CC BY
44
Аля приведения параметров X, и У, к единице измерения т/ч и, соответственно, для перехода от X, и У, к IV, и Рі служат следующий формулы:
От = 0,000012522 • ДУ/а- £* V К*о- К„■ К,и• %/Лр р (6)
где От - массовый расход т/ч; г - плотность продукта в рабочих условиях, кг/м3; Др - перепад давления па сужающем устройстве, кге/м7;
Кш - поправочный коэффициент па шероховатость трубопровода;
/С„ поправочный коэффициент на притупление входной кромки диафрагмы;
К„ - поправочный коэффициент па расширение материала диафрагмы;
- расчетный диаметр сужающего устройсгва, мм; ЛНа коэффициент расхода сужающего ус тройства.
Ар = перелог/
V2,,
шкала
(7)
где Лр - перепад давления на сужающем устройст ве, кге/.ч2;
V мгновенный объемный расходе прибора КИП, м/ч;
шкало - расчетная шкала расхода продукта. мУч; перепад - расчетный перепад давления на сужающем устройстве, кгс/мг.
Сформированная модель позволит:
— разработать новую методику сведения материального баланса;
— усовершенст вовать алгоритм сведения материального баланса установки первичной переработки нефти АВТ-б;
— усовершенствовать систему управления ус тановки первичной переработки нефти АВТ-6.
Библиографический список
1. Технологический регламент установки АВТ-б (Тексті -Омск: Омский нефтеперерабатывающий завод. 2003. - 17Пс.
2. Дрейпер 11. Прикладной регрессионный пнилш [Ті;кст| /
Г. Смит.: иер. с англ — М., ІУ86. 112с.
3. Пучков И. Прикладной линейный регрессионный анализ (Тексті / Л. Бояджиеиа I*. Солаков. — М., 1987. - 230 с.
Л. Дхнапаров.і С.Л. Методы оптимизации эксперимент.! в химической технологии |Тексг|: учеб. пособие АЛЛ хим.техиол. спец ву:«ов / И,В. Кафаров. — 2-е над, - М.: Высш. Шк., 1985. 32? с.
РЯГУЗОВ Михаил Игоревич, аспирант кафедры «Автоматика и системы управления» Омской) тосу-ларстаепнот университета путей сообщения, инженер-программ ист ООО «Информационно-технологическая сервисная компания».
Адрес для переписки: е-гпаП: гггн85(о)таП.ги
Стап.и поступила и редакцию 16.06.2009 г.
© М. И. Рягунов
УДК 681.2.082
И. Н. КРАСНОКУЦКИЙ
Омский государственный университет путей сообщения
КОММУТАЦИЯ
ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ СВЕТИЛЬНИКОВ НАРУЖНОГО ОСВЕЩЕНИЯ НА ОСНОВЕ ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ
В статье рассмотрена интеграция системы видеонаблюдения в автоматизированную систему диспетчерского управления наружным освещением для оперативного визуального контроля диспетчером за состоянием удаленного оборудования питающих пунктов. Также изложены алгоритмы получения данных из видеосигнала для принятия решения о времени включения и отключения наружного освещения.
Ключевые слова: автоматизированная система управления освещением, фотометрический датчик, естественная освещенность, яркость, система видеонаблюдения.
Современные автоматизированные системы в нелокальные и распределенные 11 ]. Принятие реше-
болышшсгве случаев являются комплексными и объ- ния о времени включения и отключения светильни-
единяют па одном или нескольких серверах такие ков наружного освещения производится исходя из
функции, как коммерческий и технический учет, заложенного в память годового расписания или и со-
диспетчерское управление объектами энергетики и ответствии с уровнем естественной (солнечной) осве-
наружным освещением, теплоэнергетический учет, щеипости и настроенными обслуживающим персо-
а также системы безопасности и видеонаблюдения. налом порогами. Структурные схемы построения
Существующие системы диспетчерскою упраоле- таких систем представлены на рис. I и 2. нин наружным освещением, вне зависимости отаппа- Управление работой светильников в локальной
ратных средст в и производителя, можно разделить системе осуществляется при использовании фото-
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ 8ІСТНИК Н* 3 ИЗ) 10» ПРИБОРОС1ТОЇНИ6, МГТ»ОЛОГЙ9 И ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИПЛЬКЫЕ ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ
ПРИБО^ОСГРОТНИЕ, МГТЮЛОЛМ И ИИФОРМЛЦИОННОЮМЕРИТСЛЪМШ ПРИЮРЫ И СИСТЕМЫ
Отхсдяїуая
У. ІММ4Я
осиощимкоатм ФРияиЛОО Jl j
С вв і и/
Рис. I. Локальная система управления освещением но основе фотореле: А - датчик сстсстнеиноЛ осоещенностн; Е - естественная освещенность
Датчики
Оснепк'ііноспі
Электрических
параметров
Ручного
управлення
У
АРМ
Контроллер
— Переключится»}
Исполшггелытые устройства 1
Ретулигоры
сетевого
напряжения
Регулируемые ПРА
I
Нерегулируемые
ПРА
Рис. 2. Распределенная система управления освещением:
К - контроллер; ПК - персональный компьютер; ПРА - пускорегулирующая аппаратура
реле (ФР) илиаігтоматон включения освещения (ДВО). Их Алгоритм работы основан на срабатывании порогового устройства, коммутирующего отходящие линии, в зависимости от значения естественной освещенности. Основным недостатком таких систем является необходимость постоянного контроля состояния фотоэлемента и подстройки пороговых значений освещенности.
В распределенной системе, представленной па рнс.2, вся информация с датчиков поступает на контроллер К, который содержит в памяти расписание режимов работы и при пропадании связи с ПК, обеспечивает автономный режим работы системы освещения. Персональный компьютер ПК задает режимы работы системы освещения, получает и храниі' информацию об ее функционировании. Посіле обработки полученной с датчиков информации контроллер подает управляющие воздействия на исполнительные устройства. Переключатели предназначены для полного или частичного включения или отключения ламповой нагрузки от сети. Они могут быть электромеханическими (реле или контакторы), статическими (на (Зазетиристоров или транзисторов) и гибридными. Регуляторы сетевого напряжения предназначены для плавного или дискретного регулирования светового потока источников света. Они могут быть как индивидуальными, гак и групповыми. В зависимости от используемых источников света питающее напряжение на них может подаваться как непосредственно, гак и через нерегулируемую пускорегули-рующую аппаратуру (ПРЛ). Принцип действия регулируемых ПРЛосновап па изменении их внутреннего сопротивления. Использование такой аппаратуры позволяет отказаться от регуляторов сетевого напряжения и нерегулируемой ПРА 11 ]. Далее рассматриваются только распределенные системы, так как фотореле применяются сравнительно реже.
Оборудование питающих пунктов является дорогостоящим, поэтому оно оборудуется системой сигнализации, по в случае хищения не всегда удается оперативно отреагировать, так как сигнализация срабатывает только после вскрытия дверей. Для предотвращения таких ситуаций системы диспетчерского управления все чаще оборудуются камерами наруж-
ного видеоиаблюдения. Эю позволяет отреагировать уже на попытку вскрытия дверей пи тающего пункта, что значительно повышает вероятность задержания злоумышленника. Как правило, для получения, хранения и отображения данных системы видеоиаблюдения организуется отдельное рабочее место, оборудованное персональным компьютером, что не всегда удобно для обслуживающего персонала. Видсонаблюде-ние уже внедрено в ряде городских систем диспетчерского управления объектами энергетики и наружного освещения. Предлагается объединить две такие системы и выводить видео изображение непосредственно на мнемосхеме питающего пункта автоматизированного рабочего места (АРМ) диспетчера АСДУ наружным освещением. Так, при открытии любой мнемосхемы диспетчер сможет увидеть не только состояние аппаратов телесигнализации (ТС) и значения телеизмерений (ТИТ), но и видеоизображение питающего пункта и прилегающих территорий, что также позволит исключить выезд на ложное срабатывание ТС дверей шкафа телемеханики.
Полученный видеосигнал, кроме функций безопасности, предлагается использовать в качестве источника информации о состоянии естественной (солнечной) освещенности для принятия решения о необходимом режиме включения наружною освещения в текущий момент времени. Такой способ получения значений естественной освещенности может послужить альтернативой фотоме трическим датчикам на основе фоторезисторов и фотодиодов, которые требуют дополнительных затрат на установку и обслуживание.
Как известно, любой видеосигнал содержит яр-костную составляющую. Яркость— это поток, посылаемый в данном направлении единицей видимой поверхности в единичном телесном угле или отношение силы света, излучаемого поверхностью, к площади её проекции на плоскости, перпендикулярной оси наблюдения 111
где / — сила света; а — площадь проекции.
Для аддитивной системы цветовой передачи 1*СВ яркость рассчитывается по формуле 0.3 «Я + 0.59 й + + 0.П-П
Силой спета называется световой поток, приходящийся на единицу телесного угла, в пределах которого он распространяется
/ =
(ІФ
dCl
12)
Световой поток определяется как мощность световой энергии
л dQ ф = —— Л
(3)
где ({() — энергия излучения, испускаемая за время
<и ■
Под освеще/шос/пыо понимается плотность светового потока по освещаемой поверхности:
dE =
ІІФ
dA
(4)
где с!Е —освещенность участка поверхности сЫ.
Как видно из формул 1 — 4, величина яркости пропорциональна величине освещенности, используемой в системах диспетчерского управления наружным освещением. Исходя из вышесказанного, автором были разработаны способы получения информации о текущем состоянии естественной освещенности при помощи устройства видеозахвага или из видеофайла системы наружного наблюдения. Их принцип основан на получении одного кадра с заданным интервалом, например пять минут, и на анализе ого яркостной составляющей, которая и будет про-порциональна естественной освещенности. При использовании видеокамеры задача получения кадра решается при помощи функции зпар.чЬо1 (снимок экрана). При анализе видеофайла необходимо считывать последний полученный кадр па заданный период. На практике были реализованы оба таких способа получения естественной освещенности. В первом, в качестве устройства видеозахва га использовалась видеокамера Сети*, направленная в оконный проем, а разработанное программное обеспечение рассчитывало среднее значение яркости полученного кадра |2].
Второй способ получения естественной освещенности из видеофайла был также реализован, при проведении испытаний на небольших по размеру файлах данный способ показал хороший результати быстродействие, попри увеличении их размеров было выявлено потребление большого объема оперативной памяти и значительная загрузка процессора персонального компьютера для существующего АРМа. Таким образом, для практической реализации данного способа потребовались более мощные серверные решения, которые при проведении эксперимента отсутствовали, ктому же в большинстве случаев автоматизированное рабочее место диспетчера в городских системах управления наружным освещением представляет собой обычный персональный компьютер, не рассчитанный на такую загрузку. В связи с этим для дальнейшею внедрения был выбран первый способ получения естественной освещенности при помощи устройства видеозахвага. I фактическая реализация была выполнена с использованием стандартных программных средств. Разработанное программное обеспечение с интервалом в пять минут опрашивает видеокамеру, вычисляет значение освещенности, после чего записывает его в базу данных SOL. Фотометрический датчик на основе фоторезистора марки ФД, подключенный к входу ТИТ системы телемеханики, также опрашивается контроллером с периодом в пять минут, а полученные значения сохраняются в той же базе данных. Результаты измеренных значений естественной (солнечной освещенности) за одни сутки от фотометрического да тчика и от видеокамеры представлены на рис. 3.
Единицей измерения освещенности в системе СИ служит люкс (один люкс = одному люмену на квадратный метр). Интервал изменения освещенности в течение суток может быть очень большим, например, в полдень в солнечный день ее значение составляет 100 ООО лк. в пасмурный день — 1000 лк, от полной луны — 0,2 лк, а в безлунную ночь — 0,0003 лк. Такой интервал значений очеиьтяжело оценивать человеку, поэтому для удобства восприятия значений естественной освещенности при отображении на автоматизированном рабочем мес те диспетчера системы управления наружным освещением они представляются в условных единицах с периодом измерения от нуля до с та.
Е усл ел
Рис. 3. Естественная освещенность;
1 - полученная при помощи фотометрического датчика; 2 - полученная при помощи кидеокаморм
ОМСКИЙ МАУЧЧЫЙ МС1НИК № 3 <ВЗ) Ї0С9 ПРИЬОРООГОСНИЕ,
"ТРОЕНИЕ. МПРОДОГИ1 И ИМфОРМАЩ«ЖНО-йЗМ{РИ1ЕАЬКЫ{ П(>ИЬО»И V СИСПМЫ
кч
Рис. 4. Естественная освещенность, обработанная методом экспоненциального сгллжппаиня:
I - подученная при помощи фотометрического датчика; 2 - полученная при помощи видеокамеры
Как нидно ил 1-рафиков, представленных па рис. 3, процесс измененин освещенности косит случайный характер и в течение суток возможны его скачкообразные изменения. При автоматизированном управлении такие резкие изменения могут привести к необоснованным переключениям системы наружного освещения. Поэтому предлагается измеренные значения обрабатывать методом экспоненциального сглаживания (3)
ад=г^(/»-1)+(1-г)Дл).
где £(/}) —текущеедискретное значение естествен-ной освещенности;
Ц,(п) —текущее дискретное значепиеобрабогапной методом экспоненциального сглаживания естествен-ной освещенности;
1) —дискретное значение обработанной методом экспоненциального сглаживании естественной освещенности па предыдущем шаге;
У — коэффициент экспоненциального сглаживания.
Проведенный анализ показал, что наиболее оптимальным является значение параметра У, рапное 0,8. Обработанные таким методом значения естественной освещенности представлены на рис. 4. Как видно из рис. Л, обработка методом экспоненциального сглаживания исключает появление резких изменений значений естественной освещенности, и такой си тал
может быть использован в процессе принятия решения включении или отключении светильников наружного освещения.
Таким образом, полученные способы оценки естественной освещенности из видеосигнала могут быть использованы при управлении наружным освещением как альтерна тивные фотометрическим датчикам.
Библиографический список
J. Справочная книга носпетотехиике / под род. Ю.В. Айпен-(iepra - М.: Знак, 2006. — 972 с.
2. Adjupee Ю. Моделирование процессов и систем в MATLAM. Снб.: Питер; Киев: Издательская группа Bf IV. 200:j. — .SI2с
3. А. Опте»! гейм. Р. Шафер. I (ифропая обработка сигналов. -М.: Техносфера, 2007. — 856 С.
КРАСНОКУЦКИЙ Иван Николаевич, инженер отдела автоматизации научно-производственного объединения «МИР», соискатель кафедры «Радиотехнические и управляющие системы» Омского государственного университета путей сообщения.
Адрес для переписки: е-таН:
Статья поступила ь редакцию 10.00.2009 г.
© И. Н. Краснокуцкнй
Книжная полка
Сергеев, А. Г. Метрология, стандартизация, сертификация [Текст]: учеб. пособие для вузов по направлению «Метрология, стандартизация и сертификация» и специальности «Метрологиям метрологическое обеспечение» / Л. Г. Сергеев, М. В. Латышев, В. В. Терегеря. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.; Логос; М.: Унив. кн., 2009. — 558,111 с.: рис., табл. — (Новая университетская библиотека). — Библиогр.: с. 557-559. — ISBN 978-5-98704-432-4.
Освещается научное, методическое и организационное обеспечение работ в области метрологии, стандар тизации и сертификации. Рассмотрены методы и средства достижения требуемой точности и единства измерений, орта!шзации метрологического обеспечения производства, разработки и применения стандартов в практической деятельности инженеров и менеджеров. Раскрыты положения Федерального закона «Отехническом регулировании)! и других нормативных документов.
