人防工程自然光照明監控系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種人防工程自然光照明監控系統，具體涉及一種具有遠程自動控制、自動調節亮度等功能的人防工程自然光照明監控系統。要解決的技術問題是現有的人防工程難以實現遠程控制并達到好的節能效果。本實用新型包括PLC控制器、遠程上位機和自然光照明系統，所述的PLC控制器包括AI模塊和AO模塊，PLC控制器通過通訊網絡與遠程上位機相連；所述的自然光照明系統包括導光管照明裝置和調光裝置，還包括照度傳感器，所述的調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。采用這樣技術方案的本實用新型，節省日間照明消耗,通過遠程控制，方便監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控系統
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種照明系統，具體涉及一種適用于人防的，具有遠程自動控制、自動調節亮度等功能的人防工程自然光照明監控系統。
【背景技術】
[0002]當“低碳”成為建筑健康發展的內生力量時。節能建筑已不再是綠色建筑部品的簡單“堆砌”，而是更多地凝聚優質元素組合的力量，越發呈現出合理節能系統、有效節能管理的重要性;人防工程也向節能建筑發展，而且現在的人防工程既考慮到戰時防空的需要，又考慮到平時經濟建設、城市建設和人民生活的需要，具有平戰雙重功能。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，現代的導光管照明部分解決了人防工程的照明并達到節能效果的問題，但是由于人防工程的特殊性，需要考慮戰時的集中控制，并在斷電的情況下實現并遠程控制人防工程照明最基本問題，傳統的人防工程照明難以實現遠程控制并達到好的節能效果，也不能根據導光管所能達到的亮度調節室內照度，在對亮度要求底的休息室或對照度要求高的手術室等均不能做到實時調節，因此如何有效的監控人防工程的照明系統成為一個迫切需要解決的問題，且如果監控部門與被監控的人防工程地理位置較遠，或者是戰時難以進入人防建筑進行操作，則綠色能源難以實現有效控制。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型要解決的技術問題是現有的人防工程難以實現遠程控制并達到好的節能效果，也不能根據自然亮度調節照度，提供一種可以實現遠程和本地對照度的自動無極控制以達到好的節能效果的適用于人防控制的人防工程自然光照明監控系統。
[0004]為實現上述目的，本實用新型采用下述技術方案:一種人防工程自然光照明監控系統，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，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控制器通過通訊網絡與遠程上位機相連;所述的自然光照明系統包括導光管照明裝置和調光裝置，還包括照度傳感器，所述的調光裝置包括補光裝置，所述的導光管照明裝置包括依次連接的采光裝置、導光管和漫射器，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有調光模塊，所述調光模塊的輸入端與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控制器相連還設有觸摸屏，與遠程上位機相連設有監視器和聲光報敏翌
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[0010]采用上述技術方案的本實用新型把自然光捕捉并傳導到日間需要照明的地方，使其灑滿陽光，節省日間照明消耗。與市政電路或光伏發電系統結合使用，實現室內照明的無極控制，使人防工程向節能化發展，通過對照度的自動無極控制達到好的監控節能的效果；通過遠程控制，方便監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結構示意圖；
[0012]圖2是本實用新型自然光照明系統結構示意圖；
[0013]圖3是本實用新型自然光照明系統調光模塊接線結構示意圖；
[0014]圖4是本實用新型調光模塊的輸入電壓與輸出電流的對應關系圖。
【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通過通訊網絡與遠程上位機2相連;所述的自然光照明系統3包括導光管照明裝置31和調光裝置，還包括照度傳感器33，所述的調光裝置包括遮光裝置34和補光裝置35，所述的導光管照明裝置31包括依次連接的采光裝置311、導光管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模塊的數據和狀態進行一系列的處理后通過AO模塊輸出。導光管照明裝置31的采光系統是通過安裝在室外的采光裝置311捕獲室外的自然光，然后經過導光管312強化并高效傳輸后，由安裝在室內的漫射器313將自然光均勻導入室內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導入室內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用電回路上設有調光模塊，所述調光模塊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，使室內照明系統更加美觀。
[0017]除了補光裝置，本新型還可以根據需要增設遮光裝置，所述的遮光裝置設置在漫射器底部，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，電機可以根據用戶需求，通過就地開關或者PLC控制器設定的時間表運行，控制小型電機遮光片，對室內光照度進行調節，一般用于需要調節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、承重達40T，可以在表面做防滑設計，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管312連接處的墻體或地面上加裝防雨裝置，根據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計方便安裝時根據建筑結構任意調整角度安裝，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光管照明裝置31。所述的導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，使用導光管采光系統的建筑，可以降低80%以上的白天照明能耗，及10%以上的空調制冷消耗，大量減少二氧化碳的排放;系統實用壽命長，保守的使用壽命為25年以上;導光管采光系統的各部分材料均屬綠色材質，可以回收利用，不會對環境造成任何影響。
[0020]導入室內的光為漫射自然光，全光譜，無頻閃，無眩光，光照均勻，長期在這種環境下工作或學習對人眼和身心健康極為有利;采光罩表面帶有UV介質，可隔絕90%以上的紫外線，不會對室內物品產生影響及光污染現象;導光管照明系統可達到RW37db的隔音效果，可有效降低工業廠房的噪音污染。
[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。小凹透鏡組不產生分光現象，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，導光管越短分光越明顯可產生七彩虹現象，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相連設有監視器7和聲光報警器8。觸摸屏的設計便于在當地對PLC控制器的照明補光或遮光的時間表進行設定，達到更好的遠程及節能效果;通過監視器對照明系統進行監控，當發生故障時，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控照明回路運行情況，降低設備成本達到了遠程監控的效果。
[0023]所述的調光模塊的調整伏數為1-10V。調光模塊的輸入電壓與輸出電流的對應關系如圖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定能需要。
[0024]在PLC控制器上設定補光、遮光時間表和照度值，補光裝置和遮光裝置按照所設的時間表運行，照明時間表設定可以在遠程上位機上設定也可以在本地觸摸屏上進行設定。PLC控制器通過中間繼電器實現對每一路補光裝置和遮光裝置時間表控制。時間表的設定配合照度傳感器的使用，在時間表的運行時間內根據照度傳感器實測的照度值調整調光模塊的輸出電壓，減少不必要的浪費，起到節能的最好效果。
[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光模塊型號為PE45AA-45W-1-10V-LED，具體接線圖如3所示，調光模塊輸入端的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生相應變化，從而實現對亮度的調節。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控制器上設定的照度值來設定。在手動狀態下時，輸入電壓的大小與觸摸屏上的設定的照度值保持一致，在自動狀態下時，輸入電壓的大小與照度傳感器的檢測值成反比關系，即當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絡相連，遠程上位機采用統一的人機界面，使用EMS2000組態軟件二次編程，實現控制的可視化與顯示，自然光照明系統的遮光和補光裝置通過組態的變量字典一方面與PLC控制器通訊，一方面與數據庫通訊，實現數據的存儲、交換和控制。數據庫采用微軟的Access。可以實現如下功能:
[0027]①全功能:完善而嚴密的用戶帳號和權限管理，操作歷史記錄。用戶權限管理的機制是將用戶區分為不同的角色，同一角色的用戶擁有相同的權限。用戶級別有數量限制，同一級用戶的數量沒有限制；
[0028]②數據處理:可以存儲系統的各類歷史數據，數據的時間分辨率短，支持各種數據分析，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。在報警信號產生時，系統自動記錄報警的產生時間，和報警的具體內容。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備狀況，便于操作者管理；
[0030]④遠程協助:遠程訪問允許在異地的調試人員使用PC機，通過控制系統提供的遠程訪問服務直接進入系統進行調試；
[0031 ]⑤實現遠程數據采集及通信功能，實現軟件模塊化。
[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能公共建筑，眾所周知，公共建筑對室內的采光要求首先是舒適性，而且對室內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，室內體育及教育類場所，商業中心等)。導光管采光系統能很好滿足這類不同功用型建筑物的需求特點:第一，導光管導入室內的是自然冷光源、無頻閃，大部分的熱量和紫外線都被隔離在外，在裝有導光系統的室內，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，進入室內的照度可以根據建筑物內物品的陳設要求進行調整，非常適合用于各種高檔展廳，柔和的光線對其內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生色差。
[0033]對地下停車系統也同樣適用，由于地下停車系統對照明的要求是24小時不間斷的，一般照度要求在50-751X就可以滿足使用。導光系統在地下空間的適用度上具有無與倫比的高匹配性:首先，導光系統進入地下室的光是室外光的過濾，柔和舒適，使進出車庫的駕駛人員感受到的都是太陽光，能很好適應照度的改變，提高了在地下車庫的行車安全性;其次，導光管系統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，導入地下的光線依然明亮。
【主權項】
1.一種人防工程自然光照明監控系統，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(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)通過通訊網絡與遠程上位機(2)相連;所述的自然光照明系統(3)包括導光管照明裝置(31)和調光裝置，還包括照度傳感器(33)，所述的調光裝置包括補光裝置(35)，所述的導光管照明裝置(31)包括依次連接的采光裝置(311)、導光管(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.根據權利要求1所述的人防工程自然光照明監控系統，其特征在于:所述的補光裝置(35 )包括燈具(351 )，所述的燈具(351)用電回路上設有調光模塊，所述調光模塊(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.根據權利要求1所述的人防工程自然光照明監控系統，其特征在于:所述的采光裝置(311)為平板采光罩。4.根據權利要求1所述的人防工程自然光照明監控系統，其特征在于:所述的導光管(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.根據權利要求1所述的人防工程自然光照明監控系統，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.根據權利要求1所述的人防工程自然光照明監控系統，其特征在于:所述的與PLC控制器(I)相連還設有觸摸屏(6)，與遠程上位機(2)相連設有監視器(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