照明節(jié)能設(shè)計在智能控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

當(dāng)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(shè)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(yīng)對目前電力供應(yīng)短缺的情況。我國建設(shè)部對照明節(jié)能設(shè)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(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)計對用電量進行控制，實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目標(biāo)。本文以電氣照明節(jié)能設(shè)計在智能照明控制系統(tǒng)中的應(yīng)用為例進行了詳細(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(nèi)、室外亮度差異實現(xiàn)智能化自動調(diào)節(jié)照明亮度。并作出合理的場景預(yù)設(shè),通過住宅自動控制系統(tǒng)或子控制器對調(diào)光器模塊和調(diào)光器自動調(diào)用模塊進行控制。第三,照明控制系統(tǒng)有獨立的子網(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)有一個標(biāo)準(zhǔn)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(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(yīng)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(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，備用照明主要是對建筑內(nèi)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(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場景控制

用戶可以根據(jù)自身的不同需求進行各種場景的預(yù)設(shè)定，實現(xiàn)一鍵自動切換應(yīng)用場景。這種控制方式通常多應(yīng)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(shè)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(yù)設(shè)的時間,進行調(diào)換相應(yīng)的場景設(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等其他大型區(qū)域場所。

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)其檢測到光照強度，自動實現(xiàn)對照明場所中相關(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(yīng)急處理

在系統(tǒng)收到安全系統(tǒng)和消防系統(tǒng)的報警后,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(shè)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(yīng)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(shè)計的具體應(yīng)用。該酒店的建筑面積較大,功能空間較為復(fù)雜,因此對照明控制的要求也很嚴(yán)格。綜合分析，對酒店主體建筑結(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(shè)計過程中完成施工，且需要施工具有充分的可調(diào)整性。本項目依照國際總線標(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(jié)構(gòu)設(shè)計

智能照明控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)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(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)教幚碇行模瑥亩鴮崿F(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

智能照明控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計主要集中在對協(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(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。控制采集中心主要為智能網(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(jù)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(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(shè)計，可以任意拼接擴展，同時預(yù)留I/O口以及Modbus接口，還可以滿足與AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)管理云平臺進行數(shù)據(jù)交換。

3.2應(yīng)用場所

適合于各類智能小區(qū)、醫(yī)院、學(xué)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(jié)構(gòu)

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(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(guān)控制；每個模塊、樓層都有相應(yīng)的模塊控制開關(guān)和樓層控制開關(guān)，也可以一個模塊或者整個樓層實現(xiàn)開關(guān)控制。

4）開關(guān)驅(qū)動器支持過零觸發(fā)功能，負(fù)載（燈具）的分合操作僅在交流電過零時進行；可有效減少電磁干擾以及對電網(wǎng)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(yù)設(shè)掉電狀態(tài)，當(dāng)照明電源掉電時，開關(guān)驅(qū)動器會自動切換到預(yù)設(shè)的掉電狀態(tài)；確保重新上電時燈具的開關(guān)狀態(tài)是確定與可控的。

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

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

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

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

10）所有定時控制計劃均可下發(fā)保存至驅(qū)動模塊；當(dāng)上位機系統(tǒng)故障或模塊離線時，驅(qū)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(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立工作；系統(tǒng)內(nèi)各元件可以通過程序的設(shè)定實現(xiàn)功能的多樣性。

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

3.5設(shè)備選型

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)計理念對于構(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，同時能夠促進我國生態(tài)文明的建設(shè)和實現(xiàn)資源的有效利用。在我國經(jīng)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(shè)計節(jié)能、高效的照明控制系統(tǒng)和設(shè)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(fēng)毅，盧啟芳，李明浩，等.探究智能照明系統(tǒng)在圖書館的應(yīng)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(shè)中的設(shè)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(tǒng)在建筑物中的控制方式與節(jié)能應(yīng)用[J].智能建筑電氣技術(shù),2012,(22):15-18.

[4].李藍(lán)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(shè)計應(yīng)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(jié)能照明控制系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用[J].光源與照明，2015,(45)：45-46．

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

[7].安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2022.05