技術文章

當前位置：首頁技術文章探討照明節(jié)能設計在智能控制系統(tǒng)中的應用

探討照明節(jié)能設計在智能控制系統(tǒng)中的應用

更新時間：2023-06-21

點擊次數(shù)：266

吳柯霓

安科瑞電氣股份有限公司上海嘉定 201801

【摘要】：隨著社會的不斷發(fā)展，經濟水平也隨之穩(wěn)步提升，人們的消防意識也正在逐步加強，這就促進了消防應急照明系統(tǒng)的發(fā)展。當今社會,智能照明系統(tǒng)已經普及到家家戶戶，并在建筑工程中被廣泛應用，同時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。通過介紹智能照明系統(tǒng)在建筑當中的應用情況，對智能照明系統(tǒng)自身的原理和構成以及在建筑當中的具體應用進行了剖析，強調了建筑工程中應急照明系統(tǒng)應用的必然性。

【關鍵字】：電氣照明；節(jié)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(tǒng)的節(jié)能設計水平對于節(jié)能減排,降低能耗意義重大，同時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(jié)能設計的要求是在確保工作中的視覺需求不受影響、照明效果不會降低的前提下，利用太陽能、風能等清潔能源在*大程度上降低照明系統(tǒng)的電能消耗，在智能照明控制系統(tǒng)中應用節(jié)能設計對用電量進行控制，實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目標。本文以電氣照明節(jié)能設計在智能照明控制系統(tǒng)中的應用為例進行了詳細介紹,具體如下文。

1智能照明控制系統(tǒng)

1.1系統(tǒng)功能

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

1.2照明系統(tǒng)的應用方式及其分類

1.2.1照明方式

照明方式主要分為3類：（1）一般照明，可對整個場所進行照明,保證均勻性。（2）局部照明，可對特定區(qū)域額進行照明，實現(xiàn)更人性化的應用。（3）混合照明,包括前兩種照明方式,既可以進行一般照明，又可以進行局部照明。

1.2.2照明種類

照明種類主要包括正常照明和應急照明兩大類,而應急照明包括備用照明、疏散照明和安全照明3類。其中，備用照明主要是對建筑內發(fā)生電源故障時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景控制、群組合控制、定時控制、光學傳感器控制、遠程控制、圖示化監(jiān)控、應急處理、日程計劃安排等�？刂葡到y(tǒng)的主要功能和主要應用范圍包括。

1.3.1場景控制

用戶可以根據自身的不同需求進行各種場景的預設定，實現(xiàn)一鍵自動切換應用場景。這種控制方式通常多應用于會議室、大型體育場館、圖書館、音樂館、高檔酒店等場所。

1.3.2群組合控制

能夠通過設置一個按鈕來控制多個跨區(qū)域的配電箱中的照明電路,實現(xiàn)照明控制，也就是說可以一鍵實現(xiàn)對所在場所的照明控制。

1.3.3定時控制

系統(tǒng)通過分析用戶預設的時間,進行調換相應的場景設置，從而控制燈光的開關。這種控制方式多用于地下停車場等其他大型區(qū)域場所。

1.3.4光學傳感器控制

照明系統(tǒng)中安裝的光學傳感器能夠根據其檢測到光照強度，自動實現(xiàn)對照明場所中相關燈光的開關。這種控制一般多用于辦公樓樓道，公共廁所等公共區(qū)域。此外，靠近外窗附近的燈具可以根據自然光的亮度通過光傳感器打開或關閉以節(jié)省電能。

1.3.5遠程控制

通過照明控制系統(tǒng)和互聯(lián)網系統(tǒng)的互聯(lián)組網，實現(xiàn)遠程監(jiān)控照明控制。在有需要的情況下，還能夠設置和修改系統(tǒng)中每個照明控制面板的照明參數(shù)實現(xiàn)監(jiān)控和控制照明場景。

1.3.6圖示化監(jiān)控

用戶能夠利用系統(tǒng)中的電子地圖功能,直接地實現(xiàn)對整個照明控制區(qū)域的照明控制。整個建筑物的平面圖可以輸入到系統(tǒng)中，并且該區(qū)域的實際運行狀態(tài)可以用各種顏色表示。

1.3.7應急處理

在系統(tǒng)收到安全系統(tǒng)和消防系統(tǒng)的報警后,對應區(qū)域的照明可以自動打開。

1.3.8日程計劃安排

這種控制方式能夠在日常的不同時段中實時地設置照明場景狀態(tài),并記錄和打印出現(xiàn)場照明的情況，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(tǒng)中電氣照明節(jié)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嚴格。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(tǒng)的射擊需同步進行，所以，照明系統(tǒng)在早期的設計過程中完成施工，且需要施工具有充分的可調整性。本項目依照國際總線標準采用一種智能照明控制系統(tǒng),在酒店的大堂,會議室,高級套房以及每層公共走廊照明部分實施智能照明控制,以高效的節(jié)約電能的消耗，同時也降低了管理人員的工作量,提高其工作效率,從而實現(xiàn)靈活、便捷的控制方式，便于修改、操作和維護。

2.1 系統(tǒng)總體結構設計

智能照明控制系統(tǒng)的總體結構設計重點包含有三個硬件組成部分。第一，智能照明控制系統(tǒng)包含有監(jiān)控中心有線雙向通信PC上位機、無線雙向傳輸移動終端和計算機控制終端。第二，智能照明控制系統(tǒng)也涵蓋中央控制系統(tǒng)的智能協(xié)調器和無線網絡智能網關模塊，以保障控制系統(tǒng)中的通信和數(shù)據處理。第三，智能照明控制系統(tǒng)囊括了智能控制采集中心，經過收集數(shù)據并將數(shù)據傳輸?shù)教幚碇行�，從而實現(xiàn)高效的完成控制中心發(fā)出的指令。

2.2 系統(tǒng)硬件設計

智能照明控制系統(tǒng)的硬件設計主要集中在對協(xié)調器，無線網絡和LED顯示屏幕等構件的整合優(yōu)化。智能照明控制系統(tǒng)主要以網絡作為控制媒介,而且采用上位機和移動終端實現(xiàn)控制系統(tǒng)對照明情況的分析和控制。在選擇采用的電路板和芯片時,需要綜合分析智能照明控制系統(tǒng)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?shù)慕M成。

2.3 無線網絡傳感器

無線網絡傳感器是智能照明控制系統(tǒng)中實現(xiàn)智能控制應用效果和節(jié)能效果的關鍵部件。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絡和協(xié)調器的組合。由led端子控制的開關可以通過控制開關和調光控制執(zhí)行前一節(jié)點的控制命令。并且，通過LED光源的照明和工作狀態(tài)可以實現(xiàn)實時數(shù)據的采集和傳輸,*后進入微處理器。另一方面，智能照明控制系統(tǒng)中的路由器實現(xiàn)了系統(tǒng)協(xié)調器與LED終端之間的連接，通過路由器可以有效地建立中繼站,從而保障系統(tǒng)的正常運行。

3安科瑞智能照明控制系統(tǒng)

3.1概述

ALIBUS智能照明產品采用RS485總線技術，技術成熟可靠，安全穩(wěn)定。開關驅動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，同時預留I/O口以及Modbus接口，還可以滿足與AcrelEMS企業(yè)微電網管理云平臺進行數(shù)據交換。

3.2應用場所

適合于各類智能小區(qū)、醫(yī)院、學校、酒店，以及體育場所、機場、隧道、車站等大型公建項目的照明控制需求。

3.3系統(tǒng)結構

3.4系統(tǒng)功能

1）實時檢測并顯示各個模塊的在線狀態(tài)，反饋現(xiàn)場受控回路的開關狀態(tài)，監(jiān)控界面按照樓層各分區(qū)的布局和回路列表來瀏覽。

2）當發(fā)生模塊離線、網關設備掉線或者狀態(tài)反饋和下發(fā)控制命令不一致時會發(fā)生故障報警，并將故障報警信息記錄并顯示在界面中。

3）可以對單個照明回路實現(xiàn)開關控制；每個模塊、樓層都有相應的模塊控制開關和樓層控制開關，也可以一個模塊或者整個樓層實現(xiàn)開關控制。

4）開關驅動器支持過零觸發(fā)功能，負載（燈具）的分合操作僅在交流電過零時進行；可有效減少電磁干擾以及對電網的沖擊，延長燈具與控制裝置的壽命。

5）對每個照明回路可以預設掉電狀態(tài)，當照明電源掉電時，開關驅動器會自動切換到預設的掉電狀態(tài)；確保重新上電時燈具的開關狀態(tài)是確定與可控的。

6）拖動調光控件，照明設備從0%到100%進行調光，可以對單個照明回路實現(xiàn)調光控制，調光總控可以對一個模塊的照明回路實現(xiàn)調光控制，也可以對多個照明回路實現(xiàn)調光控制，通過圖標的亮滅狀態(tài)反饋現(xiàn)場開關的狀態(tài)。

7）點擊場景控件，打開或者關閉對應場景設置，軟件界面上顯示不同的場景模式和場景功能，通過圖標的亮滅顯示對應的場景狀態(tài)是打開還是關閉。

8）設置定時時間，確認時間點后，對該事件點執(zhí)行的動作進行設置，設置燈在設定的時間點亮或者滅。

9）系統(tǒng)可以通過預設的當?shù)亟浘暥刃畔�，自動計算每天的日升日落時間；根據天文時鐘控制照明開關，實現(xiàn)日落開燈、日出關燈的功能。

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

11）系統(tǒng)結構是分布式總線結構；系統(tǒng)內各元件不依賴于其他元件而能夠獨立工作；系統(tǒng)內各元件可以通過程序的設定實現(xiàn)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

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

參考文獻:

[1].楊風毅，盧啟芳，李明浩，等.探究智能照明系統(tǒng)在圖書館的應用研究[J].圖書館工作與研究，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(tǒng)在高校建設中的設計研究[J].工程技術研究,2013,(24):20-21.

[3].李大生，唐曉川，李大勝，等.試析智能照明系統(tǒng)在建筑物中的控制方式與節(jié)能應用[J].智能建筑電氣技術,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(tǒng)的設計應用[J].智能建筑電氣技術,2013,(6):39-43.

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

[6].孫子懿,電氣照明節(jié)能設計在智能照明控制系統(tǒng)中的應用.

[7].安科瑞企業(yè)微電網設計與應用手冊.2022.05

作者簡介：吳柯霓，女，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能照明控制系統(tǒng)領域。