探討照明節能設計在智能控制系統中的應用

【摘要】：隨著(zhù)社會(huì )的不斷發(fā)展，經(jīng)濟水平也隨之穩步提升，人們的消防意識也正在逐步加強，這就促進(jìn)了消防應急照明系統的發(fā)展。當今社會(huì ),智能照明系統已經(jīng)普及到家家戶(hù)戶(hù)，并在建筑工程中被廣泛應用，同時(shí)其自身具有的強大優(yōu)勢可以大大提高建筑的構件水平，以及增強建筑的消防應急能力。通過(guò)介紹智能照明系統在建筑當中的應用情況，對智能照明系統自身的原理和構成以及在建筑當中的具體應用進(jìn)行了剖析，強調了建筑工程中應急照明系統應用的必然性。

【關(guān)鍵字】：電氣照明；節能設計；智能照明。

0引言

當前我國居民日常的照明耗電量大約占電力總耗電量的1/5,顯然這是非常大的一部分耗電比重。因此提升照明系統的節能設計水平對于節能減排,降低能耗意義重大，同時(shí)也能夠有助于應對目前電力供應短缺的情況。我國建設部對照明節能設計的要求是在確保工作中的視覺(jué)需求不受影響、照明效果不會(huì )降低的前提下，利用太陽(yáng)能、風(fēng)能等清潔能源在*大程度上降低照明系統的電能消耗，在智能照明控制系統中應用節能設計對用電量進(jìn)行控制，實(shí)現節能環(huán)保的目標。本文以電氣照明節能設計在智能照明控制系統中的應用為例進(jìn)行了詳細介紹,具體如下文。

1智能照明控制系統

1.1系統功能

第一,智能照明控制系統是一種集數字化、智能化、模塊化的總線(xiàn)控制系統，其能夠實(shí)現各功能模塊的智能控制功能。并在中央控制系統和模塊之間采用總線(xiàn)連接的方式實(shí)現直接通信，提高了控制系統的控制效率和可靠性。第二,控制系統能夠綜合分析一定區域中的功能需求、不同時(shí)段的不同用途以及室內、室外亮度差異實(shí)現智能化自動(dòng)調節照明亮度。并作出合理的場(chǎng)景預設,通過(guò)住宅自動(dòng)控制系統或子控制器對調光器模塊和調光器自動(dòng)調用模塊進(jìn)行控制。第三,照明控制系統有獨立的子網(wǎng)系統,具體到房間或覆蓋范圍更廣的聯(lián)網(wǎng)系統。第四，聯(lián)網(wǎng)系統有一個(gè)標準的串聯(lián)端口，能夠高效地連接到住宅自動(dòng)化系統的中央控制器或與其他控制系統形成聯(lián)網(wǎng)。

1.2照明系統的應用方式及其分類(lèi)

1.2.1照明方式

照明方式主要分為3類(lèi)：（1）一般照明，可對整個(gè)場(chǎng)所進(jìn)行照明,保證均勻性。（2）局部照明，可對特定區域額進(jìn)行照明，實(shí)現更人性化的應用。（3）混合照明,包括前兩種照明方式,既可以進(jìn)行一般照明，又可以進(jìn)行局部照明。

1.2.2照明種類(lèi)

照明種類(lèi)主要包括正常照明和應急照明兩大類(lèi),而應急照明包括備用照明、疏散照明和安全照明3類(lèi)。其中，備用照明主要是對建筑內發(fā)生電源故障時(shí)所采用的一種備用狀態(tài)的照明。疏散照明和安全照明都是針對建筑發(fā)生安全隱患時(shí)所采用的一種照明方式，做逃生疏散之用，可以保護人員的生命安全。

1.3控制方式

智能照明*為普遍的控制方式主要包括場(chǎng)景控制、群組合控制、定時(shí)控制、光學(xué)傳感器控制、遠程控制、圖示化監控、應急處理、日程計劃安排等?？刂葡到y的主要功能和主要應用范圍包括。

1.3.1場(chǎng)景控制

用戶(hù)可以根據自身的不同需求進(jìn)行各種場(chǎng)景的預設定，實(shí)現一鍵自動(dòng)切換應用場(chǎng)景。這種控制方式通常多應用于會(huì )議室、大型體育場(chǎng)館、圖書(shū)館、音樂(lè )館、高檔酒店等場(chǎng)所。

1.3.2群組合控制

能夠通過(guò)設置一個(gè)按鈕來(lái)控制多個(gè)跨區域的配電箱中的照明電路,實(shí)現照明控制，也就是說(shuō)可以一鍵實(shí)現對所在場(chǎng)所的照明控制。

1.3.3定時(shí)控制

系統通過(guò)分析用戶(hù)預設的時(shí)間,進(jìn)行調換相應的場(chǎng)景設置，從而控制燈光的開(kāi)關(guān)。這種控制方式多用于地下停車(chē)場(chǎng)等其他大型區域場(chǎng)所。

1.3.4光學(xué)傳感器控制

照明系統中安裝的光學(xué)傳感器能夠根據其檢測到光照強度，自動(dòng)實(shí)現對照明場(chǎng)所中相關(guān)燈光的開(kāi)關(guān)。這種控制一般多用于辦公樓樓道，公共廁所等公共區域。此外，靠近外窗附近的燈具可以根據自然光的亮度通過(guò)光傳感器打開(kāi)或關(guān)閉以節省電能。

1.3.5遠程控制

通過(guò)照明控制系統和互聯(lián)網(wǎng)系統的互聯(lián)組網(wǎng)，實(shí)現遠程監控照明控制。在有需要的情況下，還能夠設置和修改系統中每個(gè)照明控制面板的照明參數實(shí)現監控和控制照明場(chǎng)景。

1.3.6圖示化監控

用戶(hù)能夠利用系統中的電子地圖功能,直接地實(shí)現對整個(gè)照明控制區域的照明控制。整個(gè)建筑物的平面圖可以輸入到系統中，并且該區域的實(shí)際運行狀態(tài)可以用各種顏色表示。

1.3.7應急處理

在系統收到安全系統和消防系統的報警后,區域的照明可以自動(dòng)打開(kāi)。

1.3.8日程計劃安排

這種控制方式能夠在日常的不同時(shí)段中實(shí)時(shí)地設置照明場(chǎng)景狀態(tài),并記錄和打印出現場(chǎng)照明的情況，便于管理。

2應用案例

本文以浙江省杭州市的某家五星級酒店為例,分析酒店照明控制系統中電氣照明節能設計的具體應用。該酒店的建筑面積較大,功能空間較為復雜,因此對照明控制的要求也很?chē)栏?。綜合分析，對酒店主體建筑結構和設備施工以及后期的檢修維護等照明系統的射擊需同步進(jìn)行，所以，照明系統在早期的設計過(guò)程中完成施工，且需要施工具有充分的可調整性。本項目依照國際總線(xiàn)標準采用一種智能照明控制系統,在酒店的大堂,會(huì )議室,高級套房以及每層公共走廊照明部分實(shí)施智能照明控制,以高效的節約電能的消耗，同時(shí)也降低了管理人員的工作量,提高其工作效率,從而實(shí)現靈活、便捷的控制方式，便于修改、操作和維護。

2.1 系統總體結構設計

智能照明控制系統的總體結構設計重點(diǎn)包含有三個(gè)硬件組成部分。第一，智能照明控制系統包含有監控中心有線(xiàn)雙向通信PC上位機、無(wú)線(xiàn)雙向傳輸移動(dòng)終端和計算機控制終端。第二，智能照明控制系統也涵蓋中央控制系統的智能協(xié)調器和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )智能網(wǎng)關(guān)模塊，以保障控制系統中的通信和數據處理。第三，智能照明控制系統囊括了智能控制采集中心，經(jīng)過(guò)收集數據并將數據傳輸到處理中心，從而實(shí)現高效的完成控制中心發(fā)出的指令。

2.2 系統硬件設計

智能照明控制系統的硬件設計主要集中在對協(xié)調器，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )和LED顯示屏幕等構件的整合優(yōu)化。智能照明控制系統主要以網(wǎng)絡(luò )作為控制媒介,而且采用上位機和移動(dòng)終端實(shí)現控制系統對照明情況的分析和控制。在選擇采用的電路板和芯片時(shí),需要綜合分析智能照明控制系統的整體能耗和成本因素。LED顯示屏幕和協(xié)調器硬件結構分別是硬件組成和通信傳輸的組成。

2.3 無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )傳感器

無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )傳感器是智能照明控制系統中實(shí)現智能控制應用效果和節能效果的關(guān)鍵部件。它主要由兩部分硬件組成，包括控制采集中心和路由器?？刂撇杉行闹饕獮橹悄芫W(wǎng)絡(luò )和協(xié)調器的組合。由led端子控制的開(kāi)關(guān)可以通過(guò)控制開(kāi)關(guān)和調光控制執行前一節點(diǎn)的控制命令。并且，通過(guò)LED光源的照明和工作狀態(tài)可以實(shí)現實(shí)時(shí)數據的采集和傳輸,*后進(jìn)入微處理器。另一方面，智能照明控制系統中的路由器實(shí)現了系統協(xié)調器與LED終端之間的連接，通過(guò)路由器可以有效地建立中繼站,從而保障系統的正常運行。

3安科瑞智能照明控制系統

3.1概述

ALIBUS智能照明產(chǎn)品采用RS485總線(xiàn)技術(shù)，技術(shù)成熟可靠，安全穩定。開(kāi)關(guān)驅動(dòng)器具備獨立工作的能力，適用于一些中小型的項目；模塊化設計，可以任意拼接擴展，同時(shí)預留I/O口以及Modbus接口，還可以滿(mǎn)足與AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)管理云平臺進(jìn)行數據交換。

3.2應用場(chǎng)所

適合于各類(lèi)智能小區、醫院、學(xué)校、酒店，以及體育場(chǎng)所、機場(chǎng)、隧道、車(chē)站等大型公建項目的照明控制需求。

3.3系統結構

3.4系統功能

1）實(shí)時(shí)檢測并顯示各個(gè)模塊的在線(xiàn)狀態(tài)，反饋現場(chǎng)受控回路的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，監控界面按照樓層各分區的布局和回路列表來(lái)瀏覽。

2）當發(fā)生模塊離線(xiàn)、網(wǎng)關(guān)設備掉線(xiàn)或者狀態(tài)反饋和下發(fā)控制命令不一致時(shí)會(huì )發(fā)生故障報警，并將故障報警信息記錄并顯示在界面中。

3）可以對單個(gè)照明回路實(shí)現開(kāi)關(guān)控制；每個(gè)模塊、樓層都有相應的模塊控制開(kāi)關(guān)和樓層控制開(kāi)關(guān)，也可以一個(gè)模塊或者整個(gè)樓層實(shí)現開(kāi)關(guān)控制。

4）開(kāi)關(guān)驅動(dòng)器支持過(guò)零觸發(fā)功能，負載（燈具）的分合操作僅在交流電過(guò)零時(shí)進(jìn)行；可有效減少電磁干擾以及對電網(wǎng)的沖擊，延長(cháng)燈具與控制裝置的壽命。

5）對每個(gè)照明回路可以預設掉電狀態(tài)，當照明電源掉電時(shí)，開(kāi)關(guān)驅動(dòng)器會(huì )自動(dòng)切換到預設的掉電狀態(tài)；確保重新上電時(shí)燈具的開(kāi)關(guān)狀態(tài)是確定與可控的。

6）拖動(dòng)調光控件，照明設備從0%到100%進(jìn)行調光，可以對單個(gè)照明回路實(shí)現調光控制，調光總控可以對一個(gè)模塊的照明回路實(shí)現調光控制，也可以對多個(gè)照明回路實(shí)現調光控制，通過(guò)圖標的亮滅狀態(tài)反饋現場(chǎng)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)。

7）點(diǎn)擊場(chǎng)景控件，打開(kāi)或者關(guān)閉對應場(chǎng)景設置，軟件界面上顯示不同的場(chǎng)景模式和場(chǎng)景功能，通過(guò)圖標的亮滅顯示對應的場(chǎng)景狀態(tài)是打開(kāi)還是關(guān)閉。

8）設置定時(shí)時(shí)間，確認時(shí)間點(diǎn)后，對該事件點(diǎn)執行的動(dòng)作進(jìn)行設置，設置燈在設定的時(shí)間點(diǎn)亮或者滅。

9）系統可以通過(guò)預設的當地經(jīng)緯度信息，自動(dòng)計算每天的日升日落時(shí)間；根據天文時(shí)鐘控制照明開(kāi)關(guān)，實(shí)現日落開(kāi)燈、日出關(guān)燈的功能。

10）所有定時(shí)控制計劃均可下發(fā)保存至驅動(dòng)模塊；當上位機系統故障或模塊離線(xiàn)時(shí)，驅動(dòng)模塊可以利用自帶的RTC時(shí)鐘維持定時(shí)控制計劃的正常執行，不影響日常的照明控制效果。

11）系統結構是分布式總線(xiàn)結構；系統內各元件不依賴(lài)于其他元件而能夠獨立工作；系統內各元件可以通過(guò)程序的設定實(shí)現功能的多樣性。

12）預留BA或第三方集成平臺接口，采用modbus、opc等方式。

3.5設備選型

4 結束語(yǔ)

綜上所述,智能照明控制系統中應用照明節能設計理念對于構建生態(tài)文明和綠色節能的發(fā)展戰略具有重要意義，同時(shí)能夠促進(jìn)我國生態(tài)文明的建設和實(shí)現資源的有效利用。在我國經(jīng)濟不斷發(fā)展和城市化進(jìn)程不斷加快的過(guò)程中,更需要重視智能照明控制系統中照明節能理念的融合與發(fā)展。通過(guò)設計節能、高效的照明控制系統和設備實(shí)現照明效果，從而照明行業(yè)的發(fā)展潮流。

參考文獻:

[1].楊風(fēng)毅，盧啟芳，李明浩，等.探究智能照明系統在圖書(shū)館的應用研究[J].圖書(shū)館工作與研究，2015,(12)：38-42.

[2].張連福，李一龍，陳一清，等.探究我國智能照明系統在高校建設中的設計研究[J].工程技術(shù)研究,2013,(24):20-21.

[3].李大生，唐曉川，李大勝，等.試析智能照明系統在建筑物中的控制方式與節能應用[J].智能建筑電氣技術(shù),2012,(22):15-18.

[4].李藍蔚，李康林,朱志茂，等.探究我國綠色光源與智能照明控制系統的設計應用[J].智能建筑電氣技術(shù),2013,(6):39-43.

[5].王東華，謝翔宇，梁韻琪，等.探究發(fā)光二極管節能照明控制系統設計與應用[J].光源與照明，2015,(45)：45-46．

[6].孫子懿,電氣照明節能設計在智能照明控制系統中的應用.

[7].安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2022.05

作者簡(jiǎn)介：魏健輝，女，現任職于安科瑞電氣股份有限公司，手機:13681652469(微信)