長沙豐禾智能科技有限公司
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FH-XGK-JG景觀照明智能配電方案
一、概述
為滿足城市道路、園林廣場、堤岸景觀等戶外區(qū)域?qū)φ彰髋潆娂翱刂频目煽啃耘c靈活性，同時兼顧美化環(huán)境與安全可靠的要求，長沙豐禾智能科技有限公司根據(jù)多年自動化控制系統(tǒng)集成的經(jīng)驗，結(jié)合新一代“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)，專門設(shè)計了基于FH-XGK-JG** 系列景觀配電亭的遠程控制系統(tǒng)。
二、（戶外）景觀配電亭介紹
FH-XGK-JG 系列（戶外）景觀配電亭，適用于頻率50~60Hz、額定電壓380V的配電網(wǎng)絡(luò)中，為多路戶外景觀燈源提供電源接口。
我公司生產(chǎn)的FH-XGK-JG 系列戶外景觀配電亭是本著安全、合理、可靠的原則而設(shè)計生產(chǎn)的，本產(chǎn)品具有可通信（可擴展網(wǎng)絡(luò)通信功能）、智能化、分斷能力高、可靠性好、結(jié)構(gòu)新穎合理、電氣方案切實實際，適用性強等特點。并配用防護等級高、可靠性能好的工業(yè)級可編程控制模塊作為遠程控制的核心元件，并具有過載、短路和漏電保護等功能。外殼防護等級高，可在戶內(nèi)、戶外使用。FH-XGK-JG 系列景觀配電亭符合GB7251.1-2015《低壓成套開關(guān)設(shè)備》等標準。
該產(chǎn)品適用于公園、草坪、濕地、庭院、堤岸、道路路燈等戶外電力用戶作為交流頻率50~60Hz額定電壓低于1000V以下的低壓配電系統(tǒng)中作為動力、景觀照明、控制或檢修設(shè)備的電源接口。
? 海拔高度不超過2000m
? 使用環(huán)境溫度為-25℃~+40℃。
? 范圍空氣相對濕度在最高溫度+40℃時不超過50%，最濕月的月平均最低溫度不超過+25℃。
? 在較低溫度時允許有較大的相對濕度（如+20℃時為90%）但應考慮到由于溫度變化可能會偶然產(chǎn)生的凝露。
? 安裝傾斜度不超過5°。
? 安裝場所應沒有火災爆炸危險、嚴重污染、化學腐蝕及劇烈振動。
? 本產(chǎn)品為封閉型、落地式室外箱體，正反面開門操作（可選），門上配有門鎖，當電源設(shè)備插頭插在輸出插座時仍能將門關(guān)上，不影響使用。
? 柜體采用不銹鋼板或優(yōu)質(zhì)冷軋鋼板壓彎，采用先進工藝焊接而成，結(jié)構(gòu)牢固，造型美觀并具有良好的接地措施。
? 本產(chǎn)品為滿足遠程監(jiān)控的功能需要，專門為光纖網(wǎng)絡(luò)通信及現(xiàn)場控制模塊預留了獨立的安裝空間，方便客戶增加燈光控制、柜內(nèi)電氣參數(shù)監(jiān)控等功能。
? 本產(chǎn)品配有智能感溫散熱風扇，當柜內(nèi)溫度高于40℃±2℃時，散熱風扇自動運行散熱。
? 電纜的進線與出線置于箱體的底部。
? 柜體表面處理采用磷化酸洗和靜電粉噴工藝（或不銹鋼拉絲工藝），外觀美觀大方、防腐蝕能力強。
? 柜前上方可配儀表窗和信號燈，能實現(xiàn)對電路進線控制保護和監(jiān)測等功能。
? 如主母線安裝于絕緣框上，可根據(jù)用戶需要加裝母線防護罩，防止有異物墜落造成主母線短路和人身觸電的惡性事故，中性母線置于柜下方絕緣子上。
? 額定絕緣電壓：交流1000V以下
? 額定工作電壓：交流380V 直流440V
? 額定工作頻率：50Hz
? 額定工作電流：630A以下
? 輔助電路額定工作電壓交流220V、380V、直流110V、220V
? 饋電電路最大額定電流：600A
? 柜體防護等級：IP55
| 配置及功能描述 | FH-XGK- | ||||||
| JG01 | JG02 | JG03 | JG04 | JG05 | JG06 | JG07 | |
| 柜體參數(shù) | |||||||
| 冷軋板箱體，酸洗磷化處理，噴塑，戶外RAL7035；4塊鍍鋅安裝板；留有通信及控制模塊的獨立安裝空間 | √ | √ | √ | √ | |||
| 不銹鋼柜體,304不銹鋼光亮拉絲，4塊鍍鋅安裝板。留有通信及控制模塊的獨立安裝空間 | √ | √ | √ | √ | |||
| 700寬*1800高*500深，板厚1.5mm,前后單開門,帶防雨棚，帶底座 | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ |
| 額外定制尺寸及箱型 | √ | ||||||
| 防護等級IP55 | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ |
| 帶2套散熱風扇，當柜內(nèi)溫度高于40℃時，散熱風扇自動運行散熱。 | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ |
| 帶文件盒，附繼電器、保險管等應急維修件 | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ |
| 前后帶燈，在光線不足的情況下，開門即亮燈。 | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ |
| 電量參數(shù) | |||||||
| 額定絕緣電壓：交流1000V以下 | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ |
| 額定工作電壓：交流380V 直流440V | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ |
| 額定工作頻率：50Hz | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ |
| 額定工作電流：630A以下 | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ |
| 輔助電路額定工作電壓交流220V、380V、直流110V、220V | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ |
| 饋電電路最大額定電流：400A | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ |
| 擴展功能 | |||||||
| 帶光纖遠程通信接口，光纖通信防雷、防鼠、抗干擾、通信速度快 | √ | √ | √ | √ | √ | ||
| 具有通信掉線狀態(tài)檢測功能，實時對每臺景觀照明配電亭的通信狀態(tài)進行檢測，一旦有通信不暢監(jiān)控主機立刻感知并報警。 | √ | √ | √ | √ | √ | ||
| 具有總電量檢測功能（三相電壓、電流、功率、頻率、電度），便于業(yè)主對負荷進行調(diào)度、管理 | √ | √ | √ | ||||
| 具有開關(guān)分合閘狀態(tài)檢測功能，用戶隨時可知道開關(guān)分合閘狀態(tài)，并可查詢歷史分合閘操作時間 | √ | √ | √ | ||||
| 具有各分支回路電流監(jiān)測功能，管理人員隨時知道每一回路用電工況以及該回路電流是否超限 | √ | √ | √ | ||||
| 具有柜內(nèi)溫濕度監(jiān)控功能，用戶隨時可知道柜內(nèi)溫濕度是否正常 | √ | √ | √ | ||||
| 具有柜門開關(guān)狀態(tài)檢測功能，用戶隨時可以知道柜門是否非授權(quán)打開，保障安全 | √ | √ | √ | ||||
| 具有浸水檢測功能，對惡劣天氣等特殊原因積水進行檢測，超過警戒線即刻報警，便于防災管理。 | √ | √ | √ | ||||
| 帶冷熱空調(diào)功能，對極端氣候地區(qū)，根據(jù)室外溫度變化自動調(diào)節(jié)柜內(nèi)溫度。 | √ | ||||||
| 具有電浪涌保護器狀態(tài)指示功能，因每次打雷都會對浪涌保護器進行沖擊，浪涌保護器一旦擊穿，立刻有告警信息。帶雷擊次數(shù)記錄功能，提醒更換浪涌保護器；帶485接口，SPD損壞報警狀態(tài)的數(shù)據(jù)可以上傳至電腦，留存?zhèn)洳椴⒆鲌缶罁?jù)提醒更換，避免SPD起火。 | √ | √ | √ | ||||
| 配備景觀照明控制系統(tǒng)，帶繼電器輸入/輸出模塊，含交流接觸器控制回路 | √ | √ | √ | √ | √ | ||
三、控制系統(tǒng)介紹
結(jié)合傳統(tǒng)總線通信和無線通信傳輸?shù)膬?yōu)缺點，利用工業(yè)級的光電交換機，我們提出“光纖總線”的組網(wǎng)方式。光纖通信是現(xiàn)代通信的主要支柱之一，是世界新技術(shù)革命的重要標志和未來信息社會中主要的傳送工具。其特點有：
1、通信容量大、傳輸距離遠。一根光纖的潛在帶寬可達20THz，并且光纖的損耗極低，單模光纖損耗可低于0.25dB/km，這比任何傳輸媒質(zhì)的損耗都低。無中繼傳輸距離可達幾十、甚至上百公里。
2、信號干擾小、保密性能好。抗電磁干擾、傳輸質(zhì)量佳，電纜通信不能完全解決一些電磁干擾問題，唯有光纖通信不受任何電磁以及雷電干擾。光纖通信傳輸?shù)氖枪庑盘?，不會攜帶任何電信號，更不會有諧波干擾、感應電流、沖擊電流等影響，因此對兩端的模塊來說也是種保護。
3、光纖尺寸小、重量輕，便于鋪設(shè)和運輸，其價格也比較低廉，相對某些特制的總線，（如EIB總線）價格甚至更便宜；光纖材料來源豐富，環(huán)境保護好，有利于節(jié)約有色金屬銅。
4、光纜適應性強，壽命長，尤其是室外型鎧裝光纖，不但能應付惡劣的自然環(huán)境，還能防止鼠咬蟲蛀。
早期的光纖通信只能采用“點對點”的布線方式，需要從控制中心對每個分控設(shè)備都施放一條光纖，增加了施工難度的同時還極大的提高了工程造價，因此在工程使用中受到限制。但隨著新一代光電轉(zhuǎn)換技術(shù)的成熟，“光纖總線”或“光纖環(huán)網(wǎng)”的組網(wǎng)方式體現(xiàn)出了極大的優(yōu)勢，成為系統(tǒng)組網(wǎng)的不二之選。
下圖為某市河流風光帶景觀照明的控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓撲圖。該風光帶共有18臺景觀配電亭，根據(jù)實際情況，將其分為東西兩岸各9臺，然后再采用交叉(“跳花”)控制的方式各分成2條光纖總線（如河東岸1~9號配電亭分成1、3、5、7、9號一條總線，2、4、6、8一條總線），總共4條光纖總線，光纖采用室外單模4芯光纜。
采用交叉（“跳花”）的布線方式，能進一步保障控制的安全穩(wěn)定，因為即算有其中一條光纖損壞，其控制的燈光也只是間隔著不亮，能至少保證基本的照度要求，不至于一片區(qū)域全黑而造成事故。此時工作人員再去現(xiàn)場手動開燈和維護也有時間裕度和照度保證。
考慮到配電亭和景觀照明燈具是區(qū)域?qū)P(guān)系，而景觀照明配電亭內(nèi)有足夠的空間和良好的動力環(huán)境，因此我們建議將一個區(qū)域內(nèi)的景觀照明的控制單元和通訊單元都集中至配電亭內(nèi)，保證控制穩(wěn)定的同時也方便工作人員的手動操作和維護，更是為系統(tǒng)功能的靈活組合提供了無限的可能性。
為確保系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠，整套控制系統(tǒng)的核心部件全部采用工業(yè)級寬溫、寬壓設(shè)備，小到螺絲、線纜、接線端子、繼電器，大至控制模塊、交流接觸器、網(wǎng)絡(luò)配件、觸摸屏，全部滿足室外24×365小時全天候運行。下面就幾個主要配件進行簡介。
主要技術(shù)指標：
? TFT液晶屏、LED背光燈、65535真彩色
? 分辨率800×480、200cd/m2顯示亮度
? 處理器：Cortex-A8,600MHz；內(nèi)存：128M
? USB接口1主1從、2個串口，可擴展至4個，1個10/100M自適應網(wǎng)口，可擴展CAN口
? 工作溫度：0℃~45℃；工作濕度：5%~90%
? 輸入電壓：24±20%V DC，額定功率：5W
? 防護等級：IP65（前面板）、產(chǎn)品認證：CE/FCC、工業(yè)三級電磁兼容
? 壁掛安裝，任意按鍵均支持開關(guān)、場景
主要技術(shù)指標：
? 支持IEEE802.3/u/x存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式，支持最多5個10/100Base-TX電口、10/100M自適應功能。系統(tǒng)交換帶寬：1.0G，緩存64Kbits
? 輸入電壓：12~48VDC寬壓輸入，支持電源無極性
? 工作溫度：-40℃~75℃，存儲溫度：-40℃~80℃；工作濕度：5%~95%（無凝露）
? 防護等級：IP40，波紋式高強度金屬外殼
? 行業(yè)標準：
①EMI：FCC Part15，CISPR（EN55022)class A
②EMS：EN61000-4-2(ESD),Leve4；EN61000-4-3(RS),Leve3
EN61000-4-4(EFT),Leve4；EN61000-4-5(Surge),Leve4
EN61000-4-6(CS),Leve3；EN61000-4-8,Leve5
③沖擊：IEC 60068-2-27
④自由落體：IEC 60068-2-32
⑤震動：IEC 60068-2-6
? 產(chǎn)品認證： CE、FCC、RoHS、UL508
主要技術(shù)指標：
? RJ45網(wǎng)口，10M/100M自適應，支持TCP/IP、UDP、2個RS232/485串口，波特率：9600，N，8，1
? 支持IEC 61131-3標準編程環(huán)境
? 支持 Modbus TCP、RTU 協(xié)議、TCNET 協(xié)議、IEC870-5-104 協(xié)議
? 支持作為 Modbus 從站與上位機連接，作為Modbus 主站與采集模塊連接
? 工作電壓：220VAC，允許電壓范圍：90VAC~250VAC
? 輸出內(nèi)阻：約20歐；額定電流0.2A
? 工作溫度：-40℃~85℃，工作濕度：5%~95%（無凝露）
? 安裝方式：標準35mm導軌安裝或螺栓固定
有了穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)鏈路和控制元器件做保證，系統(tǒng)即可實現(xiàn)更多的功能來滿足日益提高的用戶需求。
本系統(tǒng)軟件提供豐富的功能復合組件，復合組件通過后臺標準化接口能夠?qū)崿F(xiàn)多個組件間的內(nèi)部對象化操作，來完成幾個組件的協(xié)同工作，組件具備豐富的方法、屬性，通過腳本可靈活的進行控制，也提供標準的趨勢曲線模板方便快速實現(xiàn)工程制作。提供了“類excel”操作方式的報表工具，可靈活的制作各類復雜格式報表，完成對實時、歷史和統(tǒng)計數(shù)據(jù)的查詢、顯示、打印和輸出。與.net技術(shù)無縫集成，支持WPF和WCF技術(shù)構(gòu)建3D圖形對象組件；強大的ActiveX控件對象容器，定義了全新的容器接口集，通過“腳本”可直接操作容器，調(diào)用對象的方法、屬性，方便系統(tǒng)的集成等等。
系統(tǒng)主要功能功能如下：
安全保護是現(xiàn)場應用系統(tǒng)不可忽視的問題，對于有多個用戶共同使用的應用工程，必須解決好授權(quán)與安全性的問題，系統(tǒng)必須能夠依據(jù)用戶的使用權(quán)限允許或禁止其對系統(tǒng)進行操作。
本軟件提供的安全管理主要包括：用戶級別管理、安全區(qū)管理、系統(tǒng)安全管理及工程加密管理。對界面上的對象設(shè)置訪問權(quán)限，同時給操作者分配訪問優(yōu)先級和安全區(qū)，運行時當操作者的優(yōu)先級小于對象的訪問優(yōu)先級或不在對象的訪問安全區(qū)內(nèi)時，該對象為不可訪問，即要訪問一個有權(quán)限設(shè)置的對象，要求先具有訪問優(yōu)先級，而且操作者的操作安全區(qū)須在對象的安全區(qū)內(nèi)時，方能訪問。
高級管理員可以在服務(wù)器軟件中創(chuàng)建四個級別的用戶：操作工級、班長級、工程師級和系統(tǒng)管理員級。其中操作工的級別最低而系統(tǒng)管理員的級別最高，高級別的用戶可以修改低級別用戶的屬性。
值班人員對于設(shè)備的控制主要采用定時啟停和用鼠標點控，無論哪種控制方式，軟件需要保證控制的靈活和簡單易行。
值班人員可以隨時對任意回路進行單獨的啟停控制。除此之外，用戶還可以對回路進行場景組合控制，如園區(qū)深夜的樹林、濕地內(nèi)部不需要照明，但人行道、車道以及標志等還是需要照明，此時可以把不需要的燈源關(guān)閉，把人行道等方向的燈源打開，這樣不僅節(jié)能環(huán)保，也更體現(xiàn)人性化管理理念。
值班人員可以對任意高桿燈的任意回路進行定時設(shè)置，可以完成多種燈光的的定時組合和場景設(shè)置。根據(jù)項目的實際工作需要，我們對每個回路增加了2組定時時間，如用戶可以設(shè)置凌晨5點開燈，至上午8點關(guān)燈，然后傍晚16:30開燈，至凌晨12:30關(guān)燈。2組定時時間的設(shè)置方式同樣也體現(xiàn)了人性化管理和節(jié)能環(huán)保的需求。
如果景觀配電亭內(nèi)安裝了智能電量儀或其他電量監(jiān)測設(shè)備，則可對各配電回路進行電量監(jiān)測。電量監(jiān)測不但能直觀的查看各個配電回路的用電情況，還能第一時間反應是否有燈泡燒壞、負載是否運行正常、三相是否平衡等情況。
為滿足系統(tǒng)無人值守或少人值守的要求，需要更加穩(wěn)定的報警觸發(fā)機制以及多選擇的報警輸出，針對戶外景觀照明控制系統(tǒng)有以下幾種觸發(fā)報警。
1、通訊報警。當系統(tǒng)任何一處網(wǎng)絡(luò)中斷超過30秒，即觸發(fā)報警。當通訊恢復是，報警解除。
2、配電亭入侵報警（可選）。將戶外景觀照明配電亭的門內(nèi)安裝門磁開關(guān)，當系統(tǒng)正常運行時，配電亭的門應該是正常關(guān)閉，如有人打開柜門即觸發(fā)報警。
3、水浸報警（可選）。由于景觀照明配電亭安裝于戶外，隨時可能面對惡劣的天氣條件，加上配電亭的進出線由地下管道進入，因此有可能在暴雨季節(jié)出現(xiàn)箱內(nèi)底部進水的情況，此時如果在箱內(nèi)底部合適位置安裝水浸感應繩，即可在第一時間報警通知工作人員，將事故處理在萌芽階段，避免造成更大損失。
4、電量參數(shù)越限報警（可選）。安裝了智能電量儀的景觀照明配電亭可以選擇設(shè)置過壓、過流以及浪涌保護器故障報警等，以便了解設(shè)備工作狀態(tài)，避免設(shè)備損壞。
系統(tǒng)同時擁有多種報警發(fā)送方式可選，如軟件聲光報警、手機短信報警等，管理人員可以根據(jù)需要選擇一種或多種方式組合。
一套完整的系統(tǒng)軟件可以自動用戶的每一步操作，其強大的數(shù)據(jù)庫功能，可以支持用戶操作的記錄查詢，記錄保存時間超過1年。
樣 板 工 程
1、長沙黃花國際機場停車場室內(nèi)外照明
2、長沙圭塘河風光帶景觀照明
3、湖南日報傳媒中心室外景觀照明
4、張家界梨子坪隧道照明及設(shè)備控制
6、北京劉海胡同33號院智能照明
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