Zusammenfassung: Dieser Artikel beschreibt die Grundprinzipien eines verteilten Steuerungssystems (DCS) auf Basis von PC und SPS. Am Beispiel des Lichtsteuerungssystems des Hankou Jiangtan Parks in Wuhan wird die Anwendung des PC+SPS-DCS in der Lichtsteuerung erläutert und dessen leistungsstarke Funktionen vorgestellt. Die zentrale Leitwarte nutzt GE iFix als Überwachungssoftware. Durch die Datenerfassung von Feld-SPS und EDA9033 kann das System nicht nur jeden einzelnen Lichtstromkreis steuern, sondern auch dessen verschiedene Informationen visualisieren. So werden beispielsweise Schaltzustand, Fehlermeldungen, Stromstärke, Spannung, Leistungsfaktor, Wirkleistung, Blindleistung und weitere elektrische Parameter jedes Stromkreises überwacht. Schlüsselwörter: Lichtsteuerung, DCS, PC+SPS, iFix, EDA9033. Gleichzeitig bietet dieses DCS-System in diesem Projekt vielfältige und leistungsstarke Funktionen. Die zentrale Leitwarte nutzt die Überwachungssoftware iFix von GE, erfasst die Daten von SPS und EDA9033 und steuert zentral alle dezentralen Beleuchtungskreise. Sie visualisiert und überwacht alle relevanten Informationen, wie z. B. den Ein-/Aus-Status, Alarme bei unerwarteten Problemen, Stromstärke, Spannung, Leistungsfaktor, Nutzleistung und Leerlaufleistung jedes Stromkreises. Schlüsselwörter: Beleuchtungssteuerung, DCS, PC+PC, iFix, EDA9033. 1. Einleitung: Die globale Wirtschaftsstruktur entwickelt sich hin zu Internationalisierung und Branchen mit hoher Wertschöpfung. Die Informations- und Computerindustrie boomen, und der Fortschritt im Informationszeitalter beschleunigt sich. Traditionelle arbeitsbasierte Wirtschaftssysteme stehen vor einer starken Herausforderung durch die netzwerkbasierte Wissensökonomie. Intelligente Gebäude, intelligente Gemeinschaften und intelligente Häuser entwickeln sich rasant, und verschiedene Automatisierungssysteme wie Gebäudeautomation (BA), Kommunikationsautomation (CA), Büroautomation (OA) und Hausautomation (HA) entstehen ständig. Der materielle und spirituelle Lebensstandard der Menschen verbessert sich rasant. Sie streben nach Flexibilität, Effizienz und Komfort in Beruf und Alltag, was zu stetig steigenden Anforderungen an die Beleuchtung führt. Daher hat sich die traditionelle Lichtsteuerungstechnik stark verändert, und sowohl national als auch international werden kontinuierlich verschiedene Computertechnologien, Netzwerkkommunikationstechnologien und moderne Steuerungstechnologien in die Lichtsteuerung integriert. Überall dort, wo sich Menschen nachts aufhalten, wird Beleuchtung benötigt – von der Innen- und Außenbeleuchtung über Bürobeleuchtung, Wohnungsbeleuchtung und die Beleuchtung von Sportstadien, Industrie- und Bergwerkshallen, Straßen und Brücken, Parks und Plätzen bis hin zu Bahnhöfen und Docks. Die geografische Ausdehnung reicht von wenigen Quadratmetern bis zu mehreren zehn Kilometern Radius. Für großflächige Beleuchtungsbereiche ist die zentrale Überwachung und Steuerung der Beleuchtungsanlagen unerlässlich. Zu den gängigen computergestützten Steuerungssystemen für große Flächen zählen SCADA- und DCS-Systeme sowie spezialisierte intelligente Lichtsteuerungssysteme wie Dynalite von Punch Power Systems (Australien) und C-BUS von Clipsal. Dieser Artikel beschreibt die Implementierung eines verteilten Lichtsteuerungssystems mit PC und SPS. 2. Verteilte Steuerungssysteme (DCS) und verwandte Computersteuerungssysteme: Seit Honeywell 1975 das erste DCS auf den Markt brachte, haben Dutzende Automatisierungsunternehmen weltweit Hunderte von DCS-Systemen eingeführt. In über dreißig Jahren Entwicklung wurden diese Systeme vier Generationen lang innovativ verbessert. Das Konzept der verteilten Steuerung erfreut sich zunehmender Beliebtheit bei Automatisierungsingenieuren und findet kontinuierlich Anwendung in Neubau-, Erweiterungs- und Modernisierungsprojekten. Traditionelle DCS-Systeme werden jedoch in der Regel von spezialisierten Unternehmen hergestellt und weisen einen gewissen Grad an proprietärer Natur auf. Darüber hinaus sind traditionelle DCS-Systeme typischerweise großflächig und kostspielig, was ihren breiten Einsatz in kleinen bis mittelgroßen Automatisierungsprojekten einschränkt. Aktuell sind neben DCS auch SCADA-Systeme, kleine Überwachungs- und Steuerungssysteme (PC-basiert) mit Industrie-PCs als Kern, Steuerungssysteme bestehend aus SPSen, Steuerungssysteme bestehend aus PCs und Mikrocomputern/DSPs sowie Überwachungssysteme bestehend aus PCs und SPSen auf dem Markt erhältlich. Diese Systeme weisen hinsichtlich Anwendungszielen, Systemfunktionen, Produktformen und Implementierungsmethoden viele Ähnlichkeiten mit DCS auf, unterscheiden sich aber auch in vielen Punkten [1]. In konkreten technischen Anwendungen sollte ein geeignetes Konzept entsprechend den Projektmerkmalen und den funktionalen Anforderungen des Nutzers entwickelt und das entsprechende Steuerungssystem ausgewählt werden. 3. Grundprinzip der Realisierung eines verteilten Steuerungssystems (DCS) mittels PC + SPS: Die Grundidee der verteilten Steuerung besteht in zentralisierter Verwaltung und dezentraler Steuerung. Das heißt: Der automatische Steuerungsprozess der Prozessindustrie ist weitgehend von der Verwaltung durch das Betriebs- und Managementpersonal getrennt. Der automatische Steuerungsprozess wird von jeder Steuerstation weitgehend unabhängig ausgeführt, während die Steuerung durch die Bediener von der Bedienstation im zentralen Kontrollraum aus erfolgt. Die zentrale Bedienstation und die einzelnen Feldsteuerstationen arbeiten weitgehend unabhängig voneinander, wodurch Fehler auf lokale Bereiche beschränkt und die Gesamtsicherheit und Zuverlässigkeit des automatischen Steuerungssystems erheblich verbessert werden. Gleichzeitig findet eine Datenkommunikation und ein Informationsaustausch in Echtzeit statt, wodurch die Bediener in der zentralen Leitwarte den gesamten automatischen Steuerungsprozess steuern und anpassen können. Die Hauptaufgabe der Feldleitstation besteht in der automatischen Steuerung des Produktionsprozesses. Daher muss sie verschiedene Prozessparameter und Betriebszustandsinformationen der Anlagen automatisch erfassen, umfangreiche numerische Berechnungen gemäß vorprogrammierten Steuerungsprozeduren durchführen und schließlich analoge Standardsignale (4–20 mA) oder digitale Ein/Aus-Signale ausgeben, um verschiedene Aktoren anzusteuern, Prozessparameter anzupassen und so die automatische Steuerung des Produktionsprozesses zu gewährleisten. Darüber hinaus muss sie in Echtzeit mit der Bedienerstation kommunizieren, die erfassten Produktionsinformationen an diese übermitteln und gleichzeitig Befehle des Bedieners empfangen, um das automatische Steuerungsschema anzupassen und den Produktionsprozess in Echtzeit zu optimieren. Daher benötigt sie auch eine standardisierte Kommunikationsschnittstelle. Moderne SPSen verfügen über diese Funktionen und bieten hohe Flexibilität, einfache Erweiterungsmöglichkeiten, eine intuitive und leicht erlernbare Konfiguration des Steuerungssystems sowie ein hervorragendes Preis-Leistungs-Verhältnis. Damit sind sie die ideale Wahl für Bedienerarbeitsplätze in kleinen und mittelgroßen DCS-Systemen. Der Bedienerarbeitsplatz in der zentralen Leitwarte dient im Wesentlichen als Mensch-Maschine-Schnittstelle. Er verarbeitet die von der Leitwarte erfassten Produktionsinformationen und stellt sie den Bedienern in vertrauten Formaten wie Flussdiagrammen, Produktionsberichten, historischen Trendanalysen sowie akustischen und optischen Alarmen zur Verfügung. Gleichzeitig kodiert er Bedienerbefehle und übermittelt diese zur Anpassung des Steuerungssystems, zur Optimierung des Produktionsprozesses oder zur Reaktion auf Notfälle an den Bedienerarbeitsplatz. Für kleine und mittelgroße DCS-Systeme kann die gängigste Überwachungssoftware auf dem Markt diese Funktionalität ohne besondere Anforderungen an Computerhardware und Betriebssysteme realisieren; ein Standard-Industrie-PC und die entsprechende Überwachungssoftware genügen. Bei der Verwendung eines Industrie-PCs und einer SPS in einem verteilten Steuerungssystem übernimmt die SPS die Hauptaufgaben der Feldleitwarte, während der PC die Aufgaben der Bediener- und Ingenieurarbeitsplätze übernimmt. Die Steuerungssoftware der SPS kann offline (oder online) auf einem Industrie-PC mit installierter SPS-Systemsoftware bearbeitet werden. Nach dem Herunterladen der Steuerungssoftware auf die SPS kann diese Aufgaben wie Felddatenerfassung, Logik- und Analogsteuerung selbstständig ausführen. Die verschiedenen Funktionen der Bedienerstation werden über eine auf einem Industrie-PC installierte Echtzeit-Überwachungssoftware realisiert. Der Produktionsprozess lässt sich mit der installierten Echtzeit-Überwachungssoftware einfach am PC überwachen (das Strukturblockdiagramm des mit PC und SPS implementierten DCS ist in Abbildung 1 dargestellt). 4. Entwurf des verteilten Steuerungssystems (DCS) für die Beleuchtung des Hankou River Beach Parks 4.1 Projektübersicht Der Hankou River Beach Park in Wuhan erstreckt sich über 7 Kilometer vom Passagierhafen Wuhan bis zur Danshuichi Houhu-Werft und umfasst eine Gesamtfläche von ca. 1,5 Millionen Quadratmetern. Es handelt sich um ein umfassendes städtisches Projekt mit Schwerpunkt auf Hochwasserschutz und Umweltverbesserung, das gleichzeitig Funktionen wie städtische Begrünung, Flussuferblick, Freizeit- und Fitnessangebote sowie kulturelle Attraktionen bietet. Das Projekt wird in drei Phasen realisiert. Die ersten beiden Bauabschnitte mit einer Gesamtlänge von 3,4 Kilometern sind abgeschlossen. Der dritte Bauabschnitt hat offiziell begonnen. Nach seiner Fertigstellung wird der Hankou River Beach Park in Wuhan der größte Platz der Welt sein. Da der erste Bauabschnitt des Uferprojekts relativ kurz ist, kann die Lichtsteuerung lokal im Niederspannungsverteilerraum erfolgen. Der zweite Bauabschnitt hingegen ist 2,4 Kilometer lang und verfügt über mehr Verteilerräume, wodurch eine lokale Steuerung unpraktisch ist. Angesichts des bevorstehenden dritten Bauabschnitts ist die zentrale Überwachung und Steuerung aller Beleuchtungsanlagen im gesamten Park sowie die Verbesserung des Gesamtmanagements unerlässlich. Daher wurde für die Beleuchtung des zweiten Bauabschnitts ein verteiltes Steuerungssystem (DCS) auf Basis von PC und SPS entwickelt, das die zentrale Überwachung und Steuerung ermöglicht. Nach einem Jahr Betrieb wurde die Lichtsteuerung des ersten Bauabschnitts erfolgreich auf dieses System erweitert. Gleichzeitig bietet es umfangreiche Erweiterungsschnittstellen für die Lichtsteuerung und die zentrale Steuerung des dritten Bauabschnitts. 4.2 Implementierung eines verteilten Steuerungssystems (DCS) für die Beleuchtung der zweiten Phase des Uferparks mittels PC+SPS 4.2.1 Hintergrund Einführung in das Kommunikationsnetz des Uferparks Während des Baus der zweiten Phase des Uferparkprojekts wurde ein 1000-Mbit/s-Glasfaser-Ethernet-LAN ​​errichtet. Dieses Netzwerk diente als zuverlässige Kommunikationsplattform für die Steuerung des Springbrunnens, das Sicherheitsüberwachungssystem, das Parkgebührensystem und das Wegweisersystem. Auch das in diesem Artikel beschriebene Beleuchtungssteuerungssystem nutzt dieses Kommunikationsnetz für die Datenkommunikation. Die zweite Phase des Projekts umfasst sechs 10-kV/0,4-kV-Transformatoren, die sich jeweils auf dem Stadtplatz, im Guobin-Wald, im Freundschaftswald, auf dem Tennisplatz, im Schwimmbad und im Gartenbaugebiet befinden. Zusätzlich wurde in einem Abstand von 15–30 Metern zu jedem Kastentransformator ein Niederspannungsverteilerraum mit einem Netzwerk-Switch eingerichtet. Die installierte SPS-Anlage ist über ein verdrilltes Zweidrahtkabel mit dem Switch verbunden und kommuniziert über das TCP/IP-Protokoll (Netzwerktopologie siehe Abbildung 2). Abbildung 2: 1000M-LAN-Topologiediagramm der zweiten Phase des Jiangtan Parks. 4.2.2 Entwurf der Feldsteuerstation für die Lichtverteilung im Jiangtan Park. Hauptstromkreis der Lichtverteilung: Über Niederspannungskabel wird die 380/220-V-Netzspannung von der Niederspannungsseite des Kastentransformators nach Durchlaufen des Trennschalters und des Leistungsschalters zur Niederspannungs-Kupfersammelschiene des Schaltschranks geführt. Der Niederspannungs-Leistungsschalter teilt die Spannung in mehrere Zweige auf. In jedem Zweigstromkreis sind herkömmliche Drehstromschütze und Stromwandler installiert, die schließlich die ein- oder dreiphasigen elektrischen Verbraucher versorgen. Jeder Verteilerschrank verfügt über insgesamt 14 dreiphasige Stromkreise mit einer Kapazität von ca. 150 kVA pro Schrank und ca. 10 kW pro Zweigstromkreis. Das Stromverteilungsschema des Verteilerschranks ist in Abbildung 3 dargestellt. Abbildung 3: Stromverteilungsschema des Verteilerschranks. Abbildung 4: Verdrahtungsplan EDA9033. Auswahl der elektrischen Parametererfassungseinheit: In diesem Projekt wird das von Shandong Licheng Technology Co., Ltd. entwickelte und hergestellte Modul EDA9033 als Leistungserfassungsmodul verwendet, um den Gesamtstrom des Verteilerschranks sowie Strom, Spannung, Leistungsfaktor und weitere elektrische Parameter jedes Abzweigstromkreises zu erfassen. Das Modul nutzt elektromagnetische und optische Isolationstechnologie, um Spannungseingang, Stromeingang und Signalausgang vollständig zu trennen und so die Sicherheit des Mess- und Steuerungssystems zu gewährleisten. Die Kommunikation mit anderen Geräten erfolgt über RS-485 oder RS-232. Bei Verwendung der RS-485-Zweidraht-Schnittstelle bietet es einen ESD-Schutz von +15 kV, bei Verwendung des RS-232-Dreidrahtsystems einen ESD-Schutz von ±15 kV. Die Kommunikationsrate (bps) ist zwischen 1200, 2400, 4800, 9600 und 19,2 kbit/s wählbar. Das Gerät verfügt über eine Dual-Protokoll-Kommunikationsfunktion, d. h. es unterstützt sowohl das ASCII- als auch das Hexadezimalformat. Bei Eingabe im Hexadezimalformat eignet es sich für die Programmierschnittstelle von Mikrocontrollern, besitzt eine hohe Überlastfähigkeit und kann Spannungs- oder Stromsignale bis zum 1,5-Fachen des Messbereichsendwertes präzise messen [2]. Wie im Schaltplan des Stromverteilungssystems dargestellt, überschreitet der Strom in allen dreiphasigen Verteilungskreisen den Messbereich des EDA9033 (20 A). Im Stromverteilungsdesign sind für jeden Verteilerschrank 15 Stromwandler vorgesehen. L0 ist der Gesamtstromwandler für den Verteilerschrank mit einem Übersetzungsverhältnis von 250/5. L1–L14 sind die Stromwandler für die 14 Abzweigstromkreise mit einem Übersetzungsverhältnis von 30/5. KM1-KM14 sind dreiphasige Schütze des Modells LC1-40A 220VAC, die die Verbindung von Abzweigstromkreisen steuern. Auswahl der Fernwirkeinheit (RTU) und Schaltplanentwurf: Die Technologie der speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) ist nach jahrzehntelanger Entwicklung ausgereift und findet breite Anwendung in verschiedenen Bereichen der industriellen Steuerung. Der Einsatz einer SPS zur Implementierung der RTU-Funktion in der Automatisierung von Mittelspannungs-Beleuchtungsverteilungen erfüllt die spezifischen Anforderungen an RTUs. Die diskreten Eingänge der SPS dienen der Fernsignalisierung, die diskreten Ausgänge der SPS der Fernsteuerung, der analoge Abtasteingang der SPS der Telemetrie und die Kommunikationsfunktion der SPS der Kommunikation mit dem Host [3]. Für diese Funktionen ist keine zusätzliche Hardware erforderlich. Es genügt, die SPS entsprechend der tatsächlichen Schaltmenge zu programmieren. Dieses SPS-basierte RTU-Implementierungsschema für die Automatisierung von Mittelspannungs-Beleuchtungsverteilungen zeichnet sich durch folgende Merkmale aus: einfache Hardwarestruktur, vollständig wartungsfrei; flexibel einsetzbar in kleinen und großen Maßstäben; durch einfaches Verbinden von Erweiterungsmodulen der SPS lässt sich die Anzahl der Fernsteuerungs-, Fernsignalisierungs- und Telemetriepunkte erhöhen. Beständigkeit gegenüber rauen Umgebungsbedingungen; hohe Zuverlässigkeit; Programmierung zur Realisierung verschiedener Funktionen ohne Hardware-Debugging; niedrige Kosten. Das SPS-Schema umfasst im konkreten Design die folgenden Schritte: ① Ermittlung der Anzahl der Bedienpunkte. Die grundlegende Situation des Verteilungsnetzes und die spezifischen Automatisierungsanforderungen werden analysiert, um die Geräte zu bestimmen, die das System fernsteuern, fernsignalisieren, telemetrisch erfassen und gegebenenfalls fernjustieren muss. Die Anzahl dieser vier Signale wird in jedem Verteilerraum ermittelt. ② Festlegung des Kommunikationsschemas. Basierend auf der Größe und Verteilung des Stromverteilungsnetzes wird das Gesamtdesignschema festgelegt, wobei der Schwerpunkt auf der Auslegung und Auswahl des Kommunikationsschemas liegt. ③ SPS-Auswahl. Basierend auf der Anzahl der Bedienpunkte an jedem Standort und dem festgelegten Kommunikationsschema wird ein geeignetes SPS-Modell zur Implementierung der RTU-Funktion ausgewählt. In diesem Projekt wird die Versa Max SPS von GE, USA, verwendet. Diese SPS ist ein Steuerungssystem der neuesten Generation von GE Fanuc Automation. Sie zeichnet sich durch ein neuartiges Design, hohe Vielseitigkeit, kompakte Bauweise, modularen Aufbau, Hot-Swap-Unterstützung, flexible Konfiguration und Wirtschaftlichkeit aus und bietet eine leistungsstarke Produktreihe für Automatisierungssysteme. Jede Steuerstation wählt ein Versa Max SPS-CPU-Modul, zwei 32-Kanal-E/A-Module (zur Schützsteuerung und Statusüberwachung von 32 Stromverteilungskreisen) sowie 32 EDA9033-Controller zur Erfassung der elektrischen Parameter jedes Stromverteilungskreises aus. Die EDA9033-Controller und die SPS kommunizieren über einen RS485-Bus. Das Blockschaltbild der SPS-Verdrahtung ist in Abbildung 5, das des Regelkreises in Abbildung 6 dargestellt. Abbildung 5: Blockschaltbild der SPS-Verdrahtung. Abbildung 6: Regelkreis. 4.2.3 Auslegung der Industrie-PCs und Überwachungssoftware im zentralen Kontrollraum: Entsprechend den Überwachungsobjekten des Lichtsteuerungssystems Jiangtan Phase II und unter Berücksichtigung der Reservierungen für Phase I und Phase III wurden im zentralen Kontrollraum zwei Industrie-PCs als Datenbankserver bzw. Betriebsüberwachungsserver installiert. Als Überwachungssoftware wurde GE iFix Plus Unlimited Version 3.0 ausgewählt. Die iFix-Software zur Konfiguration industrieller Steuerungen ist eine leistungsstarke Automatisierungssoftware, die Datenerfassung, Prozessvisualisierung und Überwachungsfunktionen vor Ort ermöglicht. Es findet weltweit breite Anwendung in zahlreichen Industriezweigen wie der Fertigung, Verpackung, Lebensmittel- und Getränkeindustrie sowie der Öl- und Gasförderung [4]. Die überlegene Leistungsfähigkeit der iFix-Konfigurationssoftware ermöglicht die Realisierung des Lichtsteuerungssystems im Jiangtan Park. iFix ist eine Softwarelösung für die industrielle Automatisierung, die Datenerfassung vor Ort, Prozessvisualisierung und Prozessüberwachung ermöglicht. GE zählt zu den weltweit größten Anbietern von industrieller Steuerungssoftware und bietet umfassende Lösungen für Industrieunternehmen. iFix ist die HMI/SCADA-Softwarekomponente der GE-Produktfamilie für industrielle Automatisierungssoftware und ermöglicht die Prozessüberwachung sowie die Informationsübertragung im gesamten Unternehmensnetzwerk. Basierend auf dieser Komponententechnologie umfasst Intellution Dynamics auch leistungsstarke Komponenten für die Chargensteuerung, Soft-Logic-Steuerungskomponenten und internetbasierte Funktionskomponenten. Alle Komponenten lassen sich nahtlos integrieren, um komplexe dynamische Produktionsprozesse umfassend und in Echtzeit abzubilden. Die iFix-Software umfasst nicht nur zahlreiche grafische Werkzeuge zur schnellen und einfachen Systementwicklung, sondern bietet auch branchenweit leistungsstärkste Funktionen. Dazu gehören Echtzeit-Prozessüberwachung und -steuerung, Alarme und Alarmmanagement, historische Trendanalysen, statistische Prozesskontrolle, benutzerbasierte Sicherheitssysteme, komfortable Systemerweiterung, Vernetzung usw. Anwender erhalten so jederzeit und überall im Unternehmen – ob im Kontrollraum oder im Konferenzraum – Echtzeit-Prozessinformationen. Dies ermöglicht interaktives Arbeiten und schnelle, effektive Entscheidungsfindung. 4.2.4 Funktionen der zentralen Leitwarte: Gemäß dem oben beschriebenen Designkonzept werden der tägliche Betrieb, die Verwaltung und die Wartung des gesamten Lichtsteuerungssystems im Jiangtan Park zentral in der Leitwarte gesteuert. Die verschiedenen Bildschirme und Funktionsmodule des Leitsystems befinden sich je nach Anzeige- und Einsatzort auf lokalen Rechnern. Die über das Netzwerk übertragenen Daten bestehen hauptsächlich aus Echtzeit-Produktionsdaten sowie verschiedenen Alarmen und Meldungen. Der Datenaustausch im gesamten System erfolgt über das TCP/IP-Protokoll. Zwei Computer bilden ein logisch unabhängiges Funktionssubnetz, das folgende Funktionen erfüllt: ● Automatischer Empfang von Daten wie Stromstärke, Spannung und Stromkreisstatus von verschiedenen Steuerstationen für jeden Beleuchtungsverteilungskreis; ● Festlegung von Steuermodi und -schemata für jede Steuerstation und Ausgabe von Fernsteuerungsbefehlen; ● Unterstützung der Netzwerkverbindung, wodurch Daten über das Netzwerk an eine SQL-Datenbank auf dem Server gesendet werden können; ● Anzeige von Daten, einschließlich analoger grafischer Darstellungen, Trendanzeigen, dynamischer analoger Diagramme, Trenddiagramme und Überlagerungen von Echtzeitdaten; Generierung, Protokollierung, Bestätigung und Abfrage von Alarmen. Alarminhalte umfassen: Tageslichtbeleuchtung, Nachtbeleuchtung, Spannungsüberspannung, Stromüberlastung, Stromausfall, Türöffnungsalarm usw. (siehe Abbildungen 7, 8 und 9); ● Klare und intuitive Anzeige des Status der elektrischen Anlagen für jeden Bereich basierend auf dem Gesamtplan des Parks (siehe Abbildung 10); ● Datenspeicherung, Abfrage historischer Daten und Anzeige von Betriebsprotokollen. ● Betriebsberichte, statistische Analysegrafiken und Ausdruck historischer Daten; ● Bedienerzugriffskontrolle, Passworteinstellungen und Betriebsprotokollierung; ● Alarmbenachrichtigungen können per GSM-SMS an relevante Mobiltelefone gesendet werden; ● Alarmwerteinstellung: Festlegung von Ober- und Untergrenzen für Alarmparameter wie Strom und Spannung; ● Verschiedene Ein-/Ausschaltmodi können zeitabhängig konfiguriert werden, um automatische Ein-/Ausschaltfunktionen gemäß den Benutzeranforderungen zu realisieren, darunter Normalbeleuchtung, Feiertagsbeleuchtung und Beleuchtung für große Feiertage; ● Überwachungszyklus: Festlegung des Zeitintervalls zwischen den Überwachungssitzungen; ● Systemwartungsfunktionen; ● Systemzeitsynchronisation. Abbildung 7: Spannungs- und Stromanzeige; Abbildung 8: Abfrage historischer Daten; Abbildung 9: Schleifenstatusanzeige; Abbildung 10: Elektronische Zonenkarte. 4.2.5 Funktionen der einzelnen Steuerstationen: Dieses Schema bildet eine verteilte Steuerstation. Diese Steuerstationen befinden sich in der Regel am Kontrollstandort. Die Steuerstationen des Jiangtan-Beleuchtungssteuerungssystems befinden sich in jedem Niederspannungsverteilerraum. Ihre Funktionen sind wie folgt: ● Datenerfassung und -verarbeitung von Feldparametern und Schleifenstatus, wie z. B. Schaltzustand, Strom, Spannung, Wirkleistung, Blindleistung, Leistungsfaktor und Schleifenschalterstatus. ● Steuerung nach einem vordefinierten Schema, programmatische Steuerung der Beleuchtung in jeder Schleife innerhalb eines bestimmten Zeitraums sowie zeit- und lichtgesteuerte Beleuchtungskörper. ● Empfang von Anweisungen der Leitwarte zur Schaltsteuerung bestimmter oder aller Systemschleifen. ● Automatische Schätzung der Beleuchtungsstärke des Beleuchtungskreises basierend auf Änderungen von Spannung, Strom, Wirkleistung und Leistungsfaktor. 5. Fazit: Das mit PC+SPS implementierte DCS ist seit fast zwei Jahren im Beleuchtungssteuerungssystem von Jiangtan im Einsatz. Seine Stabilität, Zuverlässigkeit, einfache Bedienung und der geringe Wartungsaufwand machen es bei Bedienern und Wartungspersonal beliebt. Aufgrund der Managementanforderungen des Industrieparks Jiangtan wurde nach einem Jahr Betrieb auch die Beleuchtungssteuerung der Phase I in das System integriert und die Erweiterung erfolgreich realisiert. Nach Abschluss der dritten Phase von Jiangtan wird das Steuerungssystem den Betrieb und die Wartung der Lichtsteuerungsanlagen im gesamten, 7 Kilometer langen Park mit fast 20 Steuerstationen überwachen und verwalten. Damit entsteht ein typisches mittelgroßes bis großes Lichtsteuerungsnetzwerk. Die Praxis hat gezeigt, dass das PC- und SPS-basierte DCS-System flexible Konfigurationsmöglichkeiten, fortschrittliche Technologie, zuverlässige Leistung, Systemsicherheit, hohe Offenheit, einfache Erweiterbarkeit, unkomplizierte Softwarekonfiguration, einfache Eigenentwicklung und -fehlerbehebung sowie ein hervorragendes Preis-Leistungs-Verhältnis bietet. Das System ist leicht erweiterbar und wartungsarm und daher das bevorzugte Automatisierungssystem für Unternehmen, die technologische Modernisierungen durchführen, sowie für kleine bis mittelgroße Produktionsprozesse. Referenzen: [1] Wang Changli, Luo An, Entwurf und Anwendungsbeispiele von verteilten Steuerungssystemen (DCS), Electronic Industry Press, August 2004, S. 19-23 [2] Li Min, EDA9033 Dreiphasen-Netzfrequenz-Wechselstromparameter-Datenerfassungsmodul, Foreign Electronic Components, Nr. 3, 2003, S. 31-33 [3] Qiu Ye, Notwendigkeit der Automatisierung von Mittel- und Niederspannungsverteilungsnetzen und deren SPS-Implementierungsschema, Guangdong Electric Power, Oktober 2003, Bd. 116, Nr. 15 [4] Ni Min, Produktvergleich und Entwicklungstrend von industrieller Steuerungskonfigurationssoftware, Mess- und Steuerungstechnik, Nr. 19, 2000, S. 38-40 Zugehörigkeit des Autors: Fakultät für Automatisierung, Technische Universität Wuhan Adresse: Postfach Box A-205, Jianhu Campus, Wuhan University of Technology, No. 122 Luoshi Road, Wuhan, 430070 E-Mail: [email protected]