探討照明節(jié)能設(shè)計(jì)在智能控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

王蘭

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

【摘要】：隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，經(jīng)濟(jì)水平也隨之穩(wěn)步提升，人們的消防意識(shí)也正在逐步加強(qiáng)，這就促進(jìn)了消防應(yīng)急照明系統(tǒng)的發(fā)展。當(dāng)今社會(huì),智能照明系統(tǒng)已經(jīng)普及到家家戶戶，并在建筑工程中被廣泛應(yīng)用，同時(shí)其自身具有的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)可以大大提高建筑的構(gòu)件水平，以及增強(qiáng)建筑的消防應(yīng)急能力。通過介紹智能照明系統(tǒng)在建筑當(dāng)中的應(yīng)用情況，對(duì)智能照明系統(tǒng)自身的原理和構(gòu)成以及在建筑當(dāng)中的具體應(yīng)用進(jìn)行了剖析，強(qiáng)調(diào)了建筑工程中應(yīng)急照明系統(tǒng)應(yīng)用的必然性。

【關(guān)鍵字】：電氣照明；節(jié)能設(shè)計(jì)；智能照明。

0引言

當(dāng)前我國(guó)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(shè)計(jì)水平對(duì)于節(jié)能減排,降低能耗意義重大，同時(shí)也能夠有助于應(yīng)對(duì)目前電力供應(yīng)短缺的情況。我國(guó)建設(shè)部對(duì)照明節(jié)能設(shè)計(jì)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(huì)降低的前提下，利用太陽能、風(fēng)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(yīng)用節(jié)能設(shè)計(jì)對(duì)用電量進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目標(biāo)。本文以電氣照明節(jié)能設(shè)計(jì)在智能照明控制系統(tǒng)中的應(yīng)用為例進(jìn)行了詳細(xì)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?qū)崿F(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(shí)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(shí)段的不同用途以及室內(nèi)、室外亮度差異實(shí)現(xiàn)智能化自動(dòng)調(diào)節(jié)照明亮度。并作出合理的場(chǎng)景預(yù)設(shè),通過住宅自動(dòng)控制系統(tǒng)或子控制器對(duì)調(diào)光器模塊和調(diào)光器自動(dòng)調(diào)用模塊進(jìn)行控制。第三,照明控制系統(tǒng)有獨(dú)立的子網(wǎng)系統(tǒng),具體到房間或覆蓋范圍更廣的聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。第四，聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的串聯(lián)端口，能夠高效地連接到住宅自動(dòng)化系統(tǒng)的中央控制器或與其他控制系統(tǒng)形成聯(lián)網(wǎng)。

1.2照明系統(tǒng)的應(yīng)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(duì)整個(gè)場(chǎng)所進(jìn)行照明,保證均勻性。（2）局部照明，可對(duì)特定區(qū)域額進(jìn)行照明，實(shí)現(xiàn)更人性化的應(yīng)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

照明種類主要包括正常照明和應(yīng)急照明兩大類,而應(yīng)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(duì)建筑內(nèi)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(duì)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(hù)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(yuǎn)程控制、圖示化監(jiān)控、應(yīng)急處理、日程計(jì)劃安排等。控制系統(tǒng)的主要功能和主要應(yīng)用范圍包括。

1.3.1場(chǎng)景控制

用戶可以根據(jù)自身的不同需求進(jìn)行各種場(chǎng)景的預(yù)設(shè)定，實(shí)現(xiàn)一鍵自動(dòng)切換應(yīng)用場(chǎng)景。這種控制方式通常多應(yīng)用于會(huì)議室、大型體育場(chǎng)館、圖書館、音樂館、高檔酒店等場(chǎng)所。

1.3.2群組合控制

能夠通過設(shè)置一個(gè)按鈕來控制多個(gè)跨區(qū)域的配電箱中的照明電路,實(shí)現(xiàn)照明控制，也就是說可以一鍵實(shí)現(xiàn)對(duì)所在場(chǎng)所的照明控制。

1.3.3定時(shí)控制

系統(tǒng)通過分析用戶預(yù)設(shè)的時(shí)間,進(jìn)行調(diào)換相應(yīng)的場(chǎng)景設(shè)置，從而控制燈光的開關(guān)。這種控制方式多用于地下停車場(chǎng)等其他大型區(qū)域場(chǎng)所。

1.3.4光學(xué)傳感器控制

照明系統(tǒng)中安裝的光學(xué)傳感器能夠根據(jù)其檢測(cè)到光照強(qiáng)度，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)照明場(chǎng)所中相關(guān)燈光的開關(guān)。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(jù)自然光的亮度通過光傳感器打開或關(guān)閉以節(jié)省電能。

1.3.5遠(yuǎn)程控制

通過照明控制系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的互聯(lián)組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控照明控制。在有需要的情況下，還能夠設(shè)置和修改系統(tǒng)中每個(gè)照明控制面板的照明參數(shù)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控和控制照明場(chǎng)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(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)照明控制區(qū)域的照明控制。整個(gè)建筑物的平面圖可以輸入到系統(tǒng)中，并且該區(qū)域的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)可以用各種顏色表示。

1.3.7應(yīng)急處理

在系統(tǒng)收到安全系統(tǒng)和消防系統(tǒng)的報(bào)警后,規(guī)定區(qū)域的照明可以自動(dòng)打開。

1.3.8日程計(jì)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(shè)置照明場(chǎng)景狀態(tài),并記錄和打印出現(xiàn)場(chǎng)照明的情況，便于管理。

2應(yīng)用案例

本文以浙江省杭州市的某家五星級(jí)酒店為例,分析酒店照明控制系統(tǒng)中電氣照明節(jié)能設(shè)計(jì)的具體應(yīng)用。該酒店的建筑面積較大,功能空間較為復(fù)雜,因此對(duì)照明控制的要求也很嚴(yán)格。綜合分析，對(duì)酒店主體建筑結(jié)構(gòu)和設(shè)備施工以及后期的檢修維護(hù)等照明系統(tǒng)的射擊需同步進(jìn)行，所以，照明系統(tǒng)在早期的設(shè)計(jì)過程中完成施工，且需要施工具有充分的可調(diào)整性。本項(xiàng)目依照國(guó)際總線標(biāo)準(zhǔn)采用一種智能照明控制系統(tǒng),在酒店的大堂,會(huì)議室,高級(jí)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(jié)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(xiàn)靈活、便捷的控制方式，便于修改、操作和維護(hù)。

2.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

智能照明控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(tǒng)包含有監(jiān)控中心有線雙向通信PC上位機(jī)、無線雙向傳輸移動(dòng)終端和計(jì)算機(jī)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(diào)器和無線網(wǎng)絡(luò)智能網(wǎng)關(guān)模塊，以保障控制系統(tǒng)中的通信和數(shù)據(jù)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(jīng)過收集數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)教幚碇行?，從而?shí)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(shè)計(jì)

智能照明控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)主要集中在對(duì)協(xié)調(diào)器，無線網(wǎng)絡(luò)和LED顯示屏幕等構(gòu)件的整合優(yōu)化。智能照明控制系統(tǒng)主要以網(wǎng)絡(luò)作為控制媒介,而且采用上位機(jī)和移動(dòng)終端實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)對(duì)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(tǒng)的整體能耗和成本因素。LED顯示屏幕和協(xié)調(diào)器硬件結(jié)構(gòu)分別是硬件組成和通信傳輸?shù)慕M成。

2.3 無線網(wǎng)絡(luò)傳感器

無線網(wǎng)絡(luò)傳感器是智能照明控制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)智能控制應(yīng)用效果和節(jié)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(diào)器的組合。由led端子控制的開關(guān)可以通過控制開關(guān)和調(diào)光控制執(zhí)行前一節(jié)點(diǎn)的控制命令。并且，通過LED光源的照明和工作狀態(tài)可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)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(tǒng)中的路由器實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)協(xié)調(diào)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(yùn)行。

3安科瑞智能照明控制系統(tǒng)

3.1概述

ALIBUS智能照明產(chǎn)品采用RS485總線技術(shù)，技術(shù)成熟可靠，安全穩(wěn)定。開關(guān)驅(qū)動(dòng)器具備獨(dú)立工作的能力，適用于一些中小型的項(xiàng)目；模塊化設(shè)計(jì)，可以任意拼接擴(kuò)展，同時(shí)預(yù)留I/O口以及Modbus接口，還可以滿足與AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)管理云平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

3.2應(yīng)用場(chǎng)所

適合于各類智能小區(qū)、醫(yī)院、學(xué)校、酒店，以及體育場(chǎng)所、機(jī)場(chǎng)、隧道、車站等大型公建項(xiàng)目的照明控制需求。

3.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3.4系統(tǒng)功能

1）實(shí)時(shí)檢測(cè)并顯示各個(gè)模塊的在線狀態(tài)，反饋現(xiàn)場(chǎng)受控回路的開關(guān)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(dāng)發(fā)生模塊離線、網(wǎng)關(guān)設(shè)備掉線或者狀態(tài)反饋和下發(fā)控制命令不一致時(shí)會(huì)發(fā)生故障報(bào)警，并將故障報(bào)警信息記錄并顯示在界面中。

3）可以對(duì)單個(gè)照明回路實(shí)現(xiàn)開關(guān)控制；每個(gè)模塊、樓層都有相應(yīng)的模塊控制開關(guān)和樓層控制開關(guān)，也可以一個(gè)模塊或者整個(gè)樓層實(shí)現(xiàn)開關(guān)控制。

4）開關(guān)驅(qū)動(dòng)器支持過零觸發(fā)功能，負(fù)載（燈具）的分合操作僅在交流電過零時(shí)進(jìn)行；可有效減少電磁干擾以及對(duì)電網(wǎng)的沖擊，延長(zhǎng)燈具與控制裝置的壽命。

5）對(duì)每個(gè)照明回路可以預(yù)設(shè)掉電狀態(tài)，當(dāng)照明電源掉電時(shí)，開關(guān)驅(qū)動(dòng)器會(huì)自動(dòng)切換到預(yù)設(shè)的掉電狀態(tài)；確保重新上電時(shí)燈具的開關(guān)狀態(tài)是確定與可控的。

6）拖動(dòng)調(diào)光控件，照明設(shè)備從0%到100%進(jìn)行調(diào)光，可以對(duì)單個(gè)照明回路實(shí)現(xiàn)調(diào)光控制，調(diào)光總控可以對(duì)一個(gè)模塊的照明回路實(shí)現(xiàn)調(diào)光控制，也可以對(duì)多個(gè)照明回路實(shí)現(xiàn)調(diào)光控制，通過圖標(biāo)的亮滅狀態(tài)反饋現(xiàn)場(chǎng)開關(guān)的狀態(tài)。

7）點(diǎn)擊場(chǎng)景控件，打開或者關(guān)閉對(duì)應(yīng)場(chǎng)景設(shè)置，軟件界面上顯示不同的場(chǎng)景模式和場(chǎng)景功能，通過圖標(biāo)的亮滅顯示對(duì)應(yīng)的場(chǎng)景狀態(tài)是打開還是關(guān)閉。

8）設(shè)置定時(shí)時(shí)間，確認(rèn)時(shí)間點(diǎn)后，對(duì)該事件點(diǎn)執(zhí)行的動(dòng)作進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置燈在設(shè)定的時(shí)間點(diǎn)亮或者滅。

9）系統(tǒng)可以通過預(yù)設(shè)的當(dāng)?shù)亟?jīng)緯度信息，自動(dòng)計(jì)算每天的日升日落時(shí)間；根據(jù)天文時(shí)鐘控制照明開關(guān)，實(shí)現(xiàn)日落開燈、日出關(guān)燈的功能。

10）所有定時(shí)控制計(jì)劃均可下發(fā)保存至驅(qū)動(dòng)模塊；當(dāng)上位機(jī)系統(tǒng)故障或模塊離線時(shí)，驅(qū)動(dòng)模塊可以利用自帶的RTC時(shí)鐘維持定時(shí)控制計(jì)劃的正常執(zhí)行，不影響日常的照明控制效果。

11）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是分布式總線結(jié)構(gòu)；系統(tǒng)內(nèi)各元件不依賴于其他元件而能夠獨(dú)立工作；系統(tǒng)內(nèi)各元件可以通過程序的設(shè)定實(shí)現(xiàn)功能的多樣性。

12）預(yù)留BA或第三方集成平臺(tái)接口，采用modbus、opc等方式。

4.結(jié)束語

綜上所述,智能照明控制系統(tǒng)中應(yīng)用照明節(jié)能設(shè)計(jì)理念對(duì)于構(gòu)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(shí)能夠促進(jìn)我國(guó)生態(tài)文明的建設(shè)和實(shí)現(xiàn)資源的有效利用。在我國(guó)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展和城市化進(jìn)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(shè)計(jì)節(jié)能、高效的照明控制系統(tǒng)和設(shè)備實(shí)現(xiàn)照明效果，從而照明行業(yè)的發(fā)展潮流。

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