0引言

對于工廠(chǎng)企業(yè)來(lái)說(shuō)，照明用電是*基本的用電需求，而照明質(zhì)量的好壞對勞動(dòng)生產(chǎn)率、產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)安全等都有著(zhù)直接的關(guān)系。作為生產(chǎn)重地的工業(yè)廠(chǎng)房，由于其結構高大、照明空間大、燈具數量多、電能消耗大等多個(gè)特點(diǎn)，決定了其高光效、恒照度及智能照明的需求。由于廠(chǎng)房建筑較高、面積較大，大面積的線(xiàn)纜鋪設以及燈具開(kāi)關(guān)的人工控制都將十分不便，所以搭建和應用智能照明系統就變得特別重要。本文對智能照明系統進(jìn)行了簡(jiǎn)介，對系統的需求進(jìn)行了分析，探討了系統總體設計，闡述了智能照明系統在倉庫廠(chǎng)房的應用[1]。

1系統組成

本系統采用軟件平臺產(chǎn)品、智能燈具控制器產(chǎn)品及多通道控制器產(chǎn)品組合形式來(lái)實(shí)現照明智能控制。整個(gè)系統由軟件平臺、智能燈具控制器、多通道控制器及紅外感應器組成，照明管理平臺與智能燈具控制器之間的連接方式為光纖，智能燈具控制器與多通道控制器之間的連接方式為RS485通訊,控制命令響應時(shí)間<1s，故障檢測延誤時(shí)間<5s，系統結構如圖1所示。

1.1照明管理平臺

照明管理平臺由本地服務(wù)器和客戶(hù)端軟件兩部分構成。對整個(gè)系統的運行情況進(jìn)行監控，提供操作界面，實(shí)現人機交互等，并通過(guò)智能燈具控制器和多通道控制器對LED燈具進(jìn)行控制。同時(shí)，平臺還具有燈具實(shí)時(shí)狀態(tài)展示、分區管理、能耗統計、故障處理、燈具設備管理、用戶(hù)權限設置、系統升級等功能，管理平臺可支持智能燈具控制器數量≤500套，智能燈具控制器支持多通道單燈控制器的數量≤500套[2]。

1.2智能燈具控制器

智能燈具控制器處于軟件管控平臺與多通道控制器之間，預處理和下發(fā)軟件管控平臺發(fā)送過(guò)來(lái)的操作指令，不間斷監測前端燈具狀態(tài)并按一定策略上報實(shí)時(shí)狀態(tài)、能耗等數據，總體起到數據中轉作用。同時(shí)具有人機界面，可自動(dòng)/手動(dòng)切換控制方式，顯示智能燈具控制器和LED燈具的狀態(tài)信息，并支持操作員在現場(chǎng)對LED燈具進(jìn)行手動(dòng)控制，手動(dòng)控制優(yōu)先級*高[3]。

1.3多通道控制器

多通道控制器向上連接智能燈具控制器，接收智能燈具控制器的指令，向下連接接觸器，用于控制每路分區下LED照明燈具的開(kāi)啟和關(guān)閉。多通道控制器還內置故障檢測單元，可實(shí)時(shí)對各路分區下的LED照明燈具進(jìn)行狀態(tài)監測，一旦LED照明燈具發(fā)生故障，可將故障信息上報至智能燈具控制器，進(jìn)而推送至管理平臺接收端[4]。

1.4紅外感應器

紅外傳感器是杰瑞智能傳感器中的其中一種，其通過(guò)紅外探頭探測人體所發(fā)出紅外線(xiàn)，并基于此，控制線(xiàn)路的通斷電，實(shí)現人體感應開(kāi)關(guān)控制[5]。

2廠(chǎng)房分區控制及管理

2.1倉庫區

本系統依據《GB50034-2013建筑照明設計標準》要求，并結合實(shí)際倉庫照明設備布局，等比例定制出一套倉庫照明實(shí)時(shí)狀態(tài)及控制圖，如圖3所示，便于照明管理人員可視化圖形化管理倉庫內的照明設備。圖中紅框內的一個(gè)小圓圈表示一個(gè)LED燈，LED頂燈的狀態(tài)有四種：開(kāi)燈、關(guān)燈、故障、離線(xiàn)，LED燈的亮度值設置只有2種：0%或100%，0%表示關(guān)燈，100%表示開(kāi)燈。紅色框表示一個(gè)分組，每個(gè)分組上有10盞左右LED頂燈，每個(gè)分組是*小控制單元，每個(gè)分組占用一個(gè)多通道控制器中的一路控制通道，每個(gè)分組下燈具只能一起進(jìn)行開(kāi)閉。點(diǎn)擊紅框內任意區域即可控制此分組燈具。每套多通道控制器*多可控制6路燈具，多通道控制器通過(guò)控制交流接觸器實(shí)現每路燈具的開(kāi)閉。

將廠(chǎng)房劃分為5個(gè)分區，每個(gè)分區設置一個(gè)總開(kāi)關(guān)，可以一鍵開(kāi)關(guān)整個(gè)分區的燈。管理平臺放置在辦公室，智能燈具控制器及多通道控制器放置于各垮的配電箱中。平臺與終端設備（智能燈具控制器+多通道控制器）通過(guò)光纖進(jìn)行通訊。

廠(chǎng)房分區1共需控制，TypeB型燈具16路，TypeC型燈具2路，TypeA型燈具1路，TypeH型燈具2路，即共需控制21路。即需1套智能照明控制機（智能燈具控制器+控制柜），4套多通道控制器。

廠(chǎng)房分區2共需控制，TypeB型燈具14路，TypeC型燈具2路，TypeA型燈具1路，TypeH型燈具2路，即共需控制19路。即需1套智能照明控制機（智能燈具控制器+控制柜），4套多通道控制器。

廠(chǎng)房分區3共需控制，TypeB型燈具12路，TypeC型燈具1路，TypeA型燈具2路,TypeH型燈具2路，即共需控制17路。即需1套智能照明控制機（智能燈具控制器+控制柜），4套多通道控制器。

廠(chǎng)房分區4共需控制，TypeB型燈具12路，TypeC型燈具1路，TypeA型燈具1路，TypeH型燈具2路，即共需控制16路。即需1套智能照明控制機（智能燈具控制器+控制柜），3套多通道控制器。

廠(chǎng)房分區5共需控制，TypeB型燈具14路，TypeC型燈具1路，TypeA型燈具1路，TypeH型燈具2路，即共需控制18路。即需1套智能照明控制機（智能燈具控制器+控制柜），4套多通道控制器。

CFS1號庫共需5套智能照明控制機、19套多通道控制器完成遠程開(kāi)關(guān)控制。

2.2 辦公區

紅色框表示一個(gè)分組，每個(gè)分組上有 10 盞左右 LED 頂燈，每個(gè)分組是*小控制單元，每個(gè)分組占用一個(gè)多通道控制器中的一路通信通道，每個(gè)分組下燈具只能一起進(jìn)行開(kāi)閉。點(diǎn)擊紅框內任意區域即可控制單個(gè)分組。每套多通道控制器*多可控制 6 路燈具，多通道控制器通過(guò)控制交流接觸器實(shí)現每路燈具的開(kāi)閉。 辦公區根據 1 個(gè)配電箱劃分為 21 個(gè)分組，辦公區共需 1 套智能燈具控制器、4 套多通道控制器、58 套紅外感應器完成照明開(kāi)關(guān)控制，分組如下圖所示。

3系統功能

3.1控制模式

該系統中，每個(gè)分區上可有10盞LED頂燈（數量根據現場(chǎng)設備安裝情況），每個(gè)分區是*小控制單元，每個(gè)分區占用多通道控制器中的一路通道。該系統具有分區控制、分組控制、手動(dòng)控制、預案控制、故障降級6種控制方式。（1）分區控制：在軟件管控平臺和智能燈具控制器上，均可實(shí)現廠(chǎng)房?jì)热我夥謪^的照明控制。（2）分組設置及控制：將分區燈具進(jìn)行任意分組，實(shí)現分組燈具的整體控制[6]。（3）手動(dòng)控制：現場(chǎng)通過(guò)智能燈具控制器進(jìn)行手動(dòng)控制，此控制模式優(yōu)先級*高。（4）預案控制：系統通過(guò)預先設置的方案，對任意分區或分組燈具進(jìn)行定時(shí)開(kāi)關(guān)燈操作。（5）故障降級控制：出現任何一種通信故障或設備故障，相關(guān)燈具進(jìn)入故障降級狀態(tài)，滿(mǎn)功率工作。（6）感應控制：該系統采用紅外感應器，在作業(yè)區域內實(shí)現“人在燈亮，人走燈熄"的功能。同時(shí)，通過(guò)智能燈具控制器的控制，確保白天燈管處于關(guān)閉狀態(tài)[7]。

3.2管理功能

整個(gè)系統具有節電統計、故障預測、故障統計、故障檢測與報警、維修管理、運行狀態(tài)檢測、預案管理等多種管理功能，系統運行狀況良好。（1）節電統計：可對任意分區、分組燈具進(jìn)行電量統計，并在管理平臺進(jìn)行分析、顯示及存儲。（2）故障檢測及報警：定時(shí)巡檢燈具，進(jìn)行故障檢測；對故障燈具進(jìn)行報警，以PC瀏覽器彈框報警。（3）故障統計：可對各路燈具運行情況進(jìn)行統計，并對故障燈具進(jìn)行分析及通知。（4）維修管理：管理好燈具的維護保養，根據故障種類(lèi)、生產(chǎn)廠(chǎng)家、型號等進(jìn)行數據統計。（5）運行狀態(tài)監測：實(shí)時(shí)監測所有燈具當前運行狀態(tài)。（6）預案管理：系統預案運行可進(jìn)行優(yōu)先級設置[8]。

4系統優(yōu)點(diǎn)

（1）開(kāi)放性信息管理：系統采用B/S設計體系，實(shí)現信息系統共享，提高了用戶(hù)對系統信息管理的效率。（2）可擴展性強：該系統采用模塊化技術(shù)架構，具有良好的持續升級和功能擴展能力，能夠隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展和用戶(hù)功能需求的變化而持續升級[9]。（3）多種設置方式：可支持PC客戶(hù)端和現場(chǎng)手動(dòng)控制，現場(chǎng)手動(dòng)控制優(yōu)先級*高。（4）系統容量大：系統*多可接入500套智能燈具控制器。（5）通信實(shí)時(shí)*：采用光纖及485有線(xiàn)傳輸，燈控響應迅速[10]。

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或三方集成平臺接口，采用modbus、opc等方式。

5.5設備選型

6結束語(yǔ)

本文通過(guò)廠(chǎng)房智能照明系統的設計與應用，為廠(chǎng)房提供了一套完備的照明控制系統，本系統布線(xiàn)及搭建相對簡(jiǎn)單、檢修方便，大大減少了無(wú)作業(yè)區域燈具持續高亮度工作帶來(lái)的電能浪費。與此同時(shí)，可通過(guò)本系統來(lái)實(shí)現燈具狀態(tài)查看及故障推送，大提高工作效率、減少燈具開(kāi)關(guān)的人工控制、降低人力成本。目前，隨著(zhù)科技的發(fā)展，市場(chǎng)上涌現出了很多更**的照明方案，但本方案仍然是現行廠(chǎng)房*為成熟的一套解決方案，在建設好廠(chǎng)房照明智能控制系統后，將帶來(lái)可觀(guān)的經(jīng)濟效益與社會(huì )效益。

參考文獻

[1]韓兵,于飛.現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統應用實(shí)例[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2006.

[2]趙劍鍔.照明資源智能配置系統的設計[J].鄭州輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版),2010(1):151-153.

[3]劉遠仲.基于單片機實(shí)現智能照明控制系統的設計[J].數碼設計,2018,7(8):2.

[4]王輝,溫唯理.智能照明系統綜述及淺析[J].日用電器,2022(1):80-83.

[5]劉敢峰,謝鋒,吳明光.智能照明系統的研制與開(kāi)發(fā)[J].微電子學(xué),2003,33(1):3.

[6]馬鵬宇,梁海權,林新建.智能照明系統在工業(yè)廠(chǎng)房中的應用[J].機電工程技術(shù),2020,49(1):3.

[7]石華軍,李玉梅.談智能照明控制系統及其在工業(yè)廠(chǎng)房照明設計的應用[J].工程建設與設計,2009(006):73-76.

[8]陳萌.智能照明控制技術(shù)在工業(yè)廠(chǎng)房照明系統中的應用[J].科學(xué)與財富,2019,000(026):99.

[9]石華軍.談智能照明控制系統及其在工業(yè)廠(chǎng)房照明設計中的應用[J].工程建設與設計,2009(6):4.

[10]范大勇,康軍霞.安科瑞智能照明控制系統在工業(yè)廠(chǎng)房中的應用[J].電氣時(shí)代,2019(7):3.

[11]李晉強.智能照明系統在倉庫廠(chǎng)房的應用.

[12]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2022年05版.