探讨照明节能设计在智能控制系统中的应用

探讨照明节能设计在智能控制系统中的应用

张颖姣 

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801

【摘要】：随着社会的不断发展，经济水平也随之稳步提升，人们的消防意识也正在逐步加强，这就促进了消防应急照明系统的发展。当今社会,智能照明系统已经普及到家家户户，并在建筑工程中被广泛应用，同时其自身具有的强大优势可以大大提高建筑的构件水平，以及增强建筑的消防应急能力。通过介绍智能照明系统在建筑当中的应用情况，对智能照明系统自身的原理和构成以及在建筑当中的具体应用进行了剖析，强调了建筑工程中应急照明系统应用的必然性。

【关键字】：电气照明；节能设计；智能照明。

0引言

当前我国居民日常的照明耗电量大约占电力总耗电量的1/5,显然这是非常大的一部分耗电比重。因此提升照明系统的节能设计水平对于节能减排,降低能耗意义重大，同时也能够有助于应对目前电力供应短缺的情况。我国建设部对照明节能设计的要求是在确保工作中的视觉需求不受影响、照明效果不会降低的前提下，利用太阳能、风能等清洁能源在*大程度上降低照明系统的电能消耗，在智能照明控制系统中应用节能设计对用电量进行控制，实现节能环保的目标。本文以电气照明节能设计在智能照明控制系统中的应用为例进行了详细介绍,具体如下文。

1智能照明控制系统

1.1系统功能

第一,智能照明控制系统是一种集数字化、智能化、模块化的总线控制系统，其能够实现各功能模块的智能控制功能。并在中央控制系统和模块之间采用总线连接的方式实现直接通信，提高了控制系统的控制效率和可靠性。第二,控制系统能够综合分析一定区域中的功能需求、不同时段的不同用途以及室内、室外亮度差异实现智能化自动调节照明亮度。并作出合理的场景预设,通过住宅自动控制系统或子控制器对调光器模块和调光器自动调用模块进行控制。第三,照明控制系统有独立的子网系统,具体到房间或覆盖范围更广的联网系统。第四，联网系统有一个标准的串联端口，能够高效地连接到住宅自动化系统的中央控制器或与其他控制系统形成联网。

1.2照明系统的应用方式及其分类

1.2.1照明方式

照明方式主要分为3类：（1）一般照明，可对整个场所进行照明,保证均匀性。（2）局部照明，可对特定区域额进行照明，实现更人性化的应用。（3）混合照明,包括前两种照明方式,既可以进行一般照明，又可以进行局部照明。

1.2.2照明种类

照明种类主要包括正常照明和应急照明两大类,而应急照明包括备用照明、疏散照明和安全照明3类。其中，备用照明主要是对建筑内发生电源故障时所采用的一种备用状态的照明。疏散照明和安全照明都是针对建筑发生安全隐患时所采用的一种照明方式，做逃生疏散之用，可以保护人员的生命安全。

1.3控制方式

智能照明*为普遍的控制方式主要包括场景控制、群组合控制、定时控制、光学传感器控制、远程控制、图示化监控、应急处理、日程计划安排等。控制系统的主要功能和主要应用范围包括。

1.3.1场景控制

用户可以根据自身的不同需求进行各种场景的预设定，实现一键自动切换应用场景。这种控制方式通常多应用于会议室、大型体育场馆、图书馆、音乐馆、高档酒店等场所。

1.3.2群组合控制

能够通过设置一个按钮来控制多个跨区域的配电箱中的照明电路,实现照明控制，也就是说可以一键实现对所在场所的照明控制。

1.3.3定时控制

系统通过分析用户预设的时间,进行调换相应的场景设置，从而控制灯光的开关。这种控制方式多用于地下停车场等其他大型区域场所。

1.3.4光学传感器控制

照明系统中安装的光学传感器能够根据其检测到光照强度，自动实现对照明场所中相关灯光的开关。这种控制一般多用于办公楼楼道，公共厕所等公共区域。此外，靠近外窗附近的灯具可以根据自然光的亮度通过光传感器打开或关闭以节省电能。

1.3.5远程控制

通过照明控制系统和互联网系统的互联组网，实现远程监控照明控制。在有需要的情况下，还能够设置和修改系统中每个照明控制面板的照明参数实现监控和控制照明场景。

1.3.6图示化监控

用户能够利用系统中的电子地图功能,直接地实现对整个照明控制区域的照明控制。整个建筑物的平面图可以输入到系统中，并且该区域的实际运行状态可以用各种颜色表示。

1.3.7应急处理

在系统收到安全系统和消防系统的报警后,指定区域的照明可以自动打开。

1.3.8日程计划安排

这种控制方式能够在日常的不同时段中实时地设置照明场景状态,并记录和打印出现场照明的情况，便于管理。

2应用案例

本文以浙江省杭州市的某家五星级酒店为例,分析酒店照明控制系统中电气照明节能设计的具体应用。该酒店的建筑面积较大,功能空间较为复杂,因此对照明控制的要求也很严格。综合分析，对酒店主体建筑结构和设备施工以及后期的检修维护等照明系统的射击需同步进行，所以，照明系统在早期的设计过程中完成施工，且需要施工具有充分的可调整性。本项目依照国际总线标准采用一种智能照明控制系统,在酒店的大堂,会议室,高级套房以及每层公共走廊照明部分实施智能照明控制,以高效的节约电能的消耗，同时也降低了管理人员的工作量,提高其工作效率,从而实现灵活、便捷的控制方式，便于修改、操作和维护。

2.1 系统总体结构设计

智能照明控制系统的总体结构设计重点包含有三个硬件组成部分。第一，智能照明控制系统包含有监控中心有线双向通信PC上位机、无线双向传输移动终端和计算机控制终端。第二，智能照明控制系统也涵盖中央控制系统的智能协调器和无线网络智能网关模块，以保障控制系统中的通信和数据处理。第三，智能照明控制系统囊括了智能控制采集中心，经过收集数据并将数据传输到处理中心，从而实现高效的完成控制中心发出的指令。

2.2 系统硬件设计

智能照明控制系统的硬件设计主要集中在对协调器，无线网络和LED显示屏幕等构件的整合优化。智能照明控制系统主要以网络作为控制媒介,而且采用上位机和移动终端实现控制系统对照明情况的分析和控制。在选择采用的电路板和芯片时,需要综合分析智能照明控制系统的整体能耗和成本因素。LED显示屏幕和协调器硬件结构分别是硬件组成和通信传输的组成。

2.3 无线网络传感器

无线网络传感器是智能照明控制系统中实现智能控制应用效果和节能效果的关键部件。它主要由两部分硬件组成，包括控制采集中心和路由器。控制采集中心主要为智能网络和协调器的组合。由led端子控制的开关可以通过控制开关和调光控制执行前一节点的控制命令。并且，通过LED光源的照明和工作状态可以实现实时数据的采集和传输,*后进入微处理器。另一方面，智能照明控制系统中的路由器实现了系统协调器与LED终端之间的连接，通过路由器可以有效地建立中继站,从而保障系统的正常运行。

3安科瑞智能照明控制系统

3.1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。

3.2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。

3.3系统结构

3.4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。

3.5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

4 结束语

综上所述,智能照明控制系统中应用照明节能设计理念对于构建生态文明和绿色节能的发展战略具有重要意义，同时能够促进我国生态文明的建设和实现资源的有效利用。在我国经济不断发展和城市化进程不断加快的过程中,更需要重视智能照明控制系统中照明节能理念的融合与发展。通过设计节能、高效的照明控制系统和设备实现照明效果，从而照明行业的发展潮流。

参考文献:

[1].杨风毅，卢启芳，李明浩，等.探究智能照明系统在图书馆的应用研究[J].图书馆工作与研究，2015,(12)：38-42.

[2].张连福，李一龙，陈一清，等.探究我国智能照明系统在高校建设中的设计研究[J].工程技术研究,2013,(24):20-21.

[3].李大生，唐晓川，李大胜，等.试析智能照明系统在建筑物中的控制方式与节能应用[J].智能建筑电气技术,2012,(22):15-18.

[4].李蓝蔚，李康林,朱志茂，等.探究我国绿色光源与智能照明控制系统的设计应用[J].智能建筑电气技术,2013,(6):39-43.

[5].王东华，谢翔宇，梁韵琪，等.探究发光二极管节能照明控制系统设计与应用[J].光源与照明，2015,(45)：45-46．

[6].孙子懿,电气照明节能设计在智能照明控制系统中的应用.

[7].安科瑞企业微电网设计与应用手册.2022.05

审核编辑 黄宇