智能照明系統在生物制藥車(chē)間的應用與選型

0.引言

智能照明控制系統是*近幾年才從國外傳人我國的，有松下、菲利浦、奇勝等。它從集中控制著(zhù)手,采用單片機作為控制單元，用2根24V的信號線(xiàn)實(shí)現照明控制。由于它具有許多普通照明控制所不具備的優(yōu)點(diǎn)，已被越來(lái)越多地應用在廣場(chǎng)、碼頭、禮堂、廠(chǎng)房等大型場(chǎng)所。并以其*的性能逐漸被人們所認識和接受。筆者主要講述了松下四通智能二線(xiàn)制照明系統的基本理論和結構，并介紹了該系統在生物制藥生產(chǎn)車(chē)間的實(shí)際應用。

1.系統的組成

該系統的組成見(jiàn)圖1。它的核心為中央處理器,即CPU,由它控制若干個(gè)照明控制模塊，不同規格的系統可帶控制模塊的數量也不同，我們選擇的是16位的系統，即CPU可帶16個(gè)控制模塊。由模塊控制繼電器來(lái)決定某個(gè)回路燈具的點(diǎn)亮與熄滅。照明開(kāi)關(guān)為智能型地址碼開(kāi)關(guān)。

該系統是采用標準的總線(xiàn)控制技術(shù)，總線(xiàn)標準為EIB即歐洲安裝總線(xiàn)標準，控制方式為Peer-Peer的方式即對等控制方式，不同于傳統的Master- Slave即主-從控制方式，總線(xiàn)是4芯屏蔽雙絞線(xiàn)，其中2芯為總線(xiàn)使用，另外2芯備用。所有元件均采用24VDC工作電源，24VDC供電與電信號復用總線(xiàn)。

該系統是模塊化、全分散、對等的系統。驅動(dòng)器為標準模數化的元件，采用標準DIN導軌的安裝方式與CPU和控制模塊集中安裝在一個(gè)控制箱內，地址碼開(kāi)關(guān)安裝在房間門(mén)口或走廊的合適部位。

2.系統的工作原理

設計人員可以根據不同的工藝需要,將照明系統分為若干個(gè)回路，并對每個(gè)回路進(jìn)行編碼，安裝時(shí)用手操器將編碼寫(xiě)人相應的地址碼開(kāi)關(guān)。當操作人員按動(dòng)該地址碼開(kāi)關(guān)后譯碼器得到指令譯碼后傳給CPUCPU經(jīng)過(guò)判斷給控制模塊發(fā)出指令來(lái)控制相應回路照明器具的點(diǎn)亮與熄滅。對于同一個(gè)地址碼開(kāi)關(guān),寫(xiě)人不同的編碼，就能控制不同的回路。另外,該系統還可實(shí)現每一回路的定時(shí)關(guān)燈功能，其操作非常簡(jiǎn)單，由手操器將所要控制的時(shí)間寫(xiě)人到該回路的地址碼開(kāi)關(guān)。該回路的控制模式即為定時(shí)模式。定時(shí)模式如果使用得當，將會(huì )節省大量的能源。

3.智能照明控制系統在生物制藥廠(chǎng)房的應用

生物制藥車(chē)間不同于一般的普通場(chǎng)所，它受生物制藥工藝所制約，具有潔凈度高、房間多、房間的照度不同等特點(diǎn)，因此，對照明控制系統的要求也高。過(guò)去所采用的普通照明控制系統線(xiàn)路復雜、能源消耗大，已不適合現代化生物制藥車(chē)間的要求。而采用智能照明控制系統則克服了上述的缺陷，具有以下優(yōu)點(diǎn):

3.1 節約能源

本系統在使用中可根據不同的工藝要求，實(shí)現多場(chǎng)合不同時(shí)間的智能照明控制，充分利用照明燈具的組態(tài)來(lái)達到節能的目的。在部分場(chǎng)合由于對照明燈具的點(diǎn)亮有具體的要求，而一般開(kāi)關(guān)由于本身控制的回路容量有限，無(wú)形中就造成了不必要的材料消耗。另一方面，由于其他原因忘記關(guān)燈而又沒(méi)右覺(jué)察到，這同樣會(huì )造成能源的浪費。

以一個(gè)面積為6000㎡的疫苗生產(chǎn)車(chē)間為例， GMP要求的人流通道為:一更→普通空調走廊→二更→10萬(wàn)級走腐→三更→萬(wàn)級走底→萬(wàn)級操作間。如果按照普通照明控制系統進(jìn)行設計，那么工作人員要進(jìn)入萬(wàn)級操作間進(jìn)行工作，開(kāi)燈的順序如下:在更打開(kāi)空調走腐的照明，在二更打開(kāi)10萬(wàn)級走廊的照明，在三更打開(kāi)萬(wàn)級操作間的照明。這樣，當操作者在操作間進(jìn)行操作時(shí)，身后走過(guò)的路線(xiàn)上的燈是打開(kāi)的。以10萬(wàn)級走廊為例，簡(jiǎn)單計算一下用電量:10萬(wàn)級走廊共有70套燈具共5600W每天按點(diǎn)亮4h計算，共耗電23kW/h1年按240d計將耗電5750kW/h。而采用本系統后，對走廊的燈具進(jìn)行分組，可根據不同的需要，決定點(diǎn)亮燈具的數*，而且點(diǎn)亮的時(shí)間可根據需要任意設定。這樣，走廊內的照明燈具*多點(diǎn)亮1/3，而且每天點(diǎn)亮的時(shí)間*長(cháng)不超過(guò)1h每天*多耗電19kW/h1年的耗電量不過(guò)460kW/h，照此計算，10萬(wàn)級走廊可節能92%。同時(shí)，由于燈具點(diǎn)亮時(shí)間短，從而大大降低了燈具的損耗，也就降低了成本。

本系統可以根據工作需要對具體的照明需求進(jìn)行設定。例如，在一更二更三更的出口可安置紅外線(xiàn)感應開(kāi)關(guān)，只要有人走動(dòng)，需要點(diǎn)亮的燈點(diǎn)亮，沒(méi)有人走動(dòng)時(shí)，延時(shí)(1min~2h自行設定)關(guān)燈;恒溫室為全封閉的房間，如果忘記關(guān)燈，很難被發(fā)現，會(huì )白白浪費能源，可在恒溫室門(mén)口設延時(shí)開(kāi)關(guān)，操作人員進(jìn)入恒溫室時(shí)，打開(kāi)開(kāi)關(guān)，離開(kāi)時(shí)可以閉燈，如果忘記，自動(dòng)延時(shí)(1min~2h自行設定)關(guān)燈。同樣節省大量能源。

3.2 使用方便、安全、舒適

本系統在開(kāi)關(guān)上有照明指示,本室內的照明情況在總控制室可一目了然地顯示出來(lái)，并可對其進(jìn)行自由編組控制，便于進(jìn)行管理。同時(shí)，由于所有的開(kāi)關(guān)均為24V安全電壓控制，使用安全、可靠。本系統的所有開(kāi)關(guān)均為嵌人壁板安裝，棄用突出的按鈕開(kāi)關(guān),非常適合在潔凈廠(chǎng)房?jì)仁褂谩?/p>

4 安科瑞智能照明控制系統

4.1系統概述

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。

4.2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。

4.3系統結構

4.4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。

4.5設備選型

參考文獻：

[1]趙冬.智能照明控制系統在生物制藥生產(chǎn)車(chē)間的應用[J].中國衛生工程學(xué),2004(03):41-42.

[2]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊2022.05版

作者介紹：

李雪薇，女,現任職于安科瑞電氣股份有限公司。手機:17821733155（微信同號)，