路灯节能控制器的设计与应用

[摘 要]随着经济社会发展,人们的生活水平越来越高,路灯在进入到大街小巷的同时对电量的消耗也在逐渐增加.所以,人们为节约电能资源而设计了路灯节能控制器.保证路灯在满足人们对照明需求的同时也要节省电量是目前社会的主要目的.本文通过对路灯节能控制器的设计原理、所需硬件和软件设计的介绍,阐述了现代路灯节能器的设计理念与应用,展现出路灯节能控制器对社会发展的重要作用.

[关 键 词]路灯控制器的作用设计理念应用分析

中图分类号：V214.19文献标识码：V文章编号：1009914X（2013）34054401

引言

路灯照明所消耗的电量在我国电量消耗总额中所占的比例是非常大的,所以,照明领域控制技术的进步对我国经济建设和社会发展来说是十分重要的.国家每年在照明领域方面的投资超过了100亿,这样的巨资消耗加快了照明事业的发展速度,同时也引起了很多照明领域机构和研究体系对路灯照明节能问题的高度关注.设计出亮度高、耗电少的节能体系是当前社会众多研究人员的共同目标,路灯节能控制器就是在这样的社会目标中产生的.

1.路灯节能控制器的作用

路灯控制器利用分时控制体系.例如,将误差控制在较小的范围内把一年分为三个不同的阶段：拥挤期、正常期和低谷期.在拥挤期时,路灯照明对电压的需求较高,将电压调至额定电压的93%,保证路灯可以高标准状态地工作.光源耐用时间的长短取决于它的工作的电压,电压升高就意味着光源寿命的减少,但是,当电路电压为额定电压的93%时,路灯的寿命就会被提升高为平时的二倍,而且对光线亮度的影响也是极小的.既节省了电量,又满足了人们对照明的需求,这就是路灯高标准工作的状态.而在正常期和宽松期路灯的电压只要达到额定电压的88%和80%,就可以保证路灯正常工作.设计中采用了以下方法来避免压力档位的频繁切换：当路灯运行于1～2档时刻之间,需使电压维持在208～236V之间,这里采用COUNT,COUNTH,COUNTL三个计数器来检测电压.COUNT从0开始,每分钟加1,5min后清零.COUNTH从0开始,比较每分钟当前电压与电压上限值的大小,大于压力上限值则将COUNTH加1,在每次COUNT清零之前,若COUNTH值等于5,则认为连续5min电压超出上限运行,相应地将路灯运行档位切换至低一档运行；若COUNTH值小于5,则认为是电网的波动,不进行切换.电压下限监测同理.每5min将三个计数器同时清零.电压监控实际上就是辅佐分时控制系统正常运行的一种控制体系.路灯控制器还有一个故障自诊断及报警功能.虽然只是简单的报警系统,但也能在发生故障时快速的报警,并在数码管上显示出报警信息和故障发生地,有利于人们快速的找到准确位置进行维修.

2.节能装置控制系统整体设计和硬件设计

结合现代化设计理念,可采用控制晶闸管的导通角,将电网输入的正弦波电压斩掉一部分从而降低了输出电压的平均值,达到控制输出电压斩波调压技术的方法来节约电能.按照电量检测正常进行,时间记录准确,通讯设备良好,有效地降低对电力消耗的思路,制定出一系列节能装置控制系统的整体设计方案,研究制作出符合经济和社会发展要求的路灯节能控制器,并投入到社会中使用,这样为我国大量节省了电力资源的消耗.节能控制装置的整体设计理念是时代进步的体现,是众多照明领域和研究机构共同努力完成的成果,其目标在于加快我国经济建设的步伐.

控制电路的硬件设计是十分重要的.一个控制电路必须由电量检测器、实时时钟显示器、键盘显示器、铁电储存器、数字量输入输出系统和通讯接口等部分组成.每个元件都有属于其自己的作用,每个元件对整个路灯节能控制器的使用都起到十分关键的作用.例如,电量检测就是测量电压、电流和电功在控制器中的有效值,方便人们控制路灯控制器的启动.控制器每时每刻都需要读取一些电工参数进行保存,而且控制器必须知道当时的准确时间,美国DALLAS公司的串行带报警功能的实时时钟芯片DS1305,满足控制器所需的要求,可以准确的对时间进行保存.同时工作人员可以通过12864LCD显示器修改电压、时间等人为制定的各个参数,有利于人们控制路灯控制器.数字量输入输出系统则可以控制连接器的开启和关闭,检测控制电路工作时的状态,可以用控制器内置的发光二极管来指示接触器的工作状态.路灯控制器不仅仅要控制路灯工作状态,还需要时刻将时间、电压、电流等参数就近传到监控室的计算机中,随时记录随时保存.所以路灯节能控制器必须具备可以与监控室联系的设备.由于控制器和监控室之间有很长的距离,所以采用美国国家半导体公司生产的FSK制式的调制解调芯片LM1893集成芯片实现电力载波通信的技术使控制器与监控室保持正常联系.只有在控制器的各个元件都正常工作的状态下,路灯节能控制器才能发挥其作用,在保证照明的基础上节约能源.

3.应用后节能效果的分析

路灯节能控制器的优点就是极大的减少了我国资源的消耗.例如,1kwh路灯在205V电压时耗电量为0.87kWh；当电压降为193V时,路灯的耗电量也减少为0.77kWh.所以说,在达到人们对照明需求的同时降低路端电压,可以大大减少电量的消耗,可节约将近20%的能源.同时在行人稀少的时间段适当的将电压再次调至170～180V时,对电能的消耗的将会再次减少,节约能源可达40%.将路灯节能控制器这样的节能装置投放到社会中,可降低国家在路灯照明领域的投资,每年可为国家财力消耗节省超过25000元.国家对照明机构的投资量大,能源浪费量多是我国以前照明领域的弊端,现在保证了路灯照明的要求的同时,又能节约电能消耗,节省资源,这就是新型路灯节能控制器的优越之处.通过各个机构的研究和实践得出设计理念从而制作出控制器,再投放到社会中使用,就能让照明领域为国家节能事业贡献出一份薄力.如果路灯节能控制器能广泛应用于社会,会对我国社会经济发展产生十分重要的作用.

4.结语

路灯节能控制器是满足人们在一年四季不同阶段对照明的需求,迎合目前的社会节能理念而设计出来的.它的设计理念和应用都能保证社会对节约能源的需求.它不仅能控制一盏灯的电压,而且还可以根据人们的需要而控制整个一条线路上路灯的电压.路灯控制器的出现,实现了对不同地方,不同线路上路灯的同时监控,是值得广泛应用于社会的一种节能装置.既满足人们需求同时又能节约能源的路灯控制器在未来社会中将会得到更广阔的发展.