智能照明係統在工廠廠房中的應用研究

hth下载地址 陳聰

【摘要】:照明用電是工廠基本的電力需求，照明質量的好壞對生產(chan) 安全、勞動生產(chan) 率、產(chan) 品質量都有直接的影響。為(wei) 了強化對照明用電的管理，降低整個(ge) 工廠的能源消耗總量，文章針對智能照明係統的應用進行了深度的探索。在工業(ye) 廠房中引入智能照明係統，實施的管理方法，可實現對工業(ye) 廠房照明的精細化控製，為(wei) 員工提供明亮的工作環境，舒適的居住環境，同時可獲得較為(wei) 可觀的節能效果。

【關(guan) 鍵詞】:智能照明係統；工業(ye) 廠房；節能設計

0引言

傳(chuan) 統照明係統的控製開關(guan) 容量和負載直接相關(guan) ，如果負載比較大，就需要對開關(guan) 容量進行全麵控製。如果開關(guan) 距離負載的距離比較遠，需要加大電纜截麵。傳(chuan) 統照明係統隻進行了照明開關(guan) 和配電箱的簡單配置，人工管理方式仍然占據著主要位置，沒有辦法對照明效果進行全麵調控，照明隻有開和關(guan) 兩(liang) 種狀態。隨著電子技術及計算機網絡技術的發展，照明係統的智能化和現代化屬性更為(wei) 強烈，應用智能照明係統可以為(wei) 廣大用戶主體(ti) 營造良好的照明環境，不斷降低能源消耗總量。

1智能照明係統概述

1.1智能照明係統的組成

燈具及控製模塊是智能照明係統關(guan) 鍵的組成要素，智能照明係統的主要組成模塊如下。

（1）在配電箱內(nei) 安裝的模塊：開關(guan) 驅動器、調光驅動器、IP協議轉換器、中繼器等。這些模塊均可通過標準導軌安裝。

（2）在控製現場安裝的模塊：傳(chuan) 感器和觸摸屏。其中傳(chuan) 感器作為(wei) 自動控製感應模塊，嵌入式安裝在屋頂或牆麵；麵板和觸摸屏作為(wei) 手動控製的主要載體(ti) ，主要安裝在房間值班室、走道等控製現場。

（3）在中控室安裝的模塊：集中控製器、監控主機等。

1.2智能照明係統的工作原理

在整個(ge) 智能照明係統中，受控的負載直接和控製係統的驅動器相互關(guan) 聯，每一個(ge) 輸入模塊和驅動器都可以借助總線線纜進行高度的連接融合。智能麵板一旦檢測到相關(guan) 信號，便會(hui) 通過總線線纜進行傳(chuan) 輸和發送。

1.3智能照明係統的主要控製方式

（1）手動控製：以具體(ti) 的訴求為(wei) 依據，對安裝在各個(ge) 區域的智能麵板及觸摸屏的亮度和開關(guan) 情況等進行全麵調控。

（2）自動控製：可以積極發揮功能不同的傳(chuan) 感器的作用，根據外界環境的變動對燈光進行自動調控。

（3）定時控製：根據之前已經預設好的運行時間對燈光進行控製，這樣能夠在非正常工作時間內(nei) 降低資源消耗量。

（4）控製：實時監控所有的控製活動，並且能夠為(wei) 整個(ge) 區域提供照明服務，這種控製方式節約了大量的人力資源和電力資源。

（5）聯動控製：照明係統能夠和工廠的管理係統直接對接，進行聯動控製。

1.4智能照明係統的優(you) 點

（1）技術成熟可靠：智能照明係統采用RS485總線技術，技術成熟可靠、安全穩定，是目前市場上應用廣泛的現場控製總線技術；采用超六類屏蔽網線，並借鑒POE供電技術，在同一條線纜實現係統供電與(yu) 通信，大大降低了施工成本以及接線、排障的勞動強度；采用分布式總線結構，不同模塊可以獨立完成工作。

（2）操作安全：總線元件及現場控製麵板運行在DC24v的安全低電壓下，手動操作更加安全。

（3）維護方便：升級係統內(nei) 元件或者更新係統功能時，不需要重新布線，不需要關(guan) 閉整個(ge) 係統，維護十分方便。

（4）操作簡單：要實現多點控製時，無須增加連接線，隻需更改設備參數，操作簡單。

（5）控製方式多樣：擁有本地控製和定時控製等可供選擇的控製方式。也可以和消防係統進行對接，在出現消防報警時，能夠強製性地打開應急回路，為(wei) 人員的疏散打下基礎。

2工業(ye) 廠房各區域智能照明係統的應用

2.1工業(ye) 車間

2.1.1大操作間

正常工作期間，照度不夠時，係統能自動開燈；當白天正午照度充足時，係統自動關(guan) 閉部分臨(lin) 窗區域的燈具。在靠窗位置安裝照度傳(chuan) 感器，照度傳(chuan) 感器可檢測當前照度值是否在國值範圍內(nei) ，還可檢測當前區域是否有人，然後經過邏輯判斷，確定開啟或關(guan) 閉當前區域的照明。在陰天或者夜晚照度不夠用時，傳(chuan) 感器可檢測到照度低於(yu) 國值下限，當傳(chuan) 感器檢測到該區域有人時，受控回路的燈會(hui) 自動亮起；當檢測到該區域無人時，受控回路的燈不會(hui) 亮。在晴天正午照度足夠時，傳(chuan) 感器會(hui) 檢測到照度在正常國值範圍內(nei) ，此時受控回路的燈會(hui) 自動關(guan) 閉。

在自動控製的同時，也可手動控製開啟或關(guan) 閉某些回路。在適當位置可以安裝智能麵板，在自動控製關(guan) 閉部分回路的燈後，如果工人感覺照度不是特別合理，可以借助麵板手動打開某一個(ge) 照明回路。麵板控製可實現單燈控製、分區控製、整個(ge) 區域全開全關(guan) 控製，控製方式多樣化，布線簡單不煩瑣。手動控製和自動控製結合，使得控製體(ti) 驗更加人性化。

如果工人長時間離開當前工作區，而忘了關(guan) 閉該區的照明燈時，因為(wei) 整個(ge) 車間比較大，可由車間值班人員（或其他管理專(zhuan) 人）在中控室遠程控製關(guan) 燈。就地控製和遠程控製相結合的控製方式，讓控製方式更加智能化。

總之，通過麵板就地控製、後台遠程控製、在靠窗位置用照度傳(chuan) 感器實現自動感應控製三種控製方式的相互配合，可以完成大操作間的照明控製。

2.1.2小操作間

小操作間包括原料間、幹燥間、車間輔房等小房間，人員去的次數較少，相比車間大廳待的時間也比較短，

燈不需要長亮。在該區域可以安裝智能麵板，實現就地控製功能。工人到房間時，手動開燈；工人離開時，延時關(guan) 燈。也可以安裝人體(ti) 運動感應傳(chuan) 感器，實現燈具的自動控製。當工作人員進入操作間後，傳(chuan) 感器感應到人體(ti) 活動，發出指令自動點亮燈具；待人員離開後，延遲一小段時間，燈具自動熄滅。

2.2辦公區

2.2.1公共辦公區

在公共辦公區，可以將室內(nei) 照明回路按部門、班組劃分為(wei) 若幹個(ge) 小的回路，以便更靈活地控製室內(nei) 照明，按需開燈、合理用電。在門口、牆麵等合適位置安裝智能照明控製麵板，可以手動開關(guan) 控製一組、幾組或所有照明，相關(guan) 控製邏輯策略可以隨時通過軟件編程靈活調整，辦公室重新布置、劃分時無須對原有線路進行調整和重新布線。

靠窗部位加裝日光照度傳(chuan) 感器，白天日照充足的情況下，可以自動關(guan) 閉臨(lin) 窗的燈具，避免能源浪費。室內(nei) 工位上方加裝微動傳(chuan) 感器，可以檢測員工手臂與(yu) 身體(ti) 的細微動作，從(cong) 而判斷相關(guan) 區域是否有人正在伏案工作，可以實現工作時自動開燈，人員離去後延時自動熄燈的效果。

除了以上手動與(yu) 自動控製相結合的就地控製策略，還可以在監控室對整個(ge) 廠區的辦公照明進行集中遠程管理與(yu) 控製。

2.2.2會(hui) 議室

會(hui) 議室可以根據不同的用途預設若幹種照明場景模式，如會(hui) 議討論模式、視頻播放模式、演講模式、迎賓模式、打掃模式等。以上模式可以通過牆上的麵板或觸摸屏實現一鍵切換。

2.2.3高管辦公室

在高管辦公室，除了預設類似於(yu) 會(hui) 議室的若幹種場景模式（辦公場景、會(hui) 客場景、休息場景等），用智能麵板與(yu) 觸摸屏實現一鍵切換外，還可以將燈具改造為(wei) 具備調光調色溫功能的燈具，配套調色驅動器，通過對照明燈光亮度的控製，為(wei) 高級管理人員提供更舒適的工作環境，保持管理人員的心情愉悅，提升其工作效率。

2.2.4走廊、茶水間、洗手間

辦公區的走廊、茶水間、洗手間等區域的控製策略類似於(yu) 車間的相關(guan) 區域，在此不再贅述，主要是通過技術手段避免非必要的照明能耗，提升照明管理水平，盡可能地節能減排。

2.3宿舍

2.3.1走廊

宿舍走廊與(yu) 過道與(yu) 車間內(nei) 走廊類似，可考慮在過道上方安裝傳(chuan) 感器，在走廊盡頭兩(liang) 端安裝麵板，在傳(chuan) 感器出現故障時，進行應急手動控製。

2.3.2寢室

對於(yu) 寢室照明，可以根據員工的日常工作作息與(yu) 排班情況，預設定時控製計劃，確定開燈和熄燈休息時間，保障員工可以得到充分的休息。同時還可以利用照明控製係統，對寢室內(nei) 的熱水器、插座等非照明負載采取類似的定時控製策略，以提高管理水平、提升節能效果、保障用電安全。

2.4倉(cang) 庫

2.4.1裝卸區

針對裝卸區，采用微波與(yu) 照度二合一傳(chuan) 感器進行自動控製。微波傳(chuan) 感器具有探測距離遠、探測物體(ti) 無溫差要求的特點，不但可以對運動人體(ti) 作出響應，也可以偵(zhen) 測車輛等運動物體(ti) ，特別適合安裝在安裝高度較高的裝卸區。照度傳(chuan) 感器可同步檢測當前區域照度是否在國值範圍，白天日光充足的情況下可以自動關(guan) 燈；夜晚來臨(lin) 或重陰天日光照度不夠時，如果有人或車輛進入裝卸區開始作業(ye) ，可以自動開燈，待裝卸作業(ye) 結束、人員車輛離開後，延遲一小段時間自動關(guan) 燈。

2.4.2倉(cang) 儲(chu) 區

倉(cang) 儲(chu) 區視其平時的工作繁忙程度可采取不同的控製策略。對於(yu) 非常繁忙的倉(cang) 儲(chu) 區，可采用定時控製的策略，依據日常的排班表設定開關(guan) 燈計劃，上班時間開燈，下班後自動關(guan) 燈。在倉(cang) 庫出入口等適當位置安裝智能麵板，通過麵板控製可實現分區控製或整個(ge) 區域全開全關(guan) 控製，用於(yu) 臨(lin) 時加班操作。加班結束，既可以通過輸入口的控製麵板手動關(guan) 燈，也可以延時自動熄燈，或在值班室遠程操作關(guan) 燈。

對於(yu) 人流稀少的倉(cang) 儲(chu) 區域，可以采用類似於(yu) 車間小操作間的控製策略。工人進入倉(cang) 庫時，手動開燈，工人離開時，延時關(guan) 燈。在該區域安裝智能麵板，可以實現就地控製功能。或通過安裝人體(ti) 運動感應傳(chuan) 感器，實現燈具的自動控製，當有工作人員進入操作間後，傳(chuan) 感器感應到人體(ti) 活動後發出指令自動點亮燈具；待人員離開後，延遲一小段時間，燈具自動熄滅。

2.5廠區道路及戶外空間

2.5.1廠區道路

廠區所有道路可根據當地日出日落時間進行開關(guan) 燈操作，做到天亮關(guan) 燈，天黑開燈，節約能源。可以在開關(guan) 驅動器上設置天文時鍾定時功能，到點執行開關(guan) 燈任務。

2.5.2戶外空間

戶外球場等區域可以依據工廠的作息製度設定開關(guan) 燈時間，例如，日落下班後開燈，晚上10：00熄燈休息，或者由管理人員在監控室遠程操作開關(guan) 。如有需要的話，還可以與(yu) 園區一卡通等係統做深入的集成與(yu) 綁定。例如，在球場入口處設定門禁，員工刷卡後進入球場，同時自動打開球場燈光照明，開始計費；結束後，人員刷卡離開球場，結算費用並自動關(guan) 燈。

2.6食堂及餐廳

2.6.1食堂

員工集體(ti) 就餐的大食堂可以預設若幹種照明場景模式（就餐模式、打掃模式、備餐模式、休息模式等)，然後通過牆上的麵板、觸摸屏手動或者定時自動一鍵切換照明模式，既可以提升照明的管理水平，也可以盡可能節約能耗，為(wei) 早日達成“雙碳”目標作出貢獻。

2.6.2小餐廳及包間

對於(yu) 小餐廳、包房等空間，除了可以采取類似大食堂的方案預設照明場景來做到一鍵切換，還可以將室內(nei) 部分燈具替換為(wei) 可調光的燈具，並配套調光驅動器，通過對室內(nei) 燈光照明輸出亮度的控製，為(wei) 來賓營造更舒適溫警的用餐與(yu) 會(hui) 談環境。

3智能照明係統在工廠的應用效果

3.1實現照明的智能化管理

有了智能照明係統的支撐，能夠對整個(ge) 廠房的照明係統根據生產(chan) 計劃或者作業(ye) 日程進行全自動化的管理，不需要外界的手動幹預，便可以取得良好的照明效果。例如，在一個(ge) 工作日正式結束之前，係統會(hui) 對整個(ge) 控製區域內(nei) 部的作業(ye) 人員進行自動化的探測，無人區域的燈光會(hui) 逐漸變暗，甚至是關(guan) 閉；有人區域的燈光會(hui) 逐漸調節到夜間工作的狀態，這樣能夠讓工作人員更好地適應光照強度的變化。

3.2安裝及施工便捷

有了智能照明係統作為(wei) 支撐，線路僅(jin) 需要從(cong) 控製模板連接到照明燈具上，線路不需要經過多次開關(guan) ，這樣延長了設備的壽命。在係統安裝完成之後，可以通過集中控製建立相應的控製關(guan) 係。相比於(yu) 傳(chuan) 統的照明模式，可以節約更多的資源和成本，也能夠大大地降低安裝的難度，減少施工的時間[3]。

3.3節約能源

智能照明係統的網絡性和可視化特征都相當明顯，可以為(wei) 後續的可視化管理提供更良好的環境氛圍。後台管理軟件可以自動獲取每個(ge) 燈具的開關(guan) 情況和實際的耗能情況，可以根據外部環境的表現，對燈具亮度進行自動調節，進而讓燈具光線達到自然光的狀態，實現節能減排的終目標。

3.4延長燈具壽命

智能照明係統的控製模塊可以對燈具進行軟啟動控製活動，這樣可以盡可能地規避電網對燈具所產(chan) 生的不良影響。除此之外，對燈具的開關(guan) 進行自動化的控製，也能夠不斷減少無效照明時間，延長燈具的使用時間。這可以節約更多的成本，而且對於(yu) 大量使用燈具並且安裝困難的大型廠房而言，具有十分重要的現實作用。

3.5提高精細化管理水平

智能照明係統可以使原有的人工作業(ye) 模式朝著自動化作業(ye) 模式的方向不斷地轉化，如此一來，為(wei) 高素質管理人員的科學管理搭建了堅實的平台。對照明設備的能源消耗情況進行全麵采集，形成數據報表，可以為(wei) 後續的精細化管理打下基礎。

4hth下载地址智能照明控製係統

4.1概述

ALIBUS智能照明產(chan) 品采用RS485總線技術，技術成熟可靠，安全穩定。開關(guan) 驅動器具備獨立工作的能力，適用於(yu) 一些中小型的項目；模塊化設計，可以任意拚接擴展，同時預留I/O口以及Modbus接口，還可以滿足與(yu) AcrelEMS企業(ye) 微電網管理雲(yun) 平台進行數據交換。

4.2應用場所

適合於(yu) 各類智能小區、醫院、學校、酒店，以及體(ti) 育場所、機場、隧道、車站等大型公建項目的照明控製需求。

4.3係統結構

4.4係統功能

1）實時檢測並顯示各個(ge) 模塊的在線狀態，反饋現場受控回路的開關(guan) 狀態，監控界麵按照樓層各分區的布局和回路列表來瀏覽。

2）當發生模塊離線、網關(guan) 設備掉線或者狀態反饋和下發控製命令不一致時會(hui) 發生故障報警，並將故障報警信息記錄並顯示在界麵中。

3）可以對單個(ge) 照明回路實現開關(guan) 控製；每個(ge) 模塊、樓層都有相應的模塊控製開關(guan) 和樓層控製開關(guan) ，也可以一個(ge) 模塊或者整個(ge) 樓層實現開關(guan) 控製。

4）開關(guan) 驅動器支持過零觸發功能，負載（燈具）的分合操作僅(jin) 在交流電過零時進行；可有效減少電磁幹擾以及對電網的衝(chong) 擊，延長燈具與(yu) 控製裝置的壽命。

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

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

7）點擊場景控件，打開或者關(guan) 閉對應場景設置，軟件界麵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是打開還是關(guan) 閉。

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

9）係統可以通過預設的當地經緯度信息，自動計算每天的日升日落時間；根據天文時鍾控製照明開關(guan) ，實現日落開燈、日出關(guan) 燈的功能。

10）所有定時控製計劃均可下發保存至驅動模塊；當上位機係統故障或模塊離線時，驅動模塊可以利用自帶的RTC時鍾維持定時控製計劃的正常執行，不影響日常的照明控製效果。

11）係統結構是分布式總線結構；係統內(nei) 各元件不依賴於(yu) 其他元件而能夠獨立工作；係統內(nei) 各元件可以通過程序的設定實現功能的多樣性。

12）預留BA或三方集成平台接口，采用modbus、opc等方式。

4.5設備選型

5結束語

借助智能照明係統，能夠對整個(ge) 工業(ye) 廠房的燈具進行更為(wei) 便捷的自動化控製活動，可以取得更為(wei) 良好的節能效果。如此一來，可以提升整個(ge) 廠區的能源管理質量，智能照明係統的全麵引入對於(yu) 工作環境的優(you) 化及工作效率的提升也具有十分重要的作用。

參考文獻

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