基于PLC的隧道LED智能照明系统设计与实现

摘要

高速公路车速快，交通量大，高速公路隧道的照明标准要求高、隧道照明功率大。高亮度长时间照明会导致灯具损坏多，更换频繁，因而隧道照明优化设计显得更为重要。
　　本文依据国家关于隧道照明的需求的相关规范，结合环境亮度、车速和交通量是隧道照明亮度的决定要素，以及复旦大学电光源研究所提出的中间视觉和重庆交科所提出的等效亮度等照明理论，利用新型LED灯具具有无级调光的特点，通过视频车检器来检测车辆的存在、车速和交通量，光照度传感器检测隧道洞内外环境亮度，采用PLC为控制单元，设计了一种“有车灯亮、无车灯暗”，同时亮灯时根据隧道洞口的环境亮度自适应无级调整洞内灯亮度的新型隧道照明方案，成功应用于黄塔桃高速公路的管铺街1号隧道。
　　本文主要工作与研究内容为:1）采用光照度传感器获取环境光的照度，经过实验室和隧道现场的多次实验，实现了LED灯具0～5V的模拟电压控制信号与灯具光通亮的线性匹配。其中LED灯单个颗粒的光效，灯具恒流源的稳定，以及两者性能的一致性是调控灯具实现的关键;2）通过视频车检器与隧道原有的其他微波或线圈检测器配合使用，提高了恶劣天气和傍晚时的检测准确率;3）采用PLC控制器作为整个系统的核心控制单元，实现了有车来时根据环境亮度、车速、交通量的变化，隧道洞内的照度也能够实时跟随变化的效果。实时变化的照度符合当时车辆的安全照度要求，无车时洞内照度维持在最低基本照度的要求。与原高压钠灯照明相比节能50％。
　　本文所设计的智能隧道照明系统优化了设备配置、节约了照明费用。本系统通过适当的车检器位置调整，也适用于其他照明灯具。随着LED灯具无线调控技术的发展，建设成本和调控的性能将进一步提高，因而具有广阔的推广前景。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 隧道照明现状

1．3 隧道照明节能的相关因素分析

第二章 PLC与系统主要设备

2．1 欧姆龙CP1H-XA40DR-A型PLC

2．2 LED灯特点

2．3 视频车检器

2．4 ZD-H-VB型光照度传感器

第三章 隧道LED智能照明系统设计

3．1 控制系统工作原理

3．2 控制系统输入量参数

3．3 隧道LED照明工程智能调控系统方案

3．4 方案设计与程序

第四章 智能调控系统试验与实现

4．1 试验过程与结果

4．2 控制系统联调试验

4．3 隧道的车辆通行照明时间

4．4、隧道通行安全保障措施

第五章 总结与展望

5．1 节能效果与技术总结

5．2 发展前景

参考文献

致谢