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    浅谈智能照明控制系统的节能优势及其应用

    发布时间: 2024-03-28  点击次数: 76次

    黄琴

    安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801

    【摘要】:通过智能照明控制系统与传统照明控制的对比,阐明智能照明控制系统的优势,基本组成、在智能建筑中的应用效果以及其实施存在的问题和前景展望。

    【关键字】:智能照明控制;系统组成;优势;应用效果

    0引言

    目前,建筑智能化已经成为当今建筑发展的主流技术,涵盖从空调系统、消防系统到安全防范系统以及完善的计算机网络和通信系统。但是长期以来,智能照明在国内一直被忽视,大多数建筑物仍然沿用传统的照明控制方式,部分智能大厦采用楼宇自控(BA)系统来监控照明,但也只能实现简单的区域照明和定时开关功能。

    其实真正的智能照明控制系统,是根据某一区域的功能、每天不同的时间、室外光亮度或该区域的用途来自动控制照明。其中重要的一点就是可进行预设,即具有将照明亮度转变为一系列设置的功能。

    1与传统照明控制相比具有的优势

    1.1控制方式

    传统控制采用手动开关,必须一路一路地开或关。而智能照明控制,采用低压二次小信号控制,控制功能强、方式多、范围广、自动化程度高,通过实现场景的预设置和记忆功能,操作时只需按一下控制面板上某一个键即可启动一个灯光场景(各照明回路不同的亮暗搭配组成一种灯光效果),各照明回路随即自动变换到相应的状态。上述功能也可以通过其它界面如遥控器等实现。

    1.2照明方式

    传统控制方式单一,只有开和关。而智能照明控制系统采用“调光模块",通过灯光的调光在不同使用场合产生不同灯光效果,营造出不同的舒适的氛围。

    1.3管理方式

    传统控制对照明的管理是人为化的管理。而智能控制系统可实现能源管理自动化,通过分布式网络,只需一台计算机就可实现对整幢大楼的管理。

    1.4节省能源,降低维护成本

    智能照明控制系统由于使用自动化照明控制手段,减少了不必要的耗电开支;同时,也降低了相当的运行维护费用,有资料显示智能照明控制系统比传统开关控制节电可达20%~50%。

    1.5保护灯具

    传统开关控制灯具,由于电网冲击电压和浪涌电压,容易损坏灯具。而智能照明控制系统,可将照明灯具上的电源经过调光模块控制和调整,因此电源质量较高,可以避免电网冲击电压和浪涌电压,此外,由于引入了软启动和软关断技术,可延长灯具寿命2倍~4倍。

    1.6减少安装布线的开支

    传统开关电流经开关连接负载,布线从配电间连接开关,再连接负载。而智能照明控制系统则是由模块连接负载,而控制面板与模块是用数据线相连,大大减少了传统的布线开支;同时,大功率模块均配备过载保护开关,可取代传统的照明柜,不必增加额外开支。

    2智能照明控制系统的基本组成部分

    2.1主控中心

    系统使用通用计算机作为主控中心实现监控功能。

    2.2 RLINK通讯装置

    主控中心与系统网络各单元的通讯枢纽,实现RS485/RS232信号转换,具备系统自诊断功能和自动故障报警功能。

    2.3照明控制器

    智能照明控制系统的核心部分,由控制模块电路、驱动模块电路、照明用自锁继电器组成。每个照明控制器均可独立工作,也可以由计算机中心停止工作或通讯中断不影响控制器的正常运行。控制器有多种规格,单个控制器可控制48个回路。一个系统内可连接500个控制器。

    2.4可编程开关

    智能的弱电开关,有1键~8键等各种规格,开关本身使用24V安全电压,不会有漏电的危险,开关操作时也不会出现打火和拉弧,确保安全。可编程开关上的每一个按键所控制的回路均由计算机编程设定,单键可控制多个回路,可根据情况变化随意更改组合,使用起来灵活、方便。

    2.5动态传感器

    利用红外线或超声波的原理,自动识别房间内是否有人存在而给控制器发送信号,实现“人来灯亮,人走灯灭"的动态控制功能。

    2.6照度传感器

    核心部件是光电糯合器,通过感应外部自然光源的照度来调节室内照明的亮度,实现智能探测和智能调节的功能。

    2.7电话通讯装置

    电话控制所需的附加设备。用户直接电话,根据提示音操作,控制照明开关。

    3智能照明控制系统在智能建筑中的应用效果

    3.1实现照明控制智能化

    采用智能照明控制系统,可以使照明系统工作在全自动状态,系统将按先设定的若干基本状态进行工作,这些状态会按预先设定的时间相互自动地切换。例如,当一个工作日结束后,系统将自动进入晚上的工作状态,自动并缓慢地调暗各区域的灯光,同时系统的移动探测功能也将自动生效,将无人区域的灯自动关闭,并将有人区域的灯光调至合适的亮度。此外,还可以通过编程随意改变各区域的光照度,以适应各种场合的不同场景要求。智能照明可将照度自动调整到工作合适的水平。例如,在靠近窗户等自然采光较好的场所,系统会很好地利用自然光照明,调节到合适的水平。当天气发生变化时,系统仍能自动将照度调节到合适的水平。总之,无论在什么场所或天气如何变化,系统均能保证室内照度维持在预先设定的水平。

    3.2改善工作环境,提高工作效率

    传统照明系统中,配有传统镇流器的日光灯以100Hz的频率闪动,这种频闪使工作人员头脑发胀、眼睛疲劳,降低了工作效率。而智能照明系统中的可调光电子镇流器则工作在很高频率(40KHz~70KHz)不仅克服了频闪,而且消除了起辉时的亮度不稳定,在为人们提供健康、舒适环境的同时,也提高了工作效率。

    3.3可观的节能效果

    智能照明控制系统使用了先进的电力电子技术,能对大多数灯具(包括白烘灯、日光灯,配以特殊镇流器的钠灯、水银灯、覽虹灯等)进行智能调光。当室外光较强时,室内照度自动调暗,室外光较弱时,室内照度则自动调亮,使室内的照度始终保持在恒定值附近,从而能够充分利用自然光实现节能的目的。除此之外,智能照明的管理系统采用设置照明工作状态等方式,通过智能化管理实现节能。

    3.4提高管理水平,减少维护费用

    智能照明控制系统将普通照明人为的开与关转换成了智能化管理,不仅使大楼的管理者能将其高素质的管理意识运用于照明控制系统中去,而且将大大减少大楼的运行维护费用,带来较大的投资回报。

    4智能照明控制系统实施存在的问题

    尽管采用智能照明控制系统有如此的优势,而且使用后带来如此好的效果。但目前在国内智能建筑中能够真正实现智能照明控制的建筑数量还是非常少的。其主要原因,一是人的问题。大多数开发商认识上不去,认为建筑智能化就够了,采用照明控制系统是多余的。二是资金的问题。大多数开发商舍不得在这方面投资。

    5安科瑞智能照明控制系统

    5.1概述

    ALIBUS智能照明产品采用RS485总线技术,技术成熟可靠,安全稳定。开关驱动器具备独立工作的能力,适用于一些中小型的项目;模块化设计,可以任意拼接扩展,同时预留I/O口以及Modbus接口,还可以满足与AcrelEMS企业微电网管理云平台进行数据交换。

    5.2应用场所

    适合于各类智能小区、医院、学校、酒店,以及体育场所、机场、隧道、车站等大型公建项目的照明控制需求。

    5.3系统结构

    5.4系统功能

    (1)实时检测并显示各个模块的在线状态,反馈现场受控回路的开关状态,监控界面按照楼层各分区的布局和回路列表来浏览。

    (2)当发生模块离线、网关设备掉线或者状态反馈和下发控制命令不一致时会发生故障报警,并将故障报警信息记录并显示在界面中。

    (3)可以对单个照明回路实现开关控制;每个模块、楼层都有相应的模块控制开关和楼层控制开关,也可以一个模块或者整个楼层实现开关控制。

    (4)开关驱动器支持过零触发功能,负载(灯具)的分合操作仅在交流电过零时进行;可有效减少电磁干扰以及对电网的冲击,延长灯具与控制装置的寿命。

    (5)对每个照明回路可以预设掉电状态,当照明电源掉电时,开关驱动器会自动切换到预设的掉电状态;确保重新上电时灯具的开关状态是确定与可控的。

    (6)拖动调光控件,照明设备从0%到100%进行调光,可以对单个照明回路实现调光控制,调光总控可以对一个模块的照明回路实现调光控制,也可以对多个照明回路实现调光控制,通过图标的亮灭状态反馈现场开关的状态。

    (7)点击场景控件,打开或者关闭对应场景设置,软件界面上显示不同的场景模式和场景功能,通过图标的亮灭显示对应的场景状态是打开还是关闭。

    (8)设置定时时间,确认时间点后,对该事件点执行的动作进行设置,设置灯在设定的时间点亮或者灭。

    (9)系统可以通过预设的当地经纬度信息,自动计算每天的日升日落时间;根据天文时钟控制照明开关,实现日落开灯、日出关灯的功能。

    (10)所有定时控制计划均可下发保存至驱动模块;当上位机系统故障或模块离线时,驱动模块可以利用自带的RTC时钟维持定时控制计划的正常执行,不影响日常的照明控制效果。

    (11)系统结构是分布式总线结构;系统内各元件不依赖于其他元件而能够独立工作;系统内各元件可以通过程序的设定实现功能的多样性。

    (12)预留BA或第三方集成平台接口,采用modbus、opc等方式。

    5.5设备选型

    名称

    型号

    功能

    备注

    安科瑞智能照明控制系统

    ALIBUS

    可通过控制面板、人体感应、照度感应、微波感应、上位机系统、触摸屏、手机、平板端等多种控制终端实现灵活多样的智能化控制


    名称

    型号

    上行

    下行

    外形尺寸

    备注

    智能通信管理机

    Anet-1E1S1

    1路以太网

    1路RS485

    140*90*50


    智能通信管理机

    Anet-1E2S1

    1路以太网

    1路RS485

    140*90*50


    智能通信管理机

    Anet-2E4S1

    2路以太网

    4路RS485

    168*113*54


    智能通信管理机

    Anet-2E8S1

    2路以太网

    8路RS485

    168*113*54


    名称

    型号

    负载电流

    安装方式

    外形尺寸

    备注

    4路开关驱动器

    ASL220Z-S4/16

    16A

    导轨式

    144*90*70

    1.控制火线

    2.每回路额定电流16A

    3.磁保持继电器

    4.延时控制

    5.电流检测

    6.定时控制

    8路开关驱动器

    AS220Z-S8/16

    16A

    导轨式

    216*90*70

    1.控制火线

    2.每回路额定电流16A

    3.磁保持继电器

    4.延时控制

    5.电流检测

    6.定时控制

    12路开关驱动器

    ASL220Z-S12/16

    16A

    导轨式

    288*90*70

    1.控制火线

    2.每回路额定电流16A

    3.磁保持继电器

    4.延时控制

    5.电流检测

    6.定时控制

    16路开关驱动器

    ASL220Z-S16/16

    16A

    导轨式

    360*90*70

    1.控制火线

    2.每回路额定电流16A

    3.磁保持继电器

    4.延时控制

    5.电流检测

    6.定时控制

    8路调光驱动器

    ASL220Z-SD8/16

    16A

    导轨式

    360*90*70

    1.控制火线

    2.每回路额定电流16A

    3.磁保持继电器

    4.延时控制

    5.0-10V调光

    名称

    型号

    性能

    安装方式

    外形尺寸

    备注

    红外感应传感器

    ASL220-PM/T

    3-5m

    120°

    嵌入式吸顶

    φ80

    开孔55mm

    微波感应传感器

    ASL220-RM/T

    5-7m

    120°

    嵌入式吸顶

    φ80

    开孔55mm

    微动感应传感器

    ASL220-PR/T

    5-7m

    120°

    嵌入式吸顶

    φ80

    开孔55mm

    IP网关

    ASL200-485-IP

    ALIBUSnet/IP

    导轨式

    14*28*39

    系统组网元件

    监控软件接口设备

    1联2键智能面板

    ASL220-F1/2

    2组控制指令

    86盒

    86*24*86

    开关

    调光

    场景

    2联4键智能面板

    ASL220-F2/4

    4组控制指令

    86盒

    86*24*86

    3联6键智能面板

    ASL220-F3/6

    6组控制指令

    86盒

    86*24*86

    4联8键智能面板

    ASL220-F4/8

    8组控制指令

    86盒

    86*24*86

    6结语

    智能照明控制系统自诞生起就引起了人们的高度重视,并具备良好的发展前景。随着社会的和经济的发展,人们的认识将不断提高,智能照明控制系统将在建筑照明中发挥强有力的作用。一个照明系统没有照明控制,这个建筑就会显得苍白无力,照明控制是在不断发展的,它的硬件、软件系统都随着时代的技术发展在不断前进。

    参考文献:

    [1].陈元丽.现代建筑电气设计实用指南[M].北京:中国水利水电出版社,2000.

    [2].盛啸涛,姜延昭.楼宇自动化[M].北京:西安电子科技大学出版社,2004.

    [3].安科瑞企业微电网设计与应用手册.2022年05版.

    [4].李明.谈智能照明控制系统的优势及其应用[J].公用工程设计,2007.


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