淺談智能照明控制系統的節能優(yōu)勢及其應用

劉細鳳

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

【摘要】：通過(guò)智能照明控制系統與傳統照明控制的對比，闡明智能照明控制系統的優(yōu)勢，基本組成、在智能建筑中的應用效果以及其實(shí)施存在的問(wèn)題和前景展望。

【關(guān)鍵字】：智能照明控制；系統組成；優(yōu)勢；應用效果

0引言

目前，建筑智能化已經(jīng)成為當今建筑發(fā)展的主流技術(shù)，涵蓋從空調系統、消防系統到安全防范系統以及完善的計算機網(wǎng)絡(luò )和通信系統。但是長(cháng)期以來(lái)，智能照明在國內一直被忽視，大多數建筑物仍然沿用傳統的照明控制方式，部分智能大廈采用樓宇自控（BA）系統來(lái)監控照明，但也只能實(shí)現簡(jiǎn)單的區域照明和定時(shí)開(kāi)關(guān)功能。

其實(shí)真正的智能照明控制系統，是根據某一區域的功能、每天不同的時(shí)間、室外光亮度或該區域的用途來(lái)自動(dòng)控制照明。其中重要的一點(diǎn)就是可進(jìn)行預設，即具有將照明亮度轉變?yōu)橐幌盗性O置的功能。

1與傳統照明控制相比具有的優(yōu)勢

1.1控制方式

傳統控制采用手動(dòng)開(kāi)關(guān)，必須一路一路地開(kāi)或關(guān)。而智能照明控制，采用低壓二次小信號控制，控制功能強、方式多、范圍廣、自動(dòng)化程度高，通過(guò)實(shí)現場(chǎng)景的預設置和記憶功能，操作時(shí)只需按一下控制面板上某一個(gè)鍵即可啟動(dòng)一個(gè)燈光場(chǎng)景（各照明回路不同的亮暗搭配組成一種燈光效果），各照明回路隨即自動(dòng)變換到相應的狀態(tài)。上述功能也可以通過(guò)其它界面如遙控器等實(shí)現。

1.2照明方式

傳統控制方式單一，只有開(kāi)和關(guān)。而智能照明控制系統采用“調光模塊"，通過(guò)燈光的調光在不同使用場(chǎng)合產(chǎn)生不同燈光效果，營(yíng)造出不同的舒適的氛圍。

1.3管理方式

傳統控制對照明的管理是人為化的管理。而智能控制系統可實(shí)現能源管理自動(dòng)化，通過(guò)分布式網(wǎng)絡(luò )，只需一臺計算機就可實(shí)現對整幢大樓的管理。

1.4節省能源，降低維護成本

智能照明控制系統由于使用自動(dòng)化照明控制手段，減少了不必要的耗電開(kāi)支；同時(shí)，也降低了相當的運行維護費用，有資料顯示智能照明控制系統比傳統開(kāi)關(guān)控制節電可達20%~50%。

1.5保護燈具

傳統開(kāi)關(guān)控制燈具，由于電網(wǎng)沖擊電壓和浪涌電壓，容易損壞燈具。而智能照明控制系統，可將照明燈具上的電源經(jīng)過(guò)調光模塊控制和調整，因此電源質(zhì)量較高，可以避免電網(wǎng)沖擊電壓和浪涌電壓，此外，由于引入了軟啟動(dòng)和軟關(guān)斷技術(shù)，可延長(cháng)燈具壽命2倍~4倍。

1.6減少安裝布線(xiàn)的開(kāi)支

傳統開(kāi)關(guān)電流經(jīng)開(kāi)關(guān)連接負載，布線(xiàn)從配電間連接開(kāi)關(guān)，再連接負載。而智能照明控制系統則是由模塊連接負載，而控制面板與模塊是用數據線(xiàn)相連，大大減少了傳統的布線(xiàn)開(kāi)支；同時(shí)，大功率模塊均配備過(guò)載保護開(kāi)關(guān)，可取代傳統的照明柜，不必增加額外開(kāi)支。

2智能照明控制系統的基本組成部分

2.1主控中心

系統使用通用計算機作為主控中心實(shí)現監控功能。

2.2 RLINK通訊裝置

主控中心與系統網(wǎng)絡(luò )各單元的通訊樞紐，實(shí)現RS485/RS232信號轉換，具備系統自診斷功能和自動(dòng)故障報警功能。

2.3照明控制器

智能照明控制系統的核心部分，由控制模塊電路、驅動(dòng)模塊電路、照明用自鎖繼電器組成。每個(gè)照明控制器均可獨立工作，也可以由計算機中心停止工作或通訊中斷不影響控制器的正常運行?？刂破饔卸喾N規格，單個(gè)控制器可控制48個(gè)回路。一個(gè)系統內可連接500個(gè)控制器。

2.4可編程開(kāi)關(guān)

智能的弱電開(kāi)關(guān)，有1鍵~8鍵等各種規格，開(kāi)關(guān)本身使用24V安全電壓，不會(huì )有漏電的危險，開(kāi)關(guān)操作時(shí)也不會(huì )出現打火和拉弧，確保安全?？删幊涕_(kāi)關(guān)上的每一個(gè)按鍵所控制的回路均由計算機編程設定，單鍵可控制多個(gè)回路，可根據情況變化隨意更改組合，使用起來(lái)靈活、方便。

2.5動(dòng)態(tài)傳感器

利用紅外線(xiàn)或超聲波的原理，自動(dòng)識別房間內是否有人存在而給控制器發(fā)送信號，實(shí)現“人來(lái)燈亮，人走燈滅"的動(dòng)態(tài)控制功能。

2.6照度傳感器

核心部件是光電糯合器，通過(guò)感應外部自然光源的照度來(lái)調節室內照明的亮度，實(shí)現智能探測和智能調節的功能。

2.7電話(huà)通訊裝置

電話(huà)控制所需的附加設備。用戶(hù)直接電話(huà)，根據提示音操作，控制照明開(kāi)關(guān)。

3智能照明控制系統在智能建筑中的應用效果

3.1實(shí)現照明控制智能化

采用智能照明控制系統，可以使照明系統工作在全自動(dòng)狀態(tài)，系統將按先設定的若干基本狀態(tài)進(jìn)行工作，這些狀態(tài)會(huì )按預先設定的時(shí)間相互自動(dòng)地切換。例如，當一個(gè)工作日結束后，系統將自動(dòng)進(jìn)入晚上的工作狀態(tài)，自動(dòng)并緩慢地調暗各區域的燈光，同時(shí)系統的移動(dòng)探測功能也將自動(dòng)生效，將無(wú)人區域的燈自動(dòng)關(guān)閉，并將有人區域的燈光調至合適的亮度。此外，還可以通過(guò)編程隨意改變各區域的光照度，以適應各種場(chǎng)合的不同場(chǎng)景要求。智能照明可將照度自動(dòng)調整到工作合適的水平。例如，在靠近窗戶(hù)等自然采光較好的場(chǎng)所，系統會(huì )很好地利用自然光照明，調節到合適的水平。當天氣發(fā)生變化時(shí)，系統仍能自動(dòng)將照度調節到合適的水平?？傊?，無(wú)論在什么場(chǎng)所或天氣如何變化，系統均能保證室內照度維持在預先設定的水平。

3.2改善工作環(huán)境，提高工作效率

傳統照明系統中，配有傳統鎮流器的日光燈以100Hz的頻率閃動(dòng)，這種頻閃使工作人員頭腦發(fā)脹、眼睛疲勞，降低了工作效率。而智能照明系統中的可調光電子鎮流器則工作在很高頻率（40KHz~70KHz）不僅克服了頻閃，而且消除了起輝時(shí)的亮度不穩定，在為人們提供健康、舒適環(huán)境的同時(shí)，也提高了工作效率。

3.3可觀(guān)的節能效果

智能照明控制系統使用了先進(jìn)的電力電子技術(shù)，能對大多數燈具（包括白烘燈、日光燈，配以特殊鎮流器的鈉燈、水銀燈、覽虹燈等）進(jìn)行智能調光。當室外光較強時(shí)，室內照度自動(dòng)調暗，室外光較弱時(shí)，室內照度則自動(dòng)調亮，使室內的照度始終保持在恒定值附近，從而能夠充分利用自然光實(shí)現節能的目的。除此之外，智能照明的管理系統采用設置照明工作狀態(tài)等方式，通過(guò)智能化管理實(shí)現節能。

3.4提高管理水平，減少維護費用

智能照明控制系統將普通照明人為的開(kāi)與關(guān)轉換成了智能化管理，不僅使大樓的管理者能將其高素質(zhì)的管理意識運用于照明控制系統中去，而且將大大減少大樓的運行維護費用，帶來(lái)較大的投資回報。

4智能照明控制系統實(shí)施存在的問(wèn)題

盡管采用智能照明控制系統有如此的優(yōu)勢，而且使用后帶來(lái)如此好的效果。但目前在國內智能建筑中能夠真正實(shí)現智能照明控制的建筑數量還是非常少的。其主要原因，一是人的問(wèn)題。大多數開(kāi)發(fā)商認識上不去，認為建筑智能化就夠了，采用照明控制系統是多余的。二是資金的問(wèn)題。大多數開(kāi)發(fā)商舍不得在這方面投資。

5安科瑞智能照明控制系統

5.1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。

5.2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。

5.3系統結構

5.4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。

5.5設備選型

6結語(yǔ)

智能照明控制系統自誕生起就引起了人們的高度重視，并具備良好的發(fā)展前景。隨著(zhù)社會(huì )的和經(jīng)濟的發(fā)展，人們的認識將不斷提高，智能照明控制系統將在建筑照明中發(fā)揮強有力的作用。一個(gè)照明系統沒(méi)有照明控制,這個(gè)建筑就會(huì )顯得蒼白無(wú)力，照明控制是在不斷發(fā)展的，它的硬件、軟件系統都隨著(zhù)時(shí)代的技術(shù)發(fā)展在不斷前進(jìn)。

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