RU175522U1 - Automated Lighting Control Unit - Google Patents

Automated Lighting Control Unit Download PDF

Info

Publication number
RU175522U1
RU175522U1 RU2016109252U RU2016109252U RU175522U1 RU 175522 U1 RU175522 U1 RU 175522U1 RU 2016109252 U RU2016109252 U RU 2016109252U RU 2016109252 U RU2016109252 U RU 2016109252U RU 175522 U1 RU175522 U1 RU 175522U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
board
control unit
lighting control
automated lighting
automated
Prior art date
Application number
RU2016109252U
Other languages
Russian (ru)
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Институт высоких технологий Белгородского государственного университета"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Институт высоких технологий Белгородского государственного университета" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Институт высоких технологий Белгородского государственного университета"
Priority to RU2016109252U priority Critical patent/RU175522U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU175522U1 publication Critical patent/RU175522U1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B11/00Automatic controllers
    • G05B11/01Automatic controllers electric
    • G05B11/32Automatic controllers electric with inputs from more than one sensing element; with outputs to more than one correcting element
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08CTRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C17/00Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link
    • G08C17/02Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10Controlling the light source

Landscapes

  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)

Abstract

Блок автоматизированного управления освещением относится к энергосберегающим системам освещения и может быть использован для автоматизированного управления сетями наружного и цехового освещения. Устройство состоит из двух электронных плат, расположенных во влагозащищенном корпусе: плата логики (logic board) и плата ввода-вывода (I/O Board), соединенных между собой шиной данных в виде шлейфа проводов.Плата логики Logic Board содержит GSM-модуль, который выполняет роль центрального процессора, микроконтроллер (далее МК), осуществляющий запуск и перезагрузку GSM-модуля, а также обеспечивающий коммуникацию с платой ввода-вывода. Имеется также две SIM-карты, обеспечивающие надежность связи. Кроме того, на плате располагается разъем подключения соединительного шлейфа P3, USB-разъем и разъем программирования МК. GSM-модуль обеспечивает связь с сервером, производит прием команд управления или конфигурирования и передачу данных. Также он управляет работой МК и получает данные о состоянии дискретных входов от МК по последовательному порту I2C. МК по команде GSM-модуля выполняет управление выходами.Плата входов-выходов I/O Board содержит AC/DC сетевой преобразователь, DC/DC преобразователь для организации изоляции входов, два интерфейса RS-485. Кроме того, на плате находятся разъемы для подключения питания, датчиков, пускателей, разъем подключения соединительного шлейфа P3, а также 4 ионистора и их защитные диоды. На плате входов-выходов I/O Board можно разместить до 12 универсальных входов-выходов. Универсальность входов-выходов достигается установкой на плату тех или иных компонентов.Изделие размещено в пластиковом корпусе с креплением на DIN-рейку и прозрачной крышкой для удобства замены SIM-карт и контроля индикации. Для присоединения проводов или организации разъемного электрического соединения используются разрывные клеммники, что обеспечивает удобный монтаж, простой демонтаж и замену изделия.Принятые технические решения позволяют обеспечить достаточный уровень отказоустойчивости при эксплуатации устройства как в городе, так и в отдаленных местах. Решение обеспечивает работу в условиях с тяжелым климатом, на предельно низких температурах, а также при повышенной влажности или резком изменении климатических условий. Обеспечивает резервный канал связи, поддерживает работоспособность при плохом питании. Помимо этого, устройство позволяет наращивать функционал путем подключения дополнительных модулей по шине RS-485 (к примеру, управление каждым светильником или группой светильников посредством базовой станции и технологии PLC (power line communication). 4 з.п. ф-лы, 3 ил.The automated lighting control unit refers to energy-saving lighting systems and can be used for automated control of outdoor and workshop lighting networks. The device consists of two electronic boards located in a waterproof enclosure: a logic board and an I / O Board connected to each other by a data bus in the form of a cable loop. The Logic Board contains a GSM module, which It acts as a central processor, a microcontroller (hereinafter referred to as MK), which launches and reboots the GSM module, as well as provides communication with the I / O board. There are also two SIM cards that provide reliable communications. In addition, there is a P3 connector cable connector, a USB connector and an MK programming connector on the board. The GSM-module provides communication with the server, receives control or configuration commands and transfers data. It also controls the operation of the MK and receives data on the status of discrete inputs from the MK via the I2C serial port. MK on command of the GSM module performs the output control. The I / O Board I / O board contains an AC / DC network converter, a DC / DC converter for organizing input isolation, two RS-485 interfaces. In addition, the board contains connectors for connecting power, sensors, starters, a connector for connecting a P3 loop cable, as well as 4 ionistors and their protective diodes. The I / O Board I / O Board can accommodate up to 12 universal I / O. The versatility of inputs and outputs is achieved by installing certain components on the board. The product is located in a plastic case with a DIN rail mount and a transparent cover for easy replacement of SIM cards and indication control. Disconnectable terminal blocks are used to connect wires or organize a detachable electrical connection, which provides convenient installation, simple disassembly and replacement of the product. Adopted technical solutions make it possible to ensure a sufficient level of fault tolerance during operation of the device both in the city and in remote places. The solution provides work in conditions with a difficult climate, at extremely low temperatures, as well as in high humidity or a sharp change in climatic conditions. Provides a backup communication channel, maintains operability in case of poor power supply. In addition, the device allows you to increase functionality by connecting additional modules via the RS-485 bus (for example, controlling each lamp or a group of lamps using a base station and PLC (power line communication) technology. 4 zp files, 3 ill.

Description

Устройство относится к энергосберегающим системам освещения и может быть использовано для автоматизированного управления сетями наружного и цехового освещения.The device relates to energy-saving lighting systems and can be used for automated control of outdoor and workshop lighting networks.

Из уровня техники известны следующие технические решения.The following technical solutions are known from the prior art.

- Патент «Remote switch loop based on GPRS controller» (CN 202121846, МПК G08C 17/02; H05B 37/02, опубл. 18.01.2012). Полезная модель раскрывает дистанционный переключатель, основанный на контроллере GPRS. Дистанционный переключатель включает, главным образом контроллер GPRS, переключатель управления уличный фонарь и уличные фонари, которые в связи серии в порядке, в котором улицы переключатель контрольная лампа связано с источником питания, и уличные фонари связаны с проводами заземления. Преимущества включают в себя, что после концентрированной мониторинга контроллером GPRS, цикл дистанционный переключатель уменьшает, освещая время эффективно, удовлетворяя городской пейзаж освещения или фонарь требования, тем самым экономя большое количество электрической энергии.- Patent "Remote switch loop based on GPRS controller" (CN 202121846, IPC G08C 17/02; H05B 37/02, published 18.01.2012). A utility model discloses a remote switch based on a GPRS controller. The remote switch mainly includes a GPRS controller, a street lamp control switch and street lamps, which in connection with the series are in the order in which the street switch control lamp is connected to the power source, and the street lamps are connected to ground wires. Advantages include that after concentrated monitoring by the GPRS controller, the remote switch cycle reduces, lighting the time efficiently, satisfying the urban landscape lighting or lantern requirements, thereby saving a large amount of electrical energy.

Недостатком данной модели является отсутствие возможности мониторинга низковольтных комплексных устройств, исполняющих роль питающего узла, которые применяются для построения сетей уличного освещения на территории Российской Федерации.The disadvantage of this model is the inability to monitor low-voltage complex devices that act as a supply node, which are used to build street lighting networks in the Russian Federation.

- «Street lamp control system constructed based on GPRS (General Packet Radio Service) wireless network» (CN 102307416, МПК G08C 17/02; H05B 37/02; H05B 37/03, опубл. 04.01.2012). Изобретение раскрывает систему управления лампы улица, построенный на основе GPRS (General Packet Radio Service) беспроводной сети. Система управления лампы улицы в основном содержит центральную мониторинга системы, системы GPRS сети и системы фонарь управления поле, которое последовательно соединенные последовательно, в которой центр системы мониторинга содержит сетевой маршрутизатор, процессор и память, которые последовательно соединенные серии; и сети маршрутизатор подключен к GPRS с сетевой системы. Изобретение имеет то преимущество, что система контрольная лампа улица могут быть использованы для мониторинга информации о параметрах, проведение единой точки независимый контроль, поддерживая контроль группы, разгрузки вверх по течению данные для автоматического анализа и может быть связано с внешним оборудованием.- "Street lamp control system constructed based on GPRS (General Packet Radio Service) wireless network" (CN 102307416, IPC G08C 17/02; H05B 37/02; H05B 37/03, published 04.01.2012). The invention discloses a street lamp control system built on the basis of a GPRS (General Packet Radio Service) wireless network. The street lamp control system basically contains a central monitoring system, a GPRS network system and a streetlight control system field that is connected in series, in which the center of the monitoring system contains a network router, processor and memory, which are connected in series; and the network router is connected to GPRS from the network system. The invention has the advantage that the street warning lamp system can be used to monitor parameter information, conduct a single point independent monitoring, supporting group monitoring, unloading upstream data for automatic analysis and can be connected to external equipment.

Данная модель, в отличие от представленной выше, уже может применяться и для мониторинга параметров питающих узлов, но имеет существенный недостаток в том, что используется только один канал связи GPRS. При отсутствии связи через одного провайдера система не сможет связаться с сервером и передать данные на диспетчерский пульт, а также такой системой невозможно будет управлять дистанционно. Эта проблема особенно актуальна для отдаленных территорий Российской Федерации, где зачастую наблюдается не очень высокий уровень сигнала сотовых операторов.This model, unlike the one presented above, can already be used for monitoring the parameters of the supply nodes, but it has a significant drawback in that only one GPRS communication channel is used. In the absence of communication through one provider, the system will not be able to contact the server and transfer data to the dispatching console, and it will also be impossible to control such a system remotely. This problem is especially relevant for remote areas of the Russian Federation, where the signal level of mobile operators is often not very high.

Кроме того, известен патент «Энергосберегающий беспроводной контроллер управления уличным освещением» (RU 128813, МПК H05B 37/02, опубл. 27.05.2013). Полезная модель относится к области сбора информации и дистанционного управления территориально удаленными объектами, такими как светильники на столбах, а также другими приборами в сетях уличного освещения и последующей обработки результатов, полученных в результате сбора информации, и выдачу результатов анализа в виде графиков, таблиц и диаграмм. Техническим результатом является экономия электроэнергии в сетях уличного освещения и обеспечение автоматического управления включением и выключением светильников на столбах и линий освещения. Технический результат достигается за счет того, что включение и выключение светильников осуществляется согласно уровню естественной освещенности и заданному алгоритму, а также за счет того, что в заданное время производится отключение светильников в линиях освещения через столб, а также производится отключение одной секции светильников при использовании двухсекционных или двухламповых светильников.In addition, the patent “Energy-saving wireless controller for street lighting control” is known (RU 128813, IPC H05B 37/02, published on 05.27.2013). The utility model relates to the field of information collection and remote control of geographically remote objects, such as lamps on poles, as well as other devices in street lighting networks and the subsequent processing of the results obtained as a result of information collection, and the issuance of analysis results in the form of graphs, tables and diagrams . The technical result is the saving of electricity in street lighting networks and the provision of automatic control on and off of lamps on poles and lighting lines. The technical result is achieved due to the fact that the switching on and off of the lamps is carried out according to the level of natural illumination and the given algorithm, as well as due to the fact that at the specified time the lamps are switched off in the lighting lines through the pole, and also one section of the lamps is turned off when using two-section or two-lamp fixtures.

Недостатком данной полезной модели является то, что представленный блок управляет только двумя отходящими линиями, что может создавать несимметрию токов в трехфазных сетях питания, обусловленную неравенством нагрузки по фазам (перекос фаз), и негативно сказываться на качестве питания в линиях освещения.The disadvantage of this utility model is that the presented unit controls only two outgoing lines, which can create asymmetry of currents in three-phase power supply networks, due to phase load inequality (phase imbalance), and adversely affect the quality of power in lighting lines.

«Способ и система для управления электрическим оборудованием, в частности системой освещения» (RU 2474030, МПК H02J 13/00, H05B 37/02, опубл. 27.01.2013) используется в области электротехники. Техническим результатом использования изобретения является увеличение дальности передачи данных и скорости обмена. Способ заключается в том, что обмен данными между светильниками и модулем связи исполнительного пункта проводят посредством информационных пакетов с закодированной информацией согласно протоколу обмена, одновременно на все светильники, которые постоянно находятся в состоянии приема, в любой момент времени, не синхронизируя их начало передачи с какими-либо параметрами сети электропитания."A method and system for controlling electrical equipment, in particular a lighting system" (RU 2474030, IPC H02J 13/00, H05B 37/02, publ. 01.27.2013) is used in the field of electrical engineering. The technical result of the use of the invention is to increase the range of data transmission and exchange rate. The method consists in the fact that the data exchange between the fixtures and the communication module of the executive point is carried out by means of information packets with encoded information according to the exchange protocol, simultaneously to all fixtures that are constantly in the receiving state, at any time, without synchronizing their start of transmission with which Either the parameters of the power supply network.

Недостатком изобретения является то, что оно направлено на управление светильниками, что требует монтажа дополнительного принимающего оборудования в каждый светильник, а следовательно, значительно удорожает решение в целом. Также из-за неизбежного затухания сигнала управления светильниками на расстоянии это решение не применимо на протяженных линиях электропередач, таких как автомагистрали и автодороги.The disadvantage of the invention is that it is aimed at controlling the fixtures, which requires the installation of additional receiving equipment in each fixture, and therefore, significantly increases the cost of the solution as a whole. Also, due to the inevitable attenuation of the control signal of luminaires at a distance, this solution is not applicable on long power lines, such as highways and highways.

Наиболее близким техническим решением является патент «Remote switch loop based on general packet radio service (GPRS) controller » (CN 102316639, МПК G08C 17/02; H05B 37/02, опубл.11.01.2012). Изобретение раскрывает дистанционного переключателя цикл, основанный на пакетной радиосвязи общего пользования (GPRS) контроллер, который в основном состоит из контроллера GPRS, контрольная лампа улица переключателя и уличных фонарей, в котором контроллер GPRS, переключатель управления фонарь и уличные фонари последовательно соединена последовательно, улица переключатель контрольная лампа также связан с источником питания, и, кроме того, уличный фонарь связано с заземляющим проводом. Цикл дистанционный переключатель имеет то преимущество, что на основе комплексного мониторинга контроллера GPRS, городской пейзаж освещения или фонарь требование удовлетворяется, одновременно, и время работы лампы освещение эффективно уменьшается, поэтому большое количество электрической энергии сохраняется.The closest technical solution is the patent "Remote switch loop based on general packet radio service (GPRS) controller" (CN 102316639, IPC G08C 17/02; H05B 37/02, published 11.01.2012). The invention discloses a remote cycle switch based on General Packet Radio Communication (GPRS) controller, which mainly consists of a GPRS controller, a street switch control lamp and street lamps, in which a GPRS controller, a control lamp and street lamps are connected in series, a street switch the control lamp is also connected to the power source, and, in addition, the street lamp is connected to the ground wire. The cycle of the remote switch has the advantage that, based on the comprehensive monitoring of the GPRS controller, the city landscape lighting or a lantern, the requirement is met at the same time, and the lamp operating time is effectively reduced, so a large amount of electrical energy is saved.

Недостатком данной модели является невозможность подключения российских приборов учета электроэнергии, что неприемлемо для применения на территории Российской Федерации, а также отсутствие резервных каналов связи, что плохо применимо на территориально отдаленных участках или при возникновении проблем у одного из операторов сотовой связи и может привести к отсутствию контроля и управления таким блоком.The disadvantage of this model is the inability to connect Russian electricity meters, which is unacceptable for use on the territory of the Russian Federation, as well as the lack of backup communication channels, which is poorly applicable in geographically remote areas or when problems arise with one of the cellular communication operators and may lead to a lack of control and control of such a unit.

Задачей предлагаемой полезной модели является усовершенствование дистанционного автоматического управления уличным освещением за счет исключения использования каскадного принципа и прокладки коммуникационных сетей управления. Кроме того, осуществление дистанционного и автоматического управления различными режимами освещения при помощи задания автономных графиков освещения, позволяющих автоматически производить переключения в зависимости от календарного плана или времени восхода и заката солнца. Также задачей предлагаемой полезной модели является сокращение энергопотребления до 40% за счет изменения графиков освещения, исключение «человеческого фактора» за счет автоматизации процесса, сокращение затрат на прокладку телекоммуникационного оборудования за его ненадобностью. Помимо этого, система позволяет производить мониторинг низковольтного комплексного оборудования, используемого в качестве питающего узла, и производить опрос приборов учета электроэнергии, сертифицированных в РФ.The objective of the proposed utility model is to improve remote automatic control of street lighting by eliminating the use of the cascade principle and laying communication control networks. In addition, the implementation of remote and automatic control of various lighting modes by setting autonomous lighting schedules that allow you to automatically switch depending on the schedule or sunrise and sunset times. Another objective of the proposed utility model is to reduce energy consumption by up to 40% by changing lighting schedules, eliminating the “human factor” by automating the process, and reducing the cost of laying telecommunications equipment as unnecessary. In addition, the system allows monitoring of low-voltage complex equipment used as a supply unit and interrogating electricity meters certified in the Russian Federation.

Поставленная задача решается с помощью использования встроенного GSM-приемопередатчика и управляющего контроллера, позволяющих одновременно производить мониторинг и управление оборудованием силовой части. Отличительной особенностью данного решения является обеспечение максимально качественной автономной работы устройства без вмешательства человека на отдаленных территориях. Система устойчива к недостаточному уровню сигнала сотовой связи или сбоям в предоставлении услуг оператора сотовой связи, перебоям в линиях питания, влаге, появляющейся в результате образования конденсата внутри шкафов управления или изменения погодных условий.The problem is solved by using the built-in GSM-transceiver and a control controller, allowing simultaneous monitoring and control of the power unit equipment. A distinctive feature of this solution is to ensure the highest quality autonomous operation of the device without human intervention in remote areas. The system is resistant to insufficient cellular signal or interruptions in the provision of cellular operator services, interruptions in power lines, moisture resulting from condensation inside control cabinets or changes in weather conditions.

Сущностью полезной модели является то, что блок автоматизированного управления освещением объединяет в себе ряд решений, позволяющих значительно повысить отказоустойчивость системы. Повышение отказоустойчивости системы обуславливается разделением блока логики (Logic Board) и блока ввода-вывода (IO Board) на две независимые платы. Это позволяет устройству оставаться работоспособным при превышении номинального напряжения в несколько десятков раз. Даже при физическом выходе из строя платы ввода-вывода (включая возгорание), отдельная плата логики остается работоспособной и позволяет передать диспетчеру информацию о критическом состоянии объекта.The essence of the utility model is that the automated lighting control unit combines a number of solutions that can significantly increase the fault tolerance of the system. Increasing system fault tolerance is determined by the separation of the logic block (Logic Board) and the input-output unit (IO Board) into two independent boards. This allows the device to remain operational when the rated voltage is exceeded by several tens of times. Even with a physical failure of the I / O board (including fire), a separate logic board remains operational and allows the dispatcher to transmit information about the critical state of the object.

Качественная связь блока автоматизированного управления освещением обеспечивается поддержкой двух SIM-карт с возможностью переключения на резервный канал связи в случае отсутствия связи на основном. Это позволяет оставаться на связи с сервером и диспетчерским пунктом при полном отказе в работоспособности одного из сотовых операторов.High-quality communication of the automated lighting control unit is supported by two SIM-cards with the ability to switch to a backup communication channel in the absence of communication on the main one. This allows you to stay in touch with the server and the control room with a complete failure in the operability of one of the mobile operators.

Отказоустойчивость блока автоматизированного управления обеспечивается также установкой долгосрочного резервного источника питания внутри блока автоматизированного управления на базе ионисторов, что позволяет решить проблему перебоев питания сети, поддерживая работоспособность устройства и связь при полной потере питания до 5 минут.The fault tolerance of the automated control unit is also ensured by the installation of a long-term backup power supply inside the automated control unit based on ionistors, which allows solving the problem of power outages, maintaining the device’s operability and communication with a complete power loss of up to 5 minutes.

Благодаря тому что устройство снабжается влаго- и пылезащитным корпусом, обеспечивается защита от влаги в результате попадания ее в шкаф управления в связи с погодными условиями или образованием конденсата.Due to the fact that the device is equipped with a moisture and dustproof housing, it is protected against moisture as a result of getting into the control cabinet due to weather conditions or the formation of condensate.

Реализация одновременной работы двух портов ввода-вывода RS-485 позволяет значительно расширять функционал блока автоматизированного управления освещением (путем подключения блоков расширения, например базовой станции управления светильниками), а также обеспечивает возможность подключения поддерживаемых приборов учета электроэнергии.Implementing the simultaneous operation of two RS-485 I / O ports allows you to significantly expand the functionality of the automated lighting control unit (by connecting expansion units, for example, a lighting control base station), and also provides the ability to connect supported electricity meters.

Наличие трех выходов дает возможность организовать управление тремя контакторами, что в свою очередь позволяет равномерно распределять нагрузку в трехфазной сети.The presence of three outputs makes it possible to organize control of three contactors, which in turn allows you to evenly distribute the load in a three-phase network.

Устройство управляет встроенным обогревателем, что очень актуально для работы в регионах с низкими температурными условиями.The device controls the built-in heater, which is very important for work in regions with low temperature conditions.

Наличие нескольких входных сигналов позволяет производить мониторинг состояния силовой части и элементов шкафа управления, таких как напряжение на линии, контакты состояния, датчики открытия двери, датчики возгорания и т.п.The presence of several input signals allows monitoring the state of the power unit and control cabinet elements, such as line voltage, status contacts, door open sensors, fire detectors, etc.

Устройство поясняется графической частью:The device is illustrated in the graphic part:

на фиг. 1 – блок-схема разработанного изделия;in FIG. 1 is a block diagram of a developed product;

на фиг. 2 – структурная схема платы логики Logic Board;in FIG. 2 is a block diagram of a Logic Board logic board;

на фиг. 3 – структурная схема платы входов-выходов I/O Board.in FIG. 3 is a block diagram of an I / O Board.

Устройство состоит из двух электронных плат, расположенных во влагозащищенном корпусе: плата логики (logic board) и плата ввода-вывода (I/O Board) (фиг.2 и фиг.3), соединенных между собой шиной данных в виде шлейфа проводов.The device consists of two electronic boards located in a waterproof housing: logic board (logic board) and I / O board (I / O Board) (figure 2 and figure 3), interconnected by a data bus in the form of a cable loop.

Плата логики Logic Board (фиг.2) содержит GSM-модуль (фиг. 1 и фиг. 2), который выполняет роль центрального процессора, микроконтроллер (далее МК) (фиг. 1), осуществляющий запуск и перезагрузку GSM-модуля (фиг. 1 и фиг. 2), а также обеспечивающий коммуникацию с платой ввода-вывода. Имеются также две SIM-карты (фиг. 1 и фиг. 2), обеспечивающие надежность связи. Кроме того, на плате располагается разъем подключения соединительного шлейфа P3 (фиг.2), USB-разъем (фиг.2) и разъем программирования МК. GSM-модуль обеспечивает связь с сервером, производит прием команд управления или конфигурирования и передачу данных. Также он управляет работой МК и получает данные о состоянии дискретных входов от МК по последовательному порту I2C (фиг.2). МК по команде GSM-модуля выполняет управление выходами.The Logic Board logic board (Fig. 2) contains a GSM module (Fig. 1 and Fig. 2), which acts as a central processor, a microcontroller (hereinafter MK) (Fig. 1), which starts and restarts the GSM module (Fig. 1). 1 and 2), as well as providing communication with the I / O board. There are also two SIM-cards (Fig. 1 and Fig. 2), providing reliable communications. In addition, on the board there is a connector for connecting a connecting cable P3 (figure 2), a USB connector (figure 2) and a programming socket MK. The GSM-module provides communication with the server, receives control or configuration commands and transfers data. He also controls the operation of the MK and receives data on the status of discrete inputs from the MK through the serial port I2C (figure 2). MK at the command of the GSM module controls the outputs.

Плата входов-выходов I/O Board (фиг.3) содержит AC/DC сетевой преобразователь (фиг.3), DC/DC преобразователь для организации изоляции линий связи между платами Logic Board и I/O Board (фиг.1 и фиг.3), два интерфейса RS-485 (фиг.1 и фиг.3). Кроме того, на плате находятся разъемы для подключения питания, датчиков, пускателей, разъем подключения соединительного шлейфа P3 (фиг.3), а также 4 ионистора и их защитные диоды. На плате входов-выходов I/O Board (фиг.3) можно разместить до 12 универсальных входов-выходов. Универсальность входов-выходов достигается установкой на плату тех или иных компонентов.The I / O Board I / O board (FIG. 3) contains an AC / DC network converter (FIG. 3), a DC / DC converter for arranging isolation of communication lines between the Logic Board and I / O Board (FIG. 1 and FIG. 3), two RS-485 interfaces (Fig. 1 and Fig. 3). In addition, on the board there are connectors for connecting power, sensors, starters, a connector for connecting a P3 loop cable (Fig. 3), as well as 4 ionistors and their protective diodes. On the I / O Board I / O board (Figure 3), you can place up to 12 universal I / O. The versatility of inputs and outputs is achieved by installing certain components on the board.

Полезная модель размещена в пластиковом корпусе с креплением на DIN-рейку и прозрачной крышкой для удобства замены SIM-карт и контроля индикации. Для присоединения проводов или организации разъемного электрического соединения используются разъемные клеммники, что обеспечивает удобный монтаж, простой демонтаж и замену блока.The utility model is housed in a plastic case with a DIN rail mount and a transparent cover for easy replacement of SIM cards and indication control. For connecting wires or organizing a detachable electrical connection, detachable terminal blocks are used, which provides convenient installation, simple dismantling and unit replacement.

Питание блока автоматизированного управления освещением осуществляется напряжением ~85-264 В с частотой 47-63 Гц. При пропадании внешнего питания работа GSM-модуля будет обеспечена аккумулятором на ионисторах на протяжении 5 минут. The power supply of the automated lighting control unit is carried out with a voltage of ~ 85-264 V with a frequency of 47-63 Hz. If the external power supply fails, the GSM module will be provided with a battery on ionistors for 5 minutes.

Блок автоматизированного управления освещением имеет ряд универсальных изолированных входов-выходов, которые имеют защиту от перенапряжения, часть из которых могут быть сконфигурированными как выходы.The automated lighting control unit has a number of universal isolated inputs and outputs that have surge protection, some of which can be configured as outputs.

Входы могут использоваться для подключения датчиков типа «сухой контакт» или служить дискретными входами сетевого напряжения. Выбор одной из трех функций универсальных входов-выходов осуществляется на этапе сборки печатной платы установкой соответствующих электронных компонентов. Этим достигается удовлетворительная гибкость, позволяющая исключить необходимость разработки и модернизации аппаратной части.The inputs can be used to connect dry contact sensors or serve as discrete inputs of the mains voltage. The choice of one of the three functions of the universal inputs and outputs is carried out at the stage of assembly of the printed circuit board by installing the corresponding electronic components. This achieves satisfactory flexibility, eliminating the need for the development and modernization of hardware.

Пример реализации универсальности входов-выходов: девять дискретных входов типа «сухой контакт» для мониторинга состояния датчиков пожара/задымления, открытия двери, режима работы, контакта состояния защитных автоматов и пускателей НКУ УОС и четыре дискретных выхода типа «электромеханическое реле» для управления тремя пускателями и одним обогревателем.An example of the implementation of the versatility of inputs and outputs: nine discrete inputs of the “dry contact” type for monitoring the status of fire / smoke sensors, opening a door, an operating mode, a contact of the state of protective circuit breakers and starters of the low-voltage switchgear, and four discrete outputs of the type “electromechanical relay” for controlling three starters and one heater.

Встроенный датчик температуры позволяет обеспечить автоматическую работу системы подогрева.The built-in temperature sensor allows for automatic operation of the heating system.

Блок автоматизированного управления освещением разделен на логическую часть и часть входов-выходов, что обеспечивает гальваническую развязку от сети, увеличение защиты от перенапряжения и наводок от грозовых разрядов, а также повышение ремонтопригодности и упрощение модернизации устройства в дальнейшем.The automated lighting control unit is divided into a logical part and a part of the inputs and outputs, which provides galvanic isolation from the network, increased protection against overvoltage and interference from lightning discharges, as well as increased maintainability and simplified device upgrades in the future.

Для питания внешних устройств, например датчика освещенности, в блоке автоматизированного управления освещением предусмотрен выход 12 В.To power external devices, such as a light sensor, an output of 12 V is provided in the automated lighting control unit.

Для подключения счетчиков и различных блоков расширения в блоке автоматизированного управления освещением используется 2 интерфейса RS-485 с изоляцией и защитой от электростатического разряда и перенапряжения.To connect meters and various expansion units, the automated lighting control unit uses 2 RS-485 interfaces with isolation and protection against electrostatic discharge and overvoltage.

Логика работы блока автоматизированного управления освещением запрограммирована во встроенном GSM-модуле и может быть изменена удаленно по GPRS-каналу.The logic of the automated lighting control unit is programmed in the built-in GSM module and can be changed remotely via the GPRS channel.

В блоке автоматизированного управления освещением предусмотрено использование двух SIM-карт, что увеличивает надежность работоспособности.The block of automated lighting control provides for the use of two SIM-cards, which increases the reliability of operation.

В блоке автоматизированного управления освещением предусмотрены следующие виды индикации: уровня сигнала, активной SIM-карты, обмена по интерфейсу RS-485, наличия внешнего питания.The following types of indications are provided in the automated lighting control unit: signal level, active SIM card, RS-485 interface exchange, and external power supply.

Силовые провода подключаются к разъемам на плате I/O Board. Это позволяет изолировать плату Logic Board от высокого напряжения, поступающего по подключенным проводам как гальванически, так и физически, что снижает вероятность выхода из строя платы Logic Board при нештатной ситуации.Power wires connect to the connectors on the I / O Board. This allows you to isolate the Logic Board from high voltage coming through the connected wires, both galvanically and physically, which reduces the likelihood of failure of the Logic Board in an emergency.

За основу источника бесперебойного питания (далее ИБП) была взята сборка из нескольких ионисторов, так как они имеют широкий температурный диапазон и не требуют специальных схем заряда. Использование батарей потребовало бы регулярной замены и поддержания положительной температуры, а использование аккумулятора – специальной схемы заряда. Несмотря на малую емкость ионисторы не нуждаются в обслуживании в отличие от аккумуляторов и батарей. Из-за малой емкости ИБП питает только GSM-модуль с целью передать сигнал о пропадании питания перед отключением.The basis of the uninterruptible power supply (hereinafter UPS) was taken as an assembly of several ionistors, since they have a wide temperature range and do not require special charge circuits. Using batteries would require regular replacement and maintaining a positive temperature, and using a battery would require a special charge circuit. Despite the small capacity, the ionistors do not need maintenance, unlike rechargeable batteries and batteries. Due to the low capacity, the UPS only supplies the GSM module in order to transmit a signal about power failure before shutting down.

Включение устройства производится за счет подачи напряжения на клеммы питания. Встроенный блок питания обеспечивает работу электронных схем. Микроконтроллер включает GSM-модем (фиг. 1 и фиг. 2), который в свою очередь выходит в сеть GPRS. Также встроенный микроконтроллер обеспечивает управление выходами и контроль входов на плате ввода-вывода.The device is turned on by supplying voltage to the power terminals. The built-in power supply provides electronic circuits. The microcontroller includes a GSM modem (Fig. 1 and Fig. 2), which in turn goes to the GPRS network. The integrated microcontroller also provides output control and input control on the I / O board.

Для работы блока автоматизированного управления освещением в сети GSM/GPRS требуется подключение внешней антенны и установка стандартных SIM-карт в специальные держатели. Антенна подбирается из соображений необходимого уровня усиления. Выполнять установку/извлечение SIM-карты допускается при включенном устройстве.For the operation of the automated lighting control unit in the GSM / GPRS network, an external antenna must be connected and standard SIM cards installed in special holders. The antenna is selected for reasons of the necessary gain level. It is allowed to install / remove the SIM card with the device turned on.

При появлении напряжения питания или при пропадании питания, а также при изменении любого из сигналов блок автоматизированного управления освещением регистрирует изменение, формирует событие и при наличии связи выполняет его отправку на сервер сбора. Отправка системных событий и событий данных выполняется с контролем доставки, что обеспечивает целостность информации.When a power supply appears or when a power failure occurs, or when any of the signals changes, the automated lighting control unit registers the change, generates an event and, if there is a connection, sends it to the collection server. Sending system events and data events is performed with delivery control, which ensures the integrity of information.

При отсутствии связи, проблемах с сервером, проблемах у оператора связи выполняются периодические попытки восстановления связи с сервером и переключения между двумя SIM-картами. При этом все зарегистрированные события накапливаются в памяти блока автоматизированного управления освещением. В случае пропадания питания вся накопленная информация сохраняется в энергонезависимой памяти. Таким образом, исключается потеря событий при штатной работе.In the absence of communication, problems with the server, problems with the telecom operator, periodic attempts are made to restore communication with the server and switch between two SIM cards. Moreover, all registered events are accumulated in the memory of the automated lighting control unit. In the event of a power failure, all accumulated information is stored in non-volatile memory. Thus, the loss of events during regular operation is excluded.

При автономной работе блок автоматизированного управления освещением выполняет все команды по заданному заранее расписанию. Для удаленного управления предусмотрен механизм выполнения задач, которые ставятся в ПО сервера сбора. Так, инженерный или оперативный персонал может ставить задачи блоку автоматизированного управления освещением на сервере сбора и наблюдать за результатом их выполнения.During autonomous operation, the automated lighting control unit executes all commands according to a predetermined schedule. For remote control, there is a mechanism for performing tasks that are set in the collection server software. So, engineering or operational personnel can set tasks for the automated lighting control unit on the collection server and monitor the result of their implementation.

К таким задачам относятся:These tasks include:

- запрос текущего статуса сигналов;- request the current status of signals;

- чтение журнала событий;- reading the event log;

- активация и деактивация устройства;- activation and deactivation of the device;

- задание расписания горения;- setting the burning schedule;

- дистанционное управление магнитными пускателями;- remote control of magnetic starters;

- снятие показаний датчиков и приборов учета;- taking readings of sensors and metering devices;

- чтение, запись параметров конфигурации и пр.- reading, writing configuration parameters, etc.

На сервере сбора выполняется постановка и мониторинг выполнения задач с отображением текущего статуса выполнения.On the collection server, tasks are set and monitored, with the current status of execution displayed.

Работа заявленной полезной модели обеспечивается следующим образом.The operation of the claimed utility model is provided as follows.

После подачи напряжения на блок автоматизированного управления освещением GSM-модуль выходит на связь с сервером. В то же самое время он производит опрос состояния всех датчиков с платы ввода-вывода и высылает информацию об их состоянии на сервер. При невозможности установить связь происходит циклическое переключение между доступными каналами связи (включая резервную SIM-карту). GSM-модулю доступны следующие способы связи: GPRS (EDGE, 3G); SMS; CSD; Ethernet (при подключении соответствующего блока расширения).After applying voltage to the automated lighting control unit, the GSM module communicates with the server. At the same time, it polls the status of all sensors from the I / O board and sends information about their status to the server. If it is not possible to establish a connection, a cyclic switching between available communication channels (including a backup SIM card) takes place. The following methods of communication are available to the GSM module: GPRS (EDGE, 3G); SMS CSD Ethernet (when connecting the appropriate expansion unit).

При отсутствии возможности выхода на связь блок автоматизированного управления освещением начинает работу в автономном режиме, полностью обеспечивая работоспособность силовой части по заданным заранее графикам горения (включая солнечный календарь и заданные уровни диммирования) путем передачи управляющих сигналов на плату ввода-вывода. Блок автоматизированного управления освещением накапливает в постоянной памяти все события, происходящие на объекте. При восстановлении связи GSM-модуль высылает все сохраненные события на центральный сервер и поддерживает с ним дальнейшую связь для обеспечения возможности работы в реальном времени (телеметрия), сигнализации статусов и состояний, а также изменения графиков горения по требованию диспетчера. При недостаточной температуре блок автоматизированного управления освещением автоматически включает обогреватель. Также блок автоматизированного управления освещением производит постоянный мониторинг напряжения в линиях питания, опрашивает приборы учета электроэнергии, работает с блоками расширения (по шине RS-485), производит мониторинг сигналов предупреждения (возгорание, открытие двери и пр.), своевременно сообщая об их изменении на сервер.If it is not possible to get in touch, the automated lighting control unit begins to work in autonomous mode, fully ensuring the operability of the power unit according to predetermined combustion schedules (including the solar calendar and preset dimming levels) by transmitting control signals to the I / O board. The automated lighting control unit accumulates in permanent memory all the events occurring at the facility. When communication is restored, the GSM module sends all stored events to the central server and maintains further communication with it to ensure real-time operation (telemetry), signaling statuses and states, as well as changing burning schedules at the request of the dispatcher. In case of insufficient temperature, the automated lighting control unit automatically turns on the heater. The automated lighting control unit also constantly monitors the voltage in the power lines, interrogates electricity meters, works with expansion units (via the RS-485 bus), monitors warning signals (fire, door opening, etc.), timely informing of their change to server.

Блок автоматизированного управления освещением синхронизирует встроенные часы с прибором учета электроэнергии или серверами NTP при наличии возможности выхода в сеть GPRS. При наступлении времени переключения или диммирования по заранее прописанному расписанию или команде диспетчера производится управление контакторами путем подачи управляющих сигналов на плату ввода-вывода или отправляются команды на блоки расширения через шину RS-485, обеспечивая тем самым работоспособность комплекса освещения как в ручном, так и автоматическом режиме.The automated lighting control unit synchronizes the built-in clock with an electricity meter or NTP servers when it is possible to access the GPRS network. When the time comes for switching or dimming according to a predetermined schedule or a dispatcher command, the contactors are controlled by supplying control signals to the I / O board or commands are sent to expansion units via the RS-485 bus, thereby ensuring the operability of the lighting complex in both manual and automatic mode.

Принятые технические решения позволяют обеспечить достаточный уровень отказоустойчивости при эксплуатации устройства как в городе, так и в отдаленных местах. Полезная модель обеспечивает работу в условиях с тяжелым климатом, на предельно низких температурах, а также при повышенной влажности или резком изменении климатических условий. Обеспечивает резервный канал связи, поддерживает работоспособность при плохом питании. Помимо этого, устройство позволяет наращивать функционал путем подключения дополнительных модулей по шине RS-485 (к примеру, управление каждым светильником или группой светильников посредством подключения базовой станции и технологии PLC (power line communication)).The adopted technical solutions allow us to ensure a sufficient level of fault tolerance during operation of the device both in the city and in remote places. The utility model provides work in conditions with a difficult climate, at extremely low temperatures, as well as in high humidity or a sharp change in climatic conditions. Provides a backup communication channel, maintains operability in case of poor power supply. In addition, the device allows you to increase functionality by connecting additional modules via the RS-485 bus (for example, controlling each lamp or group of lamps by connecting a base station and PLC technology (power line communication)).

Таким образом, задача автоматизации управления освещением решена независимо от территориальных, климатических и эксплуатационных условий, что особенно актуально для большой территории Российской Федерации. Решение экономически выгодно не только за счет автоматизации задания графиков горения, но и снижения затрат на обслуживание, а также позволяет эксплуатировать его на отдаленных и труднодоступных объектах.Thus, the task of automation of lighting control is solved regardless of the territorial, climatic and operational conditions, which is especially important for a large territory of the Russian Federation. The solution is economically advantageous not only by automating the setting of combustion schedules, but also by reducing maintenance costs, and also allows it to be operated at remote and inaccessible facilities.

Claims (5)

1. Блок автоматизированного управления освещением, с возможностью адресного управления каждым светильником, содержащий программируемый GSM-модуль и использующий его как основной канал связи и основной логический модуль, имеющий каналы мониторинга состояния питающего оборудования, отличающийся наличием влаго- и пылезащитного корпуса с двумя встроенными интерфейсами RS485, основной и резервной SIM-картами и раздельными платами логики (Logic Board) и ввода-вывода (I/O Board).1. An automated lighting control unit with the ability to address control of each luminaire, containing a programmable GSM module and using it as the main communication channel and the main logic module having channels for monitoring the status of power equipment, characterized by the presence of a moisture and dustproof housing with two built-in RS485 interfaces , primary and backup SIM cards and separate logic boards (Logic Board) and input-output (I / O Board). 2. Блок автоматизированного управления освещением по п.1, отличающийся одновременной работой двух портов ввода-вывода RS-485, позволяющей управлять внутренней и внешней системой обогрева и осуществлять мониторинг наличия напряжения на трех фазах.2. The automated lighting control unit according to claim 1, characterized in the simultaneous operation of two RS-485 input-output ports, which allows controlling the internal and external heating system and monitoring the presence of voltage in three phases. 3. Блок автоматизированного управления освещением по п.1, отличающийся наличием резервного источника питания с длительным сроком эксплуатации на базе ионисторов, поддерживающего автономную работу модуля до пяти минут.3. The automated lighting control unit according to claim 1, characterized by the presence of a backup power source with a long operating life on the basis of ionistors, supporting autonomous operation of the module for up to five minutes. 4. Блок автоматизированного управления освещением по п.1, отличающийся тем, что влагозащитный корпус имеет девять дискретных входов типа «сухой контакт» для мониторинга состояния датчиков пожара/задымления, открытия двери, режима работы, контакта состояния защитных автоматов и пускателей НКУ УОС.4. The automated lighting control unit according to claim 1, characterized in that the moisture-proof housing has nine discrete inputs of the “dry contact” type for monitoring the status of fire / smoke sensors, opening a door, an operating mode, a contact of the state of protective circuit breakers and starters of a safety switchgear. 5. Блок автоматизированного управления освещением по п.1, отличающийся тем, что влагозащитный корпус имеет четыре дискретных выхода типа «электромеханическое реле» для управления тремя пускателями и одним обогревателем.5. The automated lighting control unit according to claim 1, characterized in that the moisture-proof housing has four discrete outputs of the type "electromechanical relay" for controlling three starters and one heater.
RU2016109252U 2016-03-15 2016-03-15 Automated Lighting Control Unit RU175522U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016109252U RU175522U1 (en) 2016-03-15 2016-03-15 Automated Lighting Control Unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016109252U RU175522U1 (en) 2016-03-15 2016-03-15 Automated Lighting Control Unit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU175522U1 true RU175522U1 (en) 2017-12-07

Family

ID=60582095

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016109252U RU175522U1 (en) 2016-03-15 2016-03-15 Automated Lighting Control Unit

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU175522U1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU205008U1 (en) * 2020-12-10 2021-06-22 Акционерное общество "Калужский электромеханический завод" A device for receiving and transmitting information between the computing units of the lighting control module
RU207761U1 (en) * 2021-07-30 2021-11-15 Общество с ограниченной ответственностью «ВОСТОКЭНЕРГОСЕРВИС» Combustion controller OUG-KG3LED
RU207847U1 (en) * 2020-11-24 2021-11-19 Акционерное общество "Калужский электромеханический завод" Lighting control module communication device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102316639A (en) * 2011-07-19 2012-01-11 成都众山科技有限公司 Remote switch loop based on general packet radio service (GPRS) controller
RU2450364C2 (en) * 2008-08-07 2012-05-10 Сергей Юрьевич Мироничев Lantern control device
US20130093332A1 (en) * 2011-10-14 2013-04-18 Energy Intelligence Corporation Intelligent led lamp group control device using existing wall switch
RU141039U1 (en) * 2013-07-30 2014-05-27 Закрытое акционерное общество "Петушинский металлический завод" STREET AND DOOR LIGHTING CONTROL DEVICE

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2450364C2 (en) * 2008-08-07 2012-05-10 Сергей Юрьевич Мироничев Lantern control device
CN102316639A (en) * 2011-07-19 2012-01-11 成都众山科技有限公司 Remote switch loop based on general packet radio service (GPRS) controller
US20130093332A1 (en) * 2011-10-14 2013-04-18 Energy Intelligence Corporation Intelligent led lamp group control device using existing wall switch
RU141039U1 (en) * 2013-07-30 2014-05-27 Закрытое акционерное общество "Петушинский металлический завод" STREET AND DOOR LIGHTING CONTROL DEVICE

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU207847U1 (en) * 2020-11-24 2021-11-19 Акционерное общество "Калужский электромеханический завод" Lighting control module communication device
RU205008U1 (en) * 2020-12-10 2021-06-22 Акционерное общество "Калужский электромеханический завод" A device for receiving and transmitting information between the computing units of the lighting control module
RU207761U1 (en) * 2021-07-30 2021-11-15 Общество с ограниченной ответственностью «ВОСТОКЭНЕРГОСЕРВИС» Combustion controller OUG-KG3LED

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10285241B2 (en) Wireless lighting device with charging port
CN100350714C (en) Intelligent observing and controlling system
US9418543B1 (en) Wireless electrical apparatus controller and method of use
RU175522U1 (en) Automated Lighting Control Unit
CN109195278B (en) Intelligent lighthouse system and intelligent lighthouse implementation method
CN110402003A (en) A kind of Intelligent illumination control device and method
US10049565B1 (en) Wireless electrical apparatus controller and method of use
CN202634798U (en) Single lamp networking energy saving control terminal
CN201821164U (en) Automatic intelligent terminal device for distribution network
CN204929367U (en) A intelligent automatic control system for lighting system of thermal power factory
RU216202U1 (en) UNIVERSAL CONTROL CONTROLLER
RU205781U1 (en) Lighting control device
CN109743828A (en) The intelligent lighting controls module of substation
CN201142104Y (en) Lighting alarm device of signaler
EP4147318B1 (en) A modular apparatus to monitor and control energy usage
CN116208198B (en) Power line carrier communication-based energy management system, method, electronic equipment and readable storage medium
CN214673483U (en) Intelligent control street lamp box-type substation
CN103574364A (en) Power carrier illumination system
CN210444180U (en) Intelligent metering power supply controller
CN219497160U (en) Electrical fire monitoring and management system for cabinet of communication machine room
CN211656485U (en) Centralized control terminal for lamp illumination
CN210183612U (en) Illumination centralized control ware of modular design
CN220402014U (en) Control system of apron lighting device
CN205213110U (en) Light control system
Celidonio et al. The edison project: Enhanced energy saving solution for lighting using dc power supply

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20180316

NF9K Utility model reinstated

Effective date: 20190513

MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20200316