CN107592706B - 盾构施工中隧道的照明节能控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种盾构施工中隧道的照明节能控制装置，包括总配电箱、分配电箱、若干集成LED灯管、应急灯、灯具工作模式遥控器、电瓶车测速报警模块和报警速度设定遥控器；所述总配电箱通过主电缆连接至所述分配电箱，所述分配电箱通过副电缆分别连接至所述集成LED灯管和应急灯,所述灯具工作模式遥控器无线连接至所述集成LED灯管；所述报警速度设定遥控器无线连接至所述电瓶车测速报警模块，所述电瓶车测速报警模块安装于电瓶车上。本发明采用智能控制器控制LED灯具亮灭，有人和车时灯全亮，无人和车时灯微亮，实现了按需亮灯，节约了电能。
Description
技术领域
本发明涉及一种盾构施工中隧道的照明节能控制装置。
背景技术
随着国内地铁行业的快速发展，盾构工程项目的增多，安全可靠的隧道照明对于盾构施工的顺利开展，人员的施工作业与安全，电瓶车辆的行走以及隧道内设备的维修有着至关重要的作用。
但是随着隧道里程的大大增加，隧道照明设备的能耗量也越来越大。目前国内隧道照明设备主要采用钠灯，金卤灯，节能灯等外加应急照明灯，以节能灯为例，5.4米直径隧道，40W节能灯得5米一个，以始发井到接收井里程约573米为例，那么需要安装114个灯，一年消耗的电能约4万度，每公里一年耗电7万度，一标项目盾构里程2.2公里，那么在5的耗电量约77万度，电费以1.2元计，总电费约92.4万元，节能灯使用寿命1年左右，所以五年得用5批灯共计2200个，一个节能灯价格50-100元，灯总花费11-22万，所以2.2公里隧道照明5年总费用约100万，可见是个不小的花费。
而且，目前的盾构施工隧道的照明设计，不管有无人员和车辆通过，所有照明灯具均每天24小时全功率开启，这是个很大的能源浪费。
发明内容
本发明的目的是解决目前盾构施工隧道的照明全天24小时不分工况地全功率开启，严重浪费能源的技术问题。
为实现以上发明目的，本发明提供一种盾构施工中隧道的照明节能控制装置，包括总配电箱、分配电箱、若干集成LED灯管、应急灯、灯具工作模式遥控器、电瓶车测速报警模块和报警速度设定遥控器；
所述总配电箱通过主电缆连接至所述分配电箱，所述分配电箱通过副电缆分别连接至所述集成LED灯管和应急灯；
所述灯具工作模式遥控器无线连接至所述集成LED灯管，以将所述集成LED灯管的工作模式设定为智能控制模式或手动控制模式；当为智能控制模式时，所述集成LED灯管的运行功率可调；当为手动控制模式时，所述集成LED灯管以全功率运行；
所述报警速度设定遥控器无线连接至所述电瓶车测速报警模块，用于设定电瓶车的报警速度M，当电瓶车实际运行速度m≥M时，所述电瓶车测速报警模块启动报警。
进一步地，所述集成LED灯管包括感应控制器和若干LED灯珠，所述灯具工作模式遥控器无线连接至所述感应控制器。
进一步地，所述感应控制器包括电源模块、运动检测传感器、单片机、MOS管和无线接收模块；
所述运动检测传感器的信号输出端连接至所述单片机的第一输入端口，所述单片机的PWM信号输出端连接至所述MOS管的栅极，所述MOS管的源极和漏极分别连接至各所述LED灯珠的两端；
所述灯具工作模式遥控器无线连接至所述无线接收模块的信号输入端，所述无线接收模块的信号输出端连接至所述单片机的第二输入端口；
所述电源模块分别连接至所述运动检测传感器、单片机、MOS管和无线接收模块。
进一步地，所述电瓶车测速报警模块包括光电传感器、控制器、声光报警器和数码管；
所述光电传感器的信号输出端连接至所述控制器的一个输入端，所述控制器的第一输出端连接至所述声光报警器，所述控制器的第二输出端连接至所述数码管，所述控制器的PWM信号输出端连接至所述MOS管的栅极。
进一步地，所述控制器的PWM信号输出端与所述MOS管的栅极之间串联有手动开关。
进一步地，所述集成LED灯管包括并联的96个LED灯珠。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明采用智能控制器控制LED灯具亮灭，有人和车时灯全亮，无人和车时灯微亮，实现了按需亮灯，节约了电能，具有以下优点：
1）该系统LED灯管采用MOS管控制，有全亮和微亮两种状态，这样既可以满足特殊需求，又可以节约电能。
2）该系统采用交流24V照明供电，增加了照明的安全性；
3）该系统有测速报警系统，可以及时将电瓶车不安全状态反映给作业人员以便迅速撤离；
4）该系统分配箱有三种备用电源280V、24V和220V，以满足不同现场需求；
5）该系统由于采用LED照明，所以寿命更长，且维护方便，一旦灯管有问题，替换损坏灯管即可。
附图说明
图1是本发明的原理框图；
图2是集成LED灯管的控制原理框图；
图3是电瓶车测速报警模块的原理框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
如图1-3所示，本发明的盾构施工中隧道的照明节能控制装置，包括一个160A总配电箱，三个60A分配电箱（图1中仅示意性给出其中一个分配电箱），600米5X6铜芯主电缆,2400米4平方铜芯电缆（红黑两种色），114个集成LED灯管，若干应急照明灯和灯具工作模式遥控器组成，其中每个集成LED灯管内部有感应控制器和96个LED灯珠，其中电瓶车测速报警模块安装在电瓶车上，超速时LED灯会以秒为周期闪烁报警，速度恢复正常后手动解除报警。
如图2所示，感应控制器包括电源模块、运动检测传感器、单片机、MOS管和无线接收模块，所有这些集成在一小块PCB板上。在智能模式下，当运动检测传感器检测到人或车的移动时，给单片机一个低电平信号，单片机通过逻辑运算输出PWM信号给MOS管，使MOS管驱动LED灯珠逐渐变亮，最后达到最亮，当运动检测传感器没有检测到人或电瓶车时，给单片机一个高电平信号，单片机通过运算后延时一段时间给MOS管一个PWM信号使灯珠逐渐变暗；当用灯具工作模式遥控器时，无线接收器收到手动模式信号，从而给单片机一个低电平信号，单片机运算后给MOS管一个PWM信号，使灯珠处于全亮状态，不受运动检测传感器影响，如果灯具工作模式遥控器给的是智能模式信号，则LED灯珠处于前面所述的智能模式。
如图3所示，电瓶车测速报警模块包括光电传感器、控制器、声光报警器和数码管，电瓶车不同转速时，光电传感器单位时间得到的脉冲数不同，光电传感器将不断给控制器输入脉冲，控制器对脉冲进行计数，并将计数值除以所用时间，然后将所得值m与用户通过报警速度设定遥控器操作的设定值M进行比较，如果m>=M,则控制器使声光报警器报警，同时隧道内的LED灯珠全部闪烁，提醒隧道工作人员撤离，当m<M时，则控制器使声光报警器关掉，并操作手段开关使LED灯珠停止闪烁，测速过程不断循环，随时检测电瓶车车速，并可以将车速显示到数码管上。
灯具选择功率更小理论寿命约5-6年的12W的集成LED灯管，使用三种工作模式：智能控制模式，手动控制模式和报警模式，平常以智能控制模式运行，即采用感应控制器，利用MOS管调节，使灯在有人或车通过时人或车附近的灯全功率亮，没有人和车的地方灯具处于2.5W的微亮状态，手动模式是当遇到紧急情况可使隧道内灯具全部处于全亮状态。由于大多数时间灯具处于智能控制模式，所以实现了按需求亮灯，减少了同时亮灯的数目和亮灯时间，减少了不必要的浪费。
增加了电瓶车测速，当电瓶车（是盾构机的配套设备，施工中运输沙石土方、材料、设备等专用的牵引机车）因溜车车速过高会启动警报，提醒人员安全撤离，当车速降下来后警报自动取消，这样既实现了节能照明又可以增加安全性，一举两得。
施工步骤如下：
步骤一：总配电箱安装于井口处，采用铁丝将配电箱固定于隧道管片螺栓上，并进行地线端子接地，电阻小于100欧姆，分配电箱每隔100米一个固定于管片螺栓上。
步骤二：管片螺栓上安装灯架，将镀锌线槽用螺栓固定于灯架上，线槽间采用连接片连接。
步骤三：等整个隧道线槽安装完后，敷设主电缆于线槽中，完成后敷设照明副电缆于线槽中，连接主电缆和主配电箱，主电缆和分配电箱，照明副电缆与分配电箱。
步骤四：安装集成LED灯管布于线槽上，采用螺栓连接，每5米一个，灯具安装完成后连接灯具和照明副电缆，接线工作全部完成后准备送电。
步骤五：先送电主配电箱，合分配电箱闸，测量变压器输出电压确认为24V后送24V电，然后调试运行。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (5)
1.盾构施工中隧道的照明节能控制装置，其特征在于，包括总配电箱、分配电箱、若干集成LED灯管、应急灯、灯具工作模式遥控器、电瓶车测速报警模块和报警速度设定遥控器；
所述总配电箱通过主电缆连接至所述分配电箱，所述分配电箱通过副电缆分别连接至所述集成LED灯管和应急灯；
所述灯具工作模式遥控器无线连接至所述集成LED灯管，以将所述集成LED灯管的工作模式设定为智能控制模式或手动控制模式；当为智能控制模式时，所述集成LED灯管的运行功率可调；当为手动控制模式时，所述集成LED灯管以全功率运行；所述集成LED灯管包括感应控制器和若干LED灯珠，所述灯具工作模式遥控器无线连接至所述感应控制器，所述感应控制器包括电源模块、运动检测传感器、单片机、MOS管和无线接收模块，在所述智能模式下，当所述运动检测传感器检测到人或车的移动时，向所述单片机发送低电平信号，所述单片机接收所述低电平信号通过运算后向所述MOS管发送PWM信号以驱动所述LED灯珠逐渐变亮；当所述运动检测传感器未检测到人或车的移动时，向所述单片机发送高电平信号，所述单片机接收所述高电平信号通过运算后延迟向MOS管发送PWM信号，以驱动所述LED灯珠逐渐变暗；
所述报警速度设定遥控器无线连接至所述电瓶车测速报警模块，用于设定电瓶车的报警速度M，当电瓶车实际运行速度m≥M时，所述电瓶车测速报警模块启动报警。
2.根据权利要求1所述的盾构施工中隧道的照明节能控制装置，其特征在于，所述运动检测传感器的信号输出端连接至所述单片机的第一输入端口，所述单片机的PWM信号输出端连接至所述MOS管的栅极，所述MOS管的源极和漏极分别连接至各所述LED灯珠的两端；
所述灯具工作模式遥控器无线连接至所述无线接收模块的信号输入端，所述无线接收模块的信号输出端连接至所述单片机的第二输入端口；
所述电源模块分别连接至所述运动检测传感器、单片机、MOS管和无线接收模块。
3.根据权利要求2所述的盾构施工中隧道的照明节能控制装置，其特征在于，所述电瓶车测速报警模块包括光电传感器、控制器、声光报警器和数码管；
所述光电传感器的信号输出端连接至所述控制器的一个输入端，所述控制器的第一输出端连接至所述声光报警器，所述控制器的第二输出端连接至所述数码管，所述控制器的PWM信号输出端连接至所述MOS管的栅极。
4.根据权利要求3所述的盾构施工中隧道的照明节能控制装置，其特征在于，所述控制器的PWM信号输出端与所述MOS管的栅极之间串联有手动开关。
5.根据权利要求1所述的盾构施工中隧道的照明节能控制装置，其特征在于，所述集成LED灯管包括并联的96个LED灯珠。
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