基于WebAccess的人防工程智能照明系统研究与设计

宋伟陈虹刘琳

(扬州大学能源与动力工程学院，江苏扬州 210013)

1 引言

目前很多在建和已建高层住宅大部分都建有人防地下室，这些人防地下室平时作为地下停车场，一般都有多个人员出入口和多个车辆出入口，由于这些人防地下室面积大、光线差，需要大量的照明设备长期照明。人防工程照明在战时对掩蔽人员的生活和工作起着重要作用。人防工程照明系统分为平时照明和战时照明，平时照明照度要求比战时照明照度要求高。目前，随着计算机技术，电子技术，通信技术的发展，智能照明技术发展迅速。因此，对人防工程的采用智能照明能节约电能，特别在战时电能比较紧张的情况下能大大节约用电，提高管理效率，降低维护管理费用，缩短平战转换时间。同时对于推动节约型人防工程建设，也具有重大战略意义和经济价值。

2 系统设计

2.1 人防工程照明的特点

人防工程平时照明分为正常照明、应急照明、值班照明［1］。人防工程战时照明分为正常照明和应急照明。照明光源采用各种高效节能荧光灯和白炽灯，并满足照明场所照度、显色性和防眩光等的要求。对于从防护区引到非防护区的照明电源回路应采取短路保护措施。由于在战时人防工程受到袭击时会剧烈震动，所以灯具应该选用重量较轻的线吊或链吊灯具和卡口灯头［2］。在临战转换的时候，平时设计选用的吸顶灯，应在临战时加装防掉落保护网罩，日光灯的灯管两端应在临战时采用尼龙丝绳绑扎。这样可以避免灯具掉落，威胁人身安全。

2.2 智能照明系统结构

本设计系统结构采用分布式控制。分布式控制的特点是控制器构造上高度模块化，布局上可以高度分散，控制器性能上高度自治化、智能化，并具有自我诊断和容错功能，信息通过一条简单的总线按标准协议进行高速传输，因此分布式系统结构十分可靠简单，设计、安装、运行、维护、检修也十分方便，是当今比较好的系统结构。

智能照明分布式控制系统，通常可以由三部分组成，一、模块部分 (包括调光器、开关控制器)二、现场控制部分 (包括控制面板、液晶显示触摸屏、智能传感器、时钟管理器)三、监控，调试部分 (包括调试软件和PC监控机)等部件组成，将上述各种具备独立功能的模块用一根五类四对数据通讯线手牵手联接起来组成一个控制网络，其典型系统如图1所示。

图1 智能照明控制系统Fig.1 Intelligent lighting control system

本设计以某市某地下人防工程为例。该人防工程建筑面积七千平米，战时人防部分为4个防护单元，其中防护单元为核6级二等人员掩蔽部。照明按照防护单元进行独立配电，这样在战时即使某个防护单元遭受破坏，也不至于影响到其他防护单元正常照明，最大限度减少损失。照明灯具的选择对于照明节能具有重要影响。本设计照明灯具选择如表1所示。照明配电箱由两路电源进行供电，一路来自平时电源，一路来自战时电源。战时电源可以由柴油发电机或战时区域电源提供。从而保证战时电源的可靠性。防护单元的智能照明接线如图2所示。

表1 本设计照明灯具的选择Table 1 Lighting fixture choice

2.3 控制方式

车库智能照明系统控制的方式有定时和光感结合的控制方式，定时和车库出入口车流量、单元门出入口人流量的控制方式照度和照度自动调节控制方式。

定时和光感结合的控制方式:(1)“高峰期”:白天，充分采纳自然光线，开启部分主照明、辅助照明;夜晚，开启主要照明、辅助照明;(2)“次高峰”:白天，充分采纳自然光线，开启部分辅助照明;夜晚，开启部分主要照明、辅助照明;(3)“低谷”:白天，充分采纳自然光线;夜晚，开启部分辅助照明。

定时和车库出入口车流量、单元门出入口人流量的控制方式:

在满足光照度的前提下，根据地下车库出入口车流量、车库单元门出入口人流量的开启相关部分照明回路，自动延时熄灭，用户可以根据实际情况自行设置延时时间。

图2 智能照明接线示意图Fig.2 Intelligent lighting wiring diagram

照度自动调节控制方式:

根据室外自然光线，人流量和车流量等情况，智能照明系统中的光电感应开关通过借助各种不同的预设置控制方式和控制元件，对不同时间不同环境的光照度进行精确设置和合理管理，只有当必需时，通过智能控制器才把灯点亮到所需求的最低照度，利用最少的能源保证所要求的照度水平，从而实现节能。其原理如图3所示。

图3 闭环智能照明控制原理图Fig.3 Closed loop intelligent lighting control principle diagram

3 Advantech WebAccess组态的远程监控

Advantech WebAccess是完全基于IE浏览器的HMI/SCADA监控及数据采集软件，可以及时读取、显示、存储实时数据。Web客户端 (Client)以TCP/IP协议通过因特网 (Internet)或局域网(Intranet)和监控节点的计算机进行连接，将自动化设备的生产实时数据通过监控节点的计算机的采集和处理后传输到客户端计算机进行显示，以数据、动画、趋势、报警、报表等画面形式显示生产过程，使画面能够反映被监控的自动化设备运行时实时数据的动态变化［3］。

在客户端浏览器中键入IP地址为127.0.0.1，那么将会出现如图4所示的用户登录界面。登录名称及密码输入正确后进入远程监控系统，进行相应的设置。

图4 Advantech WebAccess登陆界面Fig.4 Advantech WebAccess landing interface

3.1 监控系统的建立

(1)客户端与节点之间的通信

监控计算机(SCADA node)与工程节点(Project node)通信以及工程节点 (Project node)与Web客户端 (Client)的通信均是通过TCP/IP协议，输入监控节点和工程节点的IP地址便可以实现通信连接，如图5所示，从而达到远程监控的目的。

图5 通信设置Fig.5 Communication setting

新建监控接点:输入监控节点的IP地址和节点的其他相关的属性。

新建通信串口:选择相应的接口类型，端口号，波特率，数据位，停止位，奇偶校验，扫瞄时间，等参数。接口类型选SERIAL相应的端口号要和实际的485端口号一致。

(a)设备连接与数据采集

在设备名称中输入设备名称，设备类型中选择相应的设备驱动MitsuFx，Use RS-485 PORT处，232通信为0，485通信为1。图6为通信参数和设备地址的设置。H0E086表示通信波特率为9600，数据位7，停止为1，偶校验。

图6 设备参数设置Fig.6 Device parameter setting

(b)设备配置

在Advantech WebAccess工程浏览器的工程目录显示区，选中“设备”项下与上位计算机所连的串口 (COM1或COM2)，双击“新建”图标，在弹出“设备配置向导”对话框上 (如图6)设置各项参数，包括设备名称、生产厂家、通信方式、设备地址、通信参数。

(c)点的建立

Advantech WebAccess的点是工程的核心部分，包括与自动化设备进行通信的外部I/O点、内部的常数点、计算点、累算点、系统点以及本地点等等。设备模块的输入/输出完全由WebAccess内部变量代替。

3.2 监控画面设计与动画的实现

图形画面用于模拟实际的现场，画面中监视整个人防工程照明的运行状态包括当前照度值，开启区域，灯具故障。通过该系统可以手动或自动管理整个地下室的照明，大大的提高了工作和管理效率，缩短平战转化时间。

动画设计是将画面上创建的各个图像与所建立的相应变量关联，当变量的值改变时，在画面上相对应的图像以动画效果表现出来。智能照明系统进行动画连接的图像是:总电源开关，回路开关，回路指示灯，照度值显示，手自动转换，平战转换控制按钮，灯具亮与不亮。为了实现动画效果，脚本语言编写如下所示:

图7 人防地下室照明监控图Fig.7 Control diagram of civil air defence

4 结束语

随着我国人防工程的建设，更多的人防工程将会出现。高效的、集中化管理将会推动节约型人防工程建设。以Advantech WebAccess为软件平台，将某一地区的人防工程智能照明系统通过通信网络连接在一起组成网络。将提高战时指挥中心对整个地区人防照明系统的管理效率，合理调配稀缺的战时资源，节约电能。

［1］杨勇，王金全，刘德勇，张琦.人防工程照明节能技术应用探讨［J］.电气技术，2008，(11):45.

［2］B50038－2005.人民防空地下室设计规范.

［3］研华自动化.Advantech Webaccess产品手册.2009，02.