Решение для тоннельного освещения — централизованное и адаптивное управление (PLC) (Коммуникация по линиям электропередач)

Домашняя »
Решения »
Решение для тоннельного освещения — централизованное и адаптивное управление (PLC) (Коммуникация по линиям электропередач)

Обзор решения

Полноценное решение на основе тоннельного освещения на базе ПЛК с использованием существующих линий электропередач для надёжной связи на большие расстояния. Включает централизованное управление, адаптивную яркость с помощью искусственного интеллекта, изоляцию неисправностей, избыточное проектирование петель и бесшовное затемнение для автомобильных и железнодорожных тоннелей.

Продвинутая, надёжная и бескабельная связь для освещения автомобильных и железнодорожных тоннелей

Современные тоннели требуютВысоконадёжное освещение, управление на дальние расстояния и регулировку видимости в реальном времени без добавления сложных коммуникационных кабелей. AРешение для освещения туннелей на базе ПЛКдостигает этого путём передачи управляющих сигналов напрямую через существующие проводники питания, обеспечивая надёжную работу даже в суровых условиях с низким уровнем сигнала в туннелях.

В этой статье представлена детальная, инженерно-ориентированная архитектура тоннельного освещения ПЛК, подходящая дляУмные шоссе, железнодорожные тоннели, метро, подземные проходы и дальние промышленные тоннели.

1. Обзор решения

Система тоннельного освещения ПЛК обеспечиваетполноценная, централизованная, дистанционно управляемая и адаптивная сеть освещениякоторый использует те же линии переменного тока, что питают светильники.

Ключевые основные функции

✔ Кабели связи не требуются —Все управляющие сигналы проходят по линиям электропередачи
✔ Работает надёжноБольшие расстояния, многокилометровые тоннели и шумные условия EMI
✔ ПолныйУдалённое затемнение, расписание и управление сценамис платформы центра управления (CCP)
✔Адаптивное освещение на базе ИИиспользование датчиков туннельного и светового датчиков
✔Местная автономияКогда связь теряется, обеспечивается безопасность освещения
✔ ДвунаправленныйОбнаружение неисправностей, отчётность по техническому обслуживанию и учет энергии
✔ Поддерживает все виды затемнения:0–10 В, ШИМ, прямое затемнение драйвера или модули диммера по линии питания

Эта архитектура значительно снижает затраты на установку, повышает безопасность и снижает нагрузку на эксплуатацию и машины.

2. Компоненты системы (аппаратное обеспечение + логические роли)

2.1Концентратор / Шлюз PLC

Главный коммуникационный узел расположен в тоннельной подстанции или в диспетчерских комнатах.

Функции

Впрыскивает сигналы ПЛК на линии электропередачи
Управляет адресацией, маршрутизацией и сегментацией зон
Сеть Bridges PLC с CCP черезEthernet, оптоволокно или 4G/5G
Поддержка расширенных линейных драйверовдлинные участки с низким уровнем SNR
Контролирует все контроллеры циклов и контроллеры изоляторов

2.2 Контроллер петли (контроллер кольца)

Основной контроллер для каждого сегмента туннеля.

Особенности

ИнструментыКольцевая топологиядля избыточности (путь A/B)
Маршрутизирует команды к модулям затемнения и изоляторам
ПоддерживаетЛокальная логикаесли связь CCP потеряна
Поддерживает быстрое выполнение локальных сцен
Агрегаты сигнализации, телеметрии и энергопотребления

2.3 DTU — Блок передачи данных

Для длинных туннелей или экстремальных шумных условий.

Функции

Мост PLC–PLC для удалённых порталов туннелей
Включает ретрансляторы PLC, функции модема и кондиционирование сигнала
Соединяет удалённые входы в тоннели с основным CCP

2.4 Контроллер изолятора

Это предотвращает выход из строя всего туннеля из-за одной цепи.

Возможности

Сегменты длинных подающих линий
Выполняет электрическую изоляцию неисправных цепей
Защищает операторов ПЛК с помощьюЛинейные ловушки + фильтры
Сообщает о состоянии цепи и кодах неисправностей в реальном времени

2.5 Выключатель димера света / Модуль локального затемнения

Используется, когда светодиодные драйверы не содержат встроенного затемнения.

Функции

Встроенный регулятор затемнения на ступенях питания
0–100% плавное затемнение
Создано для мощных туннельных светильников

2.60–10В / ШИМДиммируемый светодиодный драйвер

Выполняет светодиодное затемнение на основе PWM/0–10V или управления по линии питания.

Требования

Выход без мерцания
Высокая устойчивость к перенапряжению для тоннельной сетки
Низкий THD, высокий PFC

2.7 AI Vision Sensor + Световой Датчик

Обеспечивает современное адаптивное освещение.

Функции датчиков зрения на базе ИИ

Определяет количество и плотность транспортных средств
Измеряет скорость
Выявляет аварийное или стационарное движение
Оценки видимости туннеля (туман, дым, яркость)

Функции светового датчика

Измерение освещённости в туннеле в реальном времени
Работает в сочетании с AI-сенсором для регулировки яркости
Помогает поддерживать равномерность яркости для безопасности

2.8 Блоки перенапряжения и фильтрации / ПЛК-сцепки

Критично для поддержания целостности сигнала.

Роли

Защита от сильных всплесканий
Улучшение ПЛК SNR с помощью соединительных конденсаторов
Уменьшайте шум с помощью полосных фильтров и дросселей общего режима

3. Принципы проектирования для длинных туннелей и сред с низким уровнем сигнала

3.1 Разделить тоннель на короткие зоны ПЛК

Рекомендуемые сегменты длиной 200–500 м
Каждый сегмент имеет свой контроллер петли
Обеспечивает более сильную SNR и локальную изоляцию

3.2 Использование топологии кольца / петли

Предотвращает сбои с одной точкой
Включает перенаправление путей A/B
Обеспечивает непрерывность связи даже при повреждении кабеля

3.3 Кондиционирование сигнала

ПЛК-муфты на распределительных панелях
Полосные фильтры устраняют шум VFD
Заземление + сетевые защитные устройства уменьшают помехи

3.4 Надёжные алгоритмы связи

Обнаружение ошибок CRC
Обратная связь ACK/NACK
Легкий FEC обеспечивает целостность сообщения даже в шумных туннелях

3.5 Местная автономия ради безопасности

Если сетевая связь ухудшается, локальные контроллеры:

Поддерживайте последний безопасный уровень яркости
Используйте кэшированные сцены
Следуйте локальным данным датчиков
Поддерживайте активные правила чрезвычайного реагирования

Это обеспечивает бесперебойное безопасное освещение.

4. Рабочий процесс коммуникации и управления

4.1 Обычная работа (централизованный режим)

CCP отправляет световые сцены (например, «Vehicle Density High»).
PLC Concentrator вводит команды сцены в правильный сегмент PLC.
Loop Controller направляет команды по кольцу.
Контроллеры изоляторов и модули затемнения получают уровни затемнения.
Светильники регулируют выходную мощность (0–10В, ШИМ или затемнение мощности).
Подтверждение/статус возвращается в CCP.
AI Vision Sensor постоянно обновляет данные о трафике и видимости.

4.2 Режим низкого сигнала / ухудшённый режим связи

Если SNR ослабнет или PLC-канал ослабнет:

Контроллер петли переключается в локальный автономный режим
Следует заранее определённым сценам с безопасным освещением
DTU пытаются восстановить связь
CCP фиксирует ухудшение здоровья туннеля и отправляет оповещения

4.3 Рабочий процесс изоляции неисправностей

Контроллер изолятора обнаруживает аномальный ток, короткую или развернутую линию.
Автоматически изолирует поражённую группу.
Отправляет код неисправности в CCP (идентификатор столба / идентификатор светильника).
Система продолжает работать без изменений в других зонах.