淺談智能照明係統調試階段節能方案的探究與產品選型

【摘要】針對當今智能照明係統調試完成前能源浪費的問題，本文結合工程案例，分析研究了智能照明係統調試階段的節能方法，提出了采用時間控製器來解決(jue) 能源及人工浪費等問題的方式。實踐證明，該方案節能效果明顯，經濟效益顯著。

【關(guan) 鍵詞】智能照明；係統調試；時間控製器；重複利用；節能減排

0引言

隨著科技的進步，智能化係統在現代工廠項目中已大範圍應用，取代了傳(chuan) 統的人工操作模式，在達到真正的智能化生產(chan) 生活與(yu) 節能減排的同時，更彰顯出現代化的科技成果與(yu) 人類的智慧。

智能照明係統是工廠智能化係統的一部分，該係統需經過安裝、本地調試和上位機軟件組態調試(BMS調試)這幾個(ge) 階段才能實現*終的節能減排。由於(yu) 本地調試及BMS調試有一定複雜性，並且會(hui) 受到現場實際條件的製約，所以調試的整個(ge) 階段會(hui) 耗時數月甚至更久，在此期間燈具長亮不受控製，能源消耗較大。傳(chuan) 統的調試方法采用配電櫃拉閘控製方式，受到施工區域麵積大、照明櫃安裝分散的製約，投入人力成本很高，且配電櫃頻繁拉閘合閘，大機率的增加了故障率，縮減了整個(ge) 係統的工作壽命。

本方案采用的時間控製器，是一為(wei) “並列"。將I段母線電壓互感器櫃內(nei) 的三相電壓小母線斷路器開關(guan) 斷開，則I段100V小母線電壓靠Ⅱ段小母線提供。反之，若將段母線電壓互感器櫃內(nei) 的三相電壓小母線斷路器開關(guan) 斷開，則Ⅱ段100V小母線電壓靠I段小母線提供。分別測量I段和Ⅱ段電壓小母線U對V,U對W,V對W之間的電壓，若為(wei) 100V,則表示PT自動投切功能正常。若為(wei) 0V,則表示PT自動投切失敗。

1技術背景

時間控製器在國內(nei) 已得到廣泛的應用，普通的機械式時間控製器無法滿足智能照明係統的需求，功能稍微多一些的電子式時間控製器可以滿足部分智能照明係統的需求，但是無法接入多路輸入輸出信號以及實現較為(wei) 複雜的時間序列控製功能。因此，在係統調試階段選用一種德國品牌時間控製器，其具有功能性強、使用便利、技術成熟、穩定可靠、性價(jia) 比高、可重複利用等特點，對於(yu) 智能照明係統調試階段的節約能源，降低成本作用顯著。

2項目概況

沈陽寶馬汽車工廠項目位於(yu) 沈陽市寶馬工業(ye) 園區，總建築麵積12,380m²,智能照明係統布置於(yu) 能源中心2兩(liang) 個(ge) 車間。智能照明係統包含智能照明控製櫃17台，電纜、運動傳(chuan) 感器、槽盒及燈具等。其中，能源1包含照明控製櫃7台，能源2包含照明控製櫃4台，管廊包含照明控製櫃6台，另外能源1配備智能照明控製盒3個(ge) ，能源2配備智能照明控製盒2個(ge) 。燈具種類包含金屬鹵素燈，防水熒光燈，筒燈，格柵燈，共計571套。

3工藝實施方案

3.1工藝原理

3.1.1階段一(本地調試完成前)

本地調試時，用時間控製器取代控製櫃PLC。在智能照明控製櫃內(nei) 增設時間控製器，通過接線改裝，用時間控製器取代控製櫃PLC,對照明櫃的所有繼電器進行控製，並控製所有燈具。

通過在時間控製器上編程，達到時間表控製效果。比如實現在每個(ge) 工作日的8h-18h點亮所有燈具(繼電器吸合),其他時間自動關(guan) 閉(繼電器斷開)。

在時間控製器上增加安裝本地開關(guan) ，實現時間控製器定義(yi) 的非工作時間臨(lin) 時點亮燈具，確保加班順利進行。

對於(yu) 現場個(ge) 別回路需保持長亮的燈具，則通過對控製櫃的硬件進行適當的設置使其回路保持接通而不受繼電器控製。

3.1.2階段二(BMS調試完成前)

BMS調試時，用時間控製器模擬輸出開關(guan) 信號。此時照明控製櫃自帶的PLC已經開始工作，通過接線改裝，時間控製器可以模擬輸出開關(guan) 信號，接到PLC控製節點的開關(guan) 量輸入模塊。

在照明控製櫃的本地調試界麵中進行配置，把需要被時間控製器控製的燈具分配到一個(ge) 虛擬房間內(nei) ，進行運行模式設置，這些燈具包括本地不受控燈具，也包含本地受本地開關(guan) 通過傳(chuan) 感器控製的燈具。通過對時間控製器編程，達到時間表控製效果，比如實現在每個(ge) 工作日的8h-18h點亮所有燈具(輸入亮燈信號),其他時間自動關(guan) 閉(輸入關(guan) 燈信號)。

在時間控製器上增加安裝本地開關(guan) ，實現時間控製器定義(yi) 的非工作時間臨(lin) 時點亮燈具，確保加班順利進行[2]。

3.2工藝方案

在階段一(本地調試完成前)及階段二(BMS調試完成前)，通過接線改裝，增加時間控製器，根據現場的實際照明需求，編製時間表，合理地控製廠區燈具的亮滅，對特定的需要長亮的燈具進行特別編配，滿足需求。對於(yu) 臨(lin) 時加班需要開燈的情況，在時間控製器上增加本地開關(guan) ，滿足需求。根據設計圖紙中的照明控製分區圖，利用JAVA程序在模塊中編配了所有燈具的虛擬房間，在這個(ge) 虛擬房間中能清楚地體(ti) 現出燈具的功率、種類、開關(guan) 號等，並根據現場的不同生產(chan) 需求編配照明模式及不同時間段的照度計劃。由於(yu) 該智能照明實現的前提是所有設備實現局域網連接，即每台照明控製櫃都有IP地址，此情況下虛擬房間控製方可*終全麵實現，此過程(階段一，階段二)周期較長且此期間耗電成本較高。所以，此階段過程中增設時間控製器，解決(jue) 調試階段造成的能源浪費及成本高昂問題。針對現場需求，做了每一個(ge) 控製分區的虛擬房間分配表，以下列舉(ju) 其中一部分:

IP地址:10.194.40.71，房間號/名稱:R01壓縮空氣及冷卻中心防水型熒光燈TCW097T51*49WHFR;R02-R03加熱間TCW097T51*49WHFR:R04存放/軟服務;R05存放/硬服務、R06WS-機械、R07WS-電氣、R08車輛冬季服務、R09室外燈，R04-R09為(wei) 懸掛/吸頂式熒光燈TPS642T52*28HFR。

以上方案能清楚地知道每一個(ge) 時間控製器控製的區域及燈具，針對不同的區域會(hui) 在時間控製器上設置不同的指令，控製燈具的亮滅，達到*優(you) 化的現場控製。

經過現場的實際應用及分析計算，時間控製器的應用在滿足現場應用需求的同時，大大節約了電能，保護了照明櫃的元器件，並且投入的人力成本也很大地降低，對工程的後續進行及成本調控作用很大[3]。

3.3工藝流程

(1)在本地調試完成前(階段一)，采用圖1方式把時間控製器安裝在照明控製櫃內(nei) 。

圖1階段一接線改裝方式

手控開關(guan) 采用帶自鎖的通斷開關(guan) ，這樣隻有具備一定權限的現場人員才能用鑰匙操作此開關(guan) 。開關(guan) 可吸附在照明櫃門上，或固定於(yu) 其他櫃外麵板上。這樣隻要根據上述工作原理對照明控製櫃的硬件進行一定的配置，並把事先編製的程序載入到時間控製器後，就可以在此階段實現時間順序控製功能。

在階段一安裝時間控製器由照明控製櫃供應商來具體(ti) 實施，因為(wei) 控製櫃供應商對櫃內(nei) 接線*了解，並且在出廠前實施有利於(yu) 降低人工成本並能確保品質。

(2)在照明控製櫃本地調試完成後BMS調試前(階段二)，采用圖2方式在櫃內(nei) 對時間控製器的接線進行改裝。

圖2階段二接線改裝方式

之後，需要對照明櫃的硬件和軟件根據上述工作原理進行適當的配置，並把事先編製好的適用於(yu) 本階段的程序下載到時間控製器上。

階段二安裝時間控製器由照明控製櫃供應商配合施工總包單位完成，因為(wei) 此時對控製櫃的操作得到施工總包的允許和支持，且涉及到施工總包與(yu) BMS施工總包的交接。

(3)在BMS調試期間(階段三)，時間控製器的控製策略與(yu) 上位機Zenon上要實現的控製策略可能會(hui) 有衝(chong) 突，所以在對某照明控製櫃開始調試之前，把照明控製櫃的時間控製器拆除。但是，不建議對BMS項目涉及的照明控製櫃統一拆除時間控製器。因為(wei) BMS項目調試可能耗時較長，而在Zenon對控製櫃組態是統一展開的，所以在階段三建議由業(ye) 主部門牽頭協調拆除順序及時間。拆除的時間控製器若經過檢驗功能正常，可在下一項目繼續使用。

3.4注意事項

方案實施前應注意，現場無開關(guan) 控製區域、運動傳(chuan) 感器控製的區域、需要長亮的區域等，需要經過與(yu) 業(ye) 主的溝通進行特別編配，在達到生產(chan) 需求的同時，要做到*大限度的節能。

4安科瑞智能照明控製係統

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或第三方集成平台接口，采用modbus、opc等方式。

4.5設備選型

5結語

智能照明係統因其元器件標準化、布線簡單，不需編程，隻要參數配置，且能精確控製每一盞燈，具有可智能調節照度，實現節約能源，已在越來越多的工廠中得到應用。但是，BMS係統調試完成前，存在暴露的問題，恰恰與(yu) 當今低碳環保和諧發展的理念相違背，而通過增加時間控製器進行調試方案的優(you) 化，很大程度解決(jue) 了該缺陷。每台時間控製器的采購費用低，還可以重複利用，並且可以根據現場不同區域的照明控製櫃安裝及調試完成時間，合理計算采購的*佳數量。

該方案通過工程實踐，節能效果明顯，經濟成本控製，為(wei) 貫徹執行國家節能減排方針做出了實質貢獻。該方案的實施可為(wei) 國內(nei) 類似安裝工程提供可靠的參考和借鑒。

安科瑞侯文莉