩置身于茂密的植被之中，導(dǎo)入地下的光線依然明亮。
【主權(quán)項】
1.一種人防工程自然光照明監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:包括PLC控制器(1)、遠程上位機(2 )和由PLC控制器(I)控制的自然光照明系統(tǒng)(3 )，所述的PLC控制器(I)包括CPU模塊，與C P U模塊相連的輸入模塊和輸出模塊，所述的輸入模塊為AI模塊(9 )，所述的輸出模塊為A O模塊(10)，PLC控制器(I)通過通訊網(wǎng)絡(luò)與遠程上位機(2)相連;所述的自然光照明系統(tǒng)(3)包括導(dǎo)光管照明裝置(31)和調(diào)光裝置，還包括照度傳感器(33)，所述的調(diào)光裝置包括補光裝置(35)，所述的導(dǎo)光管照明裝置(31)包括依次連接的采光裝置(311)、導(dǎo)光管(312)和漫射器(313)，所述的照度傳感器(33)與PLC控制器(I)的Al模塊連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人防工程自然光照明監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述的補光裝置(35 )包括燈具(351 )，所述的燈具(351)用電回路上設(shè)有調(diào)光模塊，所述調(diào)光模塊(352 )的輸入端與PLC控制器的AO模塊相連，輸出端與燈具(351)用電回路相連。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人防工程自然光照明監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述的采光裝置(311)為平板采光罩。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人防工程自然光照明監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述的導(dǎo)光管(312)包括直管(321)和彎管(322)，所述的彎管(322)為任意角度彎管或軟彎管。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人防工程自然光照明監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述的漫射器(313)為排列整齊的小凹透鏡組或陣列式螺紋透鏡組。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人防工程自然光照明監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述的與PLC控制器(I)相連還設(shè)有觸摸屏(6)，與遠程上位機(2)相連設(shè)有監(jiān)視器(7)和聲光報警器(8)。
【文檔編號】H05B37/02GK205510496SQ201620127991
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年2月19日
【發(fā)明人】吳愛民, 王巍, 劉飛, 高永紅, 歐陽科峰, 翟玉紅, 李辛, 郭書銓
【申請人】中國人民解放軍總參謀部工程兵科研三所