CN220402014U - 一种机坪照明装置的控制系统 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种机坪照明装置的控制系统，包括照明装置、边缘控制装置、通信装置和第一控制装置，其中，照明装置，设置于机坪的指定位置，用于提供照明；边缘控制装置，连接于所述照明装置，用于基于所述第一控制装置的第一控制信号控制所述照明装置的工作状态；通信装置，连接于所述边缘控制装置，用于实现所述边缘控制装置与第一控制装置的数据传输；第一控制装置，与所述通信装置通信，用于配置预设时间表并向所述机坪中对应区域的所述边缘控制装置发送包括所述预设时间表的所述第一控制信号；其中，所述边缘控制装置包括：保护电路、电源转换电路、控制电路和开关电路。

Description

一种机坪照明装置的控制系统

技术领域

本实用新型涉及照明技术领域，尤其涉及一种机坪照明装置的控制系统的控制技术。

背景技术

伴随着机场建设的机坪机位数量也不断上升，机坪呈现区域性分散发展。机坪的照明装置（例如高杆灯）的控制系统是机场供配电系统的重要组成部分，对机场的安全可靠运行和正常维护都起到重要作用。然而，传统的机坪照明装置由控制装置统一控制，使得对照明装置的控制不够灵活，照明装置不能独立地进行控制，也无法根据调度情况、照明需求的规律实现自动化地照明，不利于节约能源。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提出一种机坪照明装置的控制系统，以解决上述问题中的至少部分问题。

基于上述目的，根据本实用新型的第一方面，提供了一种机坪照明装置的控制系统，用于控制照明装置，所述边缘控制装置包括：保护电路，与交流电源连接，用于当异常情况发生时断开电路；电源转换电路，与保护电路连接，用于将交流电源输出的交流电压转换为直流电压，以提供工作电压；控制电路，与电源转换电路连接，用于接收来自上位机的控制指令和/或输出照明装置的控制信号；开关电路，连接至控制电路和照明装置之间，包括至少一个开关，每个开关连接至对应的照明装置，用于基于控制信号对应的编码信号控制对应的开关，从而控制照明装置的开启或关闭。

从上面所述可以看出，本实用新型提供的边缘控制装置的控制系统，基于每个照明装置对应地设置边缘控制装置，能够实现照明装置地独立控制；同时还能从第一控制装置获取配置的预设时间表实现各个区域的照明装置的自动定时开关，实现根据照明需求规律的自动化照明。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据本实用新型实施例的机坪照明装置的控制系统的示意性原理图。

图2示出了根据本公开实施例的保护电路的示意图。

图3示出了根据本公开实施例的电源转换电路的示意图。

图4示出了根据本公开实施例的控制电路的示意图。

图5-图7示出了根据本公开实施例的8路、6路、4路开关电路的示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。

需要说明的是，除非另外定义，本实用新型实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

现有的照明控制系统中照明控制柜都在室外机坪，且机场所在区域大多属于雷区，而传统总线传输为电流信号，即使存在屏蔽保护造施也很难杜绝“感应雷”等干扰现象发生，再加上总线传输模块自身的防雷击功能不够强大，因此在实际应用中，系统经常遭到损坏。尤其在夏季，总线传输模块受到雷击而损坏或“死机”的现象时有发生；而在北方严寒的冬季，没有防护措施的模块工作温度也难满足工作环境要求。

此外，每个照明装置一般需要检测的变量很多，例如控制、监测、报警等变量，所以对于大型机场的整个照明系统的数据量检测点非常大。这种过大的数据量容易造成通讯不稳定，导致数据阻塞或“丢包”。使得在传统应用中为保证主要的控制功能正常使用，常常将其他如电量检测、状态反馈等等功能舍弃或局部少量采用，造成了照明数据的采集不全面，进而无法对照明装置数据进行全面地统计，不利于优化照明装置的控制。同时，每个照明装置都由控制装置统一控制，不能实现独立地控制。

而且，机场飞行区照明能耗约占机场总能耗的13%-15%，传统的照明控制系统是封闭系统，然而随着大数据的发展，传统的照明控制系统无法充分利用大数据的优势，无法定制或开放接口与机场内其他自控制系统互联互通实现系统联动，更无法根据实际航班等情况实现信息联动，来减少能源浪费、光污染、炫光等问题。

基于上述考虑，根据本实用新型实施例，提供了一种机坪照明装置的控制系统。参见图1，图1示出了本实用新型实施例的机坪照明装置的控制系统的示意性原理图。如图1所示，机坪照明装置的控制系统100，包括照明装置110、边缘控制装置120、通信装置130和第一控制装置140；其中，

照明装置110，设置于机坪的指定位置，用于提供照明；

边缘控制装置120，连接于所述照明装置110，用于基于所述第一控制装置140的第一控制信号控制所述照明装置110的工作状态；

通信装置130，连接于所述边缘计算装置120，用于实现所述边缘控制装置120与第一控制装置140的数据传输；

第一控制装置140，与所述通信装置130通信，用于配置预设时间表并根据预设时间表向所述机坪中对应区域的所述边缘控制装置120发送所述第一控制信号。

其中，可以在第一控制装置140处以周或月等单位时间配置各个区域的照明装置的开启时间和关闭时间的预设时间表。在一些实施例中，第一控制装置140可以根据该预设时间表向对应的边缘控制装置120发送第一控制信号，边缘控制装置120根据该第一控制信号控制照明装置110的开启或关闭或亮度。在一些实施例中，第一控制装置140可以将该预设时间表发送至对应的边缘控制装置120，边缘控制装置120根据该预设时间表控制对应的照明装置110的开启或关闭或亮度，从而实现了每个照明装置都可以由边缘控制装置独立地控制。也就是说，对于不同的照明装置，预设时间表可以不同，例如第一控制装140将对应的预设时间表A分发至对应的边缘控制装置120a后，边缘控制装置120a根据预设时间表A控制对应的照明装置L-A；第一控制装置140将对应的预设时间表B分发至对应的边缘控制装置120b后，边缘控制装置120b根据预设时间表B控制对应的照明装置L-B。

具体地，昼间，所有机坪照明装置均不开启。夜间，机坪照明装置根据机位使用状态开启对应灯具提供照明：所有机位自动开启少量预设照明装置（可调节）提供基础照明，使用机位则额外开启适宜数量照明装置提供符合照度要求的标准照明，仅在特殊天气下为使用中的机位开启全部照明装置提供全额照明；航空器推出后则仅保留基础照明装置，关闭额外照明装置。昼间，夜间所有开启照明装置自动熄灭。所有照明装置根据实时数据计算结果自动启闭，若有特殊启闭需求，可以手动控制。

在一些实施例中，预设时间表可以是一个或多个。其中，每个预设时间表可以包括区域、所述区域的照明装置、开启时间和亮度、关闭时间等信息。进一步地，还可以实现分时段不同亮度的控制，即预设时间表中还可以包括多个开启时间段和每个开启时间段对应的亮度，从而实现多样化地照明，以满足不同的照明需求。

在一些实施例中，照明装置110可以是设置于机坪各个区域的高杆灯。具体地，机坪通常包括多个区域，每个区域均按实际情况设置有多个高杆灯，以为该区域中工作的航空器、车辆等提供照明。

在一些实施例中，边缘控制装置120可以包括：

保护电路121，与交流电源连接，用于当异常情况发生时断开电路；

电源转换电路122，与保护电路121连接，用于将交流电源输出的交流电压转换为直流电压，以提供工作电压；

控制电路123，与电源转换电路122连接，用于接收来自上位机的控制指令和/或输出照明装置的控制信号；

开关电路124，连接至控制电路123和照明装置之间，用于基于控制信号控制对应的照明装置的开启或关闭。

其中，该边缘控制装置120可以控制照明装置110的工作状态，例如开启照明、关闭照明、调节照明亮度、色温等等。边缘控制装置120不仅可以控制照明装置110的开启或关闭的状态，可以接收来自其他设备的参数数据并将这些参数数据写入，还具有电流、时间计算、故障判断等功能。

在一些实施例中，保护电路121可以包括断路器。例如延时断路器，可以在电路中发生异常（例如短路故障等）时断开电路，以进行异常保护。在一些实施例中，保护电路121还可以包括防雷结构。例如，接地装置或避雷针。传统的机坪照明装置的控制柜设置在户外，防雷性能较差，降低了在环境条件恶劣的条件下工作的可靠性。鉴于此，系统100的主进开关、通信装置等也可以设置防雷结构。这样可以实现系统的多重防雷，提高系统的防雷特性。参见图2，图2示出了根据本公开实施例的保护电路的示意图。图2中，交流电源（未示出）经由L、N线输出交流信号，PE线为接地线，交流信号经过设置于L、N线上的断路器输出至电源转换电路。

在一些实施例中，电源转换电路122可以包括交直变换器。参见图3，图3示出了根据本公开实施例的电源转换电路的示意图。图3中，交直変换器的电源连接至图2中L、N、PE线的输出，将交流信号转换为直流信号DC+_C、DC-_C和直流信号DC+_T、DC-_T。其中，直流信号DC+_C、DC-_C输出至控制电路123以为控制电路123提供工作电源，例如24V或18V直流信号。直流信号DC+_T、DC-_T输出至通信装置以为其提供工作电源。

在一些实施例中，控制电路123可以包括PLC控制电路或有计算能力的装置，例如处理器等。参见图4，图4示出了根据本公开实施例控制电路的示意图。图4中，控制电路123向开关电路124输出控制信号KNX+、KNX-。

在一些实施例中，开关电路124可以包括至少一路开关和信号端口，每路开关连接至照明装置。当开关闭合时照明装置启动照明，当开关断开时照明装置关闭照明。参见图5-图7，图5-图7分别示出了根据本公开实施例的8路、6路、4路开关电路的示意图。图5中，信号端口510接收控制信号KNX+、KNX-，例如编码信号“00110011”，则可以控制开关C、D、G和H开启，A、B、E和F关闭。相应地，端子1-2、3-4、9-10、11-12之间的照明装置关闭，端子5-6、7-8、13-14、15-16之间的照明装置开启照明。图6-图7与图5类似，在此不再赘述。应了解，上述示例仅为对开关电路进行说明，而不旨在对开关电路进行限制，开关电路还可以包括更少或更多路开关。进一步地，还可以将多个开关电路串联或并联连接，从而实现多种照明方式的控制。例如，可以将一个8路、6路、4路开关电路串联，则可以通过KNX信号控制对应的18路照明装置的照明状态。具体实施中，第一控制装置140可以配置照明装置的开启和关闭的预设时间表，则第一控制装置140可以将该预设时间表发送至边缘控制装置120的控制电路123，控制电路123则可以基于预设时间表在对应的时间输出相应的编码信号来控制各个照明装置的照明状态。

在一些实施例中，通信装置130可以包括有线通信装置和/或无线通信装置。进一步地，有线通信装置可以包括环网拓扑或菊花链拓扑的光纤网络。进一步地，无线通信装置可以包括基于4G/5G等无线通信方式的装置。更进一步地，在一些实施例中，通信装置130可以包括网络切换装置，用于当有线通信装置失效时，切换至无线通信装置，从而实现边缘控制装置120与第一控制装置140的数据传输。这样，对于通信可靠性要求高的情况，可以实现有线通信或无线通信的热备，相比于传统的机坪照明装置的控制中，通信方式不灵活且不能保证数据的稳定传输，本公开保证了数据通信的稳定性和可靠性。在一些实施例中，通信装置130可以独立设置，也可以设置在边缘控制装置120中，在此不做限制。

在一些实施例中，第一控制装置140可以包括具有计算能力的装置，例如上位机、处理器等。进一步地，第一控制装置140可以是服务器，例如采用B/S架构（即浏览器和服务器架构模）的照明管理平台，其可以支持Windows/Linux操作系统。根据不同机场具体需求，通过现有或定制化接口与机场内其他自控制系统（例如机场调度系统）互联互通。

具体地，第一控制装置140还可以记录用户操作日期时间、事件类型、事件描述、变量、变量描述、新值、旧值、成功标记、操作员等信息；支持创建用户、修改用户权限(权限支持分级)、修改用户密码、删除用户等操作，为优化整个控制系统提供全面的数据基础。

在一些实施例中，还可以设置第二控制装置150，用于在第一控制装置140发送故障时，替换该第一控制装置140的工作。也就是说，第二控制装置150可以是冗余服务器，以进一步提高照明控制系统的可靠性。

在一些实施例中，所述第一控制装置还根据航班实时数据向所述边缘控制装置发送第二控制信号，以控制所述照明装置的工作状态；其中，

当所述航班实时数据指示第一区域的航空器到达时，所述第二控制信号为第一电平信号，所述第一区域的照明装置开启照明；

或者，

当所述航班实时数据指示第二区域的航空器离开时，所述第二控制信号为第二电平信号，所述第二区域的照明装置关闭照明。

具体实施中，当某一区域A的航空器到达时，第一控制装置向该区域A的边缘控制装置发送开启照明装置的控制信号C_A，该控制信号C_A可以是对应的编码信号，则边缘控制装置直接根据该编码信号控制第一区域A的各个照明装置对应的各路开关闭合，该区域A的照明装置点亮。该控制信号C_A可以是用于指示哪些照明装置开启哪些照明装置熄灭的指示信号，边缘控制装置根据该指示信号生成编码信号，再经由该编码信号控制区域A的照明装置。

当该区域A的航空器离开后，第一控制装置向该区域A的边缘控制装置发送关闭照明装置的控制信号C_B，该控制信号C_B可以是对应的编码信号，则边缘控制装置直接根据该编码信号控制第一区域A的各个照明装置对应的各路开关断开，该区域A的照明装置熄灭。同样地，该控制信号C_B可以是用于指示哪些照明装置开启哪些照明装置熄灭的指示信号，边缘控制装置根据该指示信号生成编码信号，再经由该编码信号控制区域A的照明装置。

其中，第一区域和第二区域仅为说明，并不旨在对某一区域进行限制，二者可以相同也可以不同。根据本实用新型的系统，可以与机场调度系统互相联通，则可以从机场调度系统中获取航班实时数据，根据航班到达或离开的时间控制该航班对应区域的照明装置开启或关闭。本实用新型的机坪照明装置的智能运行模式通过航班实时数据实时地计算判断机位使用状态，进而下发控制信号至机坪照明装置，实现机坪照明装置在航空器入位前开启、推出后关闭的智能分级启闭功能。

在一些实施例中，所述第一控制装置设置有手动开关，用于手动控制对应区域的所述照明装置的工作状态；其中，

所述手动开关处于导通状态时，所述第一控制装置向对应区域的所述边缘控制装置发送第三电平信号，所述边缘控制装置控制所述照明装置开启照明；

或，

所述手动开关处于关断状态时，所述第一控制装置向对应区域的所述边缘控制装置发送第四电平信号，所述边缘控制装置控制所述照明装置关闭照明。

其中，还可以通过手动开关控制照明装置的开启、关闭、亮度等工作状态。例如可以手动控制某个单独的照明装置，也可以控制某个区域的照明装置。

在一些实施例中，所述第一控制装置设置有半灯开关。其中，半灯开关可以是指满足现场照度需求的前提下开启最少数量的照明装置，一般该数量占总照明装置数量的一半左右。具体地，用户可以手动触发该半灯开关，半灯开关处于导通状态时，所述第一控制装置向对应区域的所述边缘控制装置发送第五电平信号，所述边缘控制装置控制对应区域的预设比例的所述照明装置开启照明；该预设比例可以是所述对应区域的照明装置数量的50%。半灯开关处于断开状态时，所述第一控制装置向对应区域的所述边缘控制装置发送第六电平信号，所述边缘控制装置控制对应区域的预设比例的所述照明装置关闭照明。从而在满足现场照明需求的同时，节省能源。

在一些实施例中，系统100还包括：

数据采集装置，连接于所述照明装置，用于采集所述照明装置的工作参数；

所述第一控制装置还用于经由所述通信装置接收所述数据采集装置的所述工作参数，并基于所述工作参数统计所述照明装置在单位时间段内的如下至少一个统计参数数据：自动开启总时长、手动开启总时长、能耗或碳排放量。

其中，工作参数可以指照明装置的自动开启时间、自动关闭时间、手动开启时间、手动关闭时间、消耗的能量等。经过对单位时间段（例如周、月、季度、年等）的工作参数统计，可以计算单位时间段内照明装置的自动开启总时长、手动开启总时长、能耗或碳排放量等统计参数数据。例如，自动开启总时长统计：按周累计照明装置自动开启的时长总和；手动开启时间统计：按周统计照明装置手动开启的时长总和；能耗统计：按周统计照明装置的能耗数据；碳排计算：按周根据能耗数据统计碳排量。这样可以将照明装置的实际能耗值与理论能耗值，以日、周、月、季度、年等时间周期，对所有照明装置进行能耗的统计，为节能减排中的优化工作提供全面的数据基础。

在一些实施例中，系统100还包括：显示装置，连接于所述第一控制装置，用于显示所述统计参数数据。例如，显示装置可以是显示器，可以进一步以图或表的形式显示统计参数数据，以便于更直观地了解照明装置的运行情况。

在一些实施例中，系统100还包括：报警装置，用于当所述照明装置、通信装置或第一控制装置发生故障时报警。例如，设备故障报警：照明装置的故障报警；控制失效报警：照明装置的启动故障报警；通讯异常报警：通信网络故障（例如Modbus TCP连接状态异常）报警。

在一些实施例中，所述工作参数包括环境亮度，所述边缘控制装置120还与所述数据采集装置连接，并根据所述环境亮度控制所述照明装置的亮度。

具体地，边缘控制装置120可以经由通信装置所形成的宽温的物联网（Internetof Things，IoT）获取数据采集装置采集的环境亮度，从而控制照明装置的照明亮度。例如环境亮度比较亮，能够满足照明需求时可以减小照明装置的亮度；环境亮度比较暗，不能满足照明需求时可以增加照明装置的亮度，这样可以在满足不同机位及路侧照明需求的同时，节约能源、避免浪费。

根据本实用新型提供的机坪照明装置的控制系统，采用宽温设计，能适应-40℃到70℃的环境条件，采用具有高防雷特性的元器件及网络结构，最大限度的避免雷击造成的设备损坏及影响。既可采用环网或菊花链式光纤通讯，也可以采用无线通讯方式。在保证通讯稳定性的前提下，根据机场实际情况选择适合的通讯方式，对于改造的机场可以最大程度的保护投资。还可以自动与机场航调度管理系统数据互通，实现智能照明控制系统与机场调度管理系统的无缝连接和有效联动。能够根据实际需求实现自动航班联动、定时开闭、手动开闭等不同场景模式。根据日照亮度，自动调节灯源亮度、色温，杜绝能源浪费。以及监控照明装置的碳排放数据，有利于优化照明装置的控制以降低碳排放。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围（包括权利要求）被限于这些例子；在本实用新型的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本实用新型的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

本实用新型的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种机坪照明装置的控制系统，其特征在于，包括照明装置、边缘控制装置、通信装置和第一控制装置，其中，

照明装置，设置于机坪的指定位置，用于提供照明；

边缘控制装置，连接于所述照明装置，用于基于所述第一控制装置的第一控制信号控制所述照明装置的工作状态；

通信装置，连接于所述边缘控制装置，用于实现所述边缘控制装置与第一控制装置的数据传输；

第一控制装置，与所述通信装置通信，用于配置预设时间表并向所述机坪中对应区域的所述边缘控制装置发送包括所述预设时间表的所述第一控制信号；

其中，所述边缘控制装置包括：

保护电路，与交流电源连接，用于当异常情况发生时断开电路；

电源转换电路，与保护电路连接，用于将交流电源输出的交流电压转换为直流电压，以提供工作电压；

控制电路，与电源转换电路连接，用于接收来自上位机的控制指令和/或输出照明装置的控制信号；

开关电路，连接至控制电路和照明装置之间，包括至少一个开关，每个开关连接至对应的照明装置，用于基于控制信号对应的编码信号控制对应的开关，从而控制照明装置的开启或关闭。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一控制装置还根据航班实时数据向所述边缘控制装置发送第二控制信号，以控制所述照明装置的工作状态；其中，

当所述航班实时数据指示第一区域的航空器到达时，所述第二控制信号为第一电平信号，所述第一区域的照明装置开启照明；

或者，

当所述航班实时数据指示第二区域的航空器离开时，所述第二控制信号为第二电平信号，所述第二区域的照明装置关闭照明。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一控制装置设置有手动开关，用于手动控制对应区域的所述照明装置的工作状态；其中，

所述手动开关处于导通状态时，所述第一控制装置向对应区域的所述边缘控制装置发送第三电平信号，所述边缘控制装置控制所述照明装置开启照明；

或，

所述手动开关处于关断状态时，所述第一控制装置向对应区域的所述边缘控制装置发送第四电平信号，所述边缘控制装置控制所述照明装置关闭照明。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：

数据采集装置，连接于所述照明装置，用于采集所述照明装置的工作参数；

所述第一控制装置还用于经由所述通信装置接收所述数据采集装置的所述工作参数，并基于所述工作参数统计所述照明装置在单位时间段内的如下至少一个统计参数数据：自动开启总时长、手动开启总时长、能耗或碳排放量；

其中，所述工作参数包括环境亮度，所述边缘控制装置还与所述数据采集装置连接，并根据所述环境亮度控制所述照明装置的亮度。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，

显示装置，连接于所述第一控制装置，用于显示所述统计参数数据。

6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，还包括：

报警装置，用于当所述照明装置、通信装置或第一控制装置发生故障时报警。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：

第二控制装置，用于在第一控制装置发生故障时，替换所述第一控制装置工作。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述通信装置包括：

有线通信装置，包括环网拓扑或菊花链拓扑的光纤网络；和/或，无线通信装置。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述通信装置还包括：

网络切换装置，用于当所述有线通信装置失效时，切换至所述无线通信装置。