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智能照明控製係統采用集中控製和管理與分散執行的方式

更新時間:2023-03-16 點擊次數:641

 摘要

      文章分析了在現代建築工程中智能照明控製係統所具有的*性,並對如何解決(jue) 該技術在實際應用中遇到的問題提出了看法與(yu) 建議。

關鍵詞:智能照明 控製係統 應用節能
引言
      隨著人們的物質和精神生活水平不斷提高,對生活的追求向著更舒適、安全、高效和節能的方向發展,對建築照明技術的要求也越來越高。新興的“智能照明"技術是現代計算機技術、控製技術、通信技術與建築照明技術的有機結合,與傳統照明技術相比在各方麵均具有*性。但是,該技術在實際運用和推廣中存在一些問題。筆者在此分析智能照明控製係統的優勢,討論實際應用中存在的問題。
一、智能照明控製係統概述
      所謂智能照明控製,即將照明範圍劃分為若幹區域,然後根據某一區域的功能用途、不同的時間段、室內外亮度要求來自動控製照明設備,從而實現集中管理、統一監控的目的。該係統不僅可以實現環境照度控製和照明節能控製,還可以預設許多燈光場景,從而根據時間、場所的功能和室內外照度來自動調整場景。
1.控製原理和係統組成
      智能照明控製係統采用集中控製和管理與分散執行的方式,配置中央監控中心和智能控製照明櫃。中央監控中心有控製計算機、主通信控製器等設備,用於對整個係統進行控製和管理。通過網絡將控製命令與各智能控製櫃的可編程控製器進行通信聯絡,同時接收來自智能控製櫃內可編程控製器的自動、手動工作狀態及燈具的開、關狀態,並能對異常情況采取處理措施。該係統由輸入單元(包括輸入開關、場景開關、觸摸屏、亮度傳感器、紅外傳感器等)、輸出單元(包括智能繼電器、智能調光器模擬輸出)、係統單元(包括係統電源、係統時鍾、網絡通訊線)三部分組成(如圖)。
通過計算機主機可編程設計出各種不同的照明方案。每一個輸入、輸出單元設置地址並用軟件設定其功能。輸入單元為安全電壓。輸入信號在通訊網絡上傳輸,所有的輸出單元接收信號並作出判斷,控製相應的輸出回路。係統中的每個單元均內設微處理器(CPU)和數據存儲器(EEPROM)。所有的係統參數被分別存儲在各個單元中,即使係統斷電或某一單元損壞,也不會影響其它單元的正常使用。
2.控製範圍與功能
       智能照明係統可對白熾燈、日光燈(專用鎮流器)、節能燈、石英燈等多種光源調光,滿足各種環境對照明的要求。適用範圍有:大型公共建築,如會展中心、航站樓、客運站、體育場館、大型商場等;博物館、美術館、圖書館等文化建築和教學建築;星級酒店和高檔寫字樓的宴會廳、多功能廳、會議室、大堂、走道等場所。通過采用智能照明係統,可實現以下控製功能:
(1)時鍾控製:通過時間設定實現各照明區域的不同控製。
(2)調光控製:通過照度探測器和調光模塊,達到各區域照度值始終在預先設定值範圍。
(3)區域場景控製:通過控製麵板和調光模塊,實現各照明區域的場景切換控製;
(4)動靜探測控製:通過動靜探測器和調光所關模塊,實現各照明區域的自動開關控製。
(5)手動遙控器控製;通過紅外線遙控器,實現在正常狀態下各區域內的照明燈具的手動控製和區域場景控製。
(6)應急照明控製:係統對特殊區域內的應急照明所執行的控製。
二、智能照明控製係統所具有的*性
與其他照明控製方式相比,采用智能照明控製係統的優勢主要有以下幾點。
1.節能效果良好
     節約能源是采用智能照明係統的主要目的和重要優勢。該係統采取定時、分組、減光、自動感應等控製方式,做到實時控製而不僅是“定時開關"控製,很大限度地節能。一個設計合理、管理良好的係統照明節能可達30%左右。
下麵以某辦公大樓為例來看智能照明控製係統應用的節能效果。
該辦公大樓采用智能照明控製係統後,將按預先設置切換各種工作狀態,例如“白天"、“晚上"、“安全"、“清潔"、“周末"等場景,並根據預設定的時間自動地在各種工作狀態之間轉換。當上班時間來臨時,係統自動將燈打開,光照度會自動調節到合適的強度。在靠窗的房間,係統會智能地利用室外自然光。室內燈光會根據天氣情況自動調暗或調亮,以保持室內一定的亮度。當一天結束時,係統將自動進入晚上工作狀態,自動地調暗各區域的燈光。同時,係統會自動關掉無人的辦公室燈光,並保證有員工加班的辦公區燈光處於合適的亮度;隻有當所有辦公區的人走完後,才將燈調到“安全"狀態或關掉。此外,還可利用手動控製麵板或遙控器隨意改變各區域的光照度。對於高級辦公大樓的接待大廳、餐廳、會議室,休息室和娛樂場所,則可根據一天中的不同時間,不同用途進行燈光的場景預設置。該係統不僅能給工作人員提供舒適的環境,還保證隻有需要的時候才把燈點亮,或點到要求的亮度,從而大大降低了大樓的能耗。
2.延長光源壽命
      光源損壞的重要原因是電網電壓的波動。智能照明係統具備限電壓和軛流濾波等功能,能抑製電網的浪湧電壓。采用軟啟動、軟關斷技術,避免了過電壓、欠電壓及衝擊電壓對光源的損害,通常能使光源壽命延長2—4倍。
3.提高工作環境的舒適性.
智能照明係統采取照度感應、減光等控製方式,可按不同場所設定照度,使照度控製在舒適的範圍內。避免隨著時間的推移,因光源效率和牆麵反射率的下降而引起的建築物在使用期的照度不一致,同時避免因頻閃效應而導致人體眼睛疲勞。
4.維護管理方便
該係統以模塊式自動控製為主、手動控製為輔的控製方式滿足了既能分散控製又能集中控製的集散管理要求,給運行、維護、管理提供了方便。由於操作和維護的工作量減少,可同時減少物業管理的人員配備。
5.擴展性好
智能照明控製係統的規模可靈活地隨著照明係統的大小而改變,可小到一個房間,大到整幢大廈。該係統支持自由拓撲網絡結構,在任何時候需要擴充,不必更改原有線路,隻需將增加的模塊用數據線接入原有網絡,通過程序修改進行重新配置便可
6.安全性高
人體接觸到的現場控製麵板不是AC220V電壓,而是安全的低電壓。
  三、實際應用中存在的問題
      根據以上分析,在建築工程中采用智能照明控製係統具有節能、舒適、高效和安全的顯著優點,就當前技術而言,實現整個建築物照明係統的智能控製也是可行的。但在實際應用中卻存在一些困惑和矛盾,使該項技術的推廣有一定難度。
問題一:在智能建築照明係統設計中有常規照明控製、樓宇自動化係統(BAS)照明監控、智能照明係統控製等控製方式,但目前不少業主包括一些設計人員在內,對BAS與智能照明控製係統的區別認識不足。
為了說明兩者的區別,現將智能照明控製係統與BAS進行比較。首先,從係統功能上看,智能照明控製係統具有開關控製、人體傳感器感應控製、調光控製、多種模式場景控製等功能,其應用軟件是針對照明控製而開發的,軟件功能豐富,控製靈活方便,管理維護方便快捷;而BAS采用開關控製或傳感器感應控製,其應用軟件是針對空調設備的控製開發的,照明控製隻是附帶功能,因此功能單一。其次,從控製方式上看,前者可實現集中控製,也可通過現場麵板控製,遙控器控製,觸摸屏控製,控製方式多樣,而後者隻能進行集中控製,不能現場控製,控製方式不夠靈活。最後,從節能效果上看,前者采用多種控製方式,節能可達30%以上,而後者由於實行定時開關控製,節能有限。
在實際應用中,應根據工程實際情況及建築的功能需求而選擇方案。
1)對於業主單一的建築,建築功能和使用要求明確,係統安裝管理方便,采用智能照明係統是較佳的選擇。
2)對於業主構成複雜的建築,特別是業主根據自身的要求對房屋進行二次裝修的,其安裝、控製和管理較難,可將照明係統的公共區域納入BAS之中,實現照明係統的部分智能化管理控製,其他部分采用傳統的開關控製模式。
3)對公用建築內為客戶服務的公共區域,如(多媒體)會議室、展廳、多功能廳、大堂等,這些區域往往需要調光控製以及場景控製,采用獨立的智能照明係統是較好的選擇。但這些區域往往又集中在大樓的裙樓部分,此部分公共區域一般隻需開關控製。
      因此,通過對經濟性、安裝與管理的方便性進行綜合比較後,再確定是歸入智能照明係統還是納入BAS中的照明監控係統。
      問題二:與傳統照明控製方式相比,在建築工程中采用智能照明控製係統初投資較大。而對於大部分建築來說,係統的投資者是開發商,受益者是購買或租賃的業主,除非開發商能從銷售中得到利益,否則不願做更多的投資。
下麵從經濟學角度對項目進行“全壽命"成本分析。全壽命成本=建設成本十使用(營運)成本十維護成本智能照明係統雖然建設成本較之傳統照明控製方式為高,但由於使用多種照明控製手段,減少了不必要的耗電開支,比傳統控製方式節電量大大提高,不但使用(營運)成本降低,同時也降低了相當的運行維護成本。例如,某發達地區從節電和運行維護費用這兩項做過一個估算,得出這樣一個結論:用三至五年的時間,業主就可基本收回智能照明控製係統所增加的全部費用。而智能照明控製係統可改善環境,提高員工工作效率以及減少維修和管理費用等,又可節省一筆可觀的費用。過多強調建設成本而忽略使用(營運)成本和維護成本是導致智能照明控製係統不能順利推廣的重要原因。要改變這種做法,傳輸“全壽命"成本的概念,還需要行業的交流與政府較大的推動力度。
四、安科瑞智能照明控製係統解決方案
1概述
      數據中心人流較少,麵積大,機房多,合理使用照明控製係統,通過感應控製做到人來燈亮,人走燈滅或保持地強度照明,盡量解決照明用電。
      係統在配電箱內的模塊主要有總線電源、開關驅動器、IP網關、耦合器、幹接點輸入模塊等。這些模塊使用35mm標準導軌安裝。
 安裝在控製現場的模塊主要有光照度傳感器、紅外傳感器和智能麵板。有人經過可以設定紅外感應控製亮燈,人離開後在設定的時間內熄燈,智能麵板等手動控製設備,可實現自動控製、現場控製和值班室遠程控製相結合。
五、結束語
      綠色照明已經正式列入國家計劃,終端節能優先的觀念已經深入人心;智能照明控製是節約能耗及提高物業管理水平、體現現代化生活方式與優化工作環境的有效手段。在不久的將來,智能照明將取代普通照明,各種*性必然會得到充分的體現。
 

安科瑞侯文莉

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