潔凈廠房智能照明控制系統(tǒng)研制

徐森　薛金超　林育凡

摘 要：根據(jù)潔凈廠房的特殊結構以及各潔凈室對照明光源的特殊要求，設計了一套智能照明控制系統(tǒng)。采用該控制系統(tǒng)可以有效的提高工作效率、節(jié)約能源、提高廠區(qū)安全、實現(xiàn)快速巡檢、遠程操作、照明燈具故障預報等功能；具有良好的實用價值與經(jīng)濟價值。

關鍵詞：潔凈廠房；嵌入式系統(tǒng)；照明控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.20.104

0 引言

微電子、生物制藥、手術醫(yī)療、精密儀器制造等企業(yè)所用的潔凈廠房一般均由多個潔凈室組成，人員流動路線復雜，出入通道迂回；人員進出潔凈廠房時需要有自凈時間，耗時較長；潔凈廠房大多為無窗廠房，加上各潔凈室對照明的特殊要求，所以潔凈廠房的照明功率較大；有些潔凈室具有保密要求，不希望無關人員進入。目前，潔凈廠房內(nèi)對照明的控制方式仍采用傳統(tǒng)的就地控制方法，也就是各照明單元由本地的開關進行開、關控制。這就存在以下幾個不足：

（1）有些潔凈室需要有預開照明要求，傳統(tǒng)控制方法需要就地開照明后，然后等待，工作效率較低；

（2）人員進、出潔凈廠房時，不能預開、后關通道照明，對人員進出帶來不便；

（3）根據(jù)安全、節(jié)能規(guī)范要求，值班人員需要在職工下班后對各潔凈室的照明關閉情況進行巡檢，由于潔凈廠房的特殊結構、以及有些潔凈室的保密要求，這一巡檢過程不但耗時耗力，且不符合保密要求。

本文根據(jù)潔凈廠房的特點和各潔凈房間對照明光源的不同要求，設計了一套基于遠程的集中照明控制系統(tǒng)，解決了以上不足之處。

1 智能照明控制系統(tǒng)構成原理

智能照明控制系統(tǒng)的原理框圖如圖1所示。通過該控制系統(tǒng)主要實現(xiàn)對潔凈廠房內(nèi)的所有照明設施實現(xiàn)如下控制：

（1）照明集中控制臺通過鍵盤輸入開、關指令，并通過RS485通訊線傳送給各照明控制終端，各照明控制終端通過繼電器對照明燈具實現(xiàn)開、關控制，并將燈具的開、關的狀態(tài)返回給照明集中控制臺；

（2）各照明控制終端通過檢測流過繼電器觸點的電流判斷燈具是否出現(xiàn)故障。如果繼電器閉合，但沒有檢測到電流，說明燈具故障，故障信息通過RS485通訊線返回給照明集中控制臺；

（3）照明集中控制臺輸入開、關指令時，液晶顯示屏同步顯示輸入的信息，并同步顯示所控制燈具的控制結果；

（4）照明集中控制臺的指示燈和各照明燈具的開、關、故障狀態(tài)同步，指示燈不亮為關狀態(tài)、指示燈亮為開狀態(tài)、指示燈閃爍為故障狀態(tài)。

2 智能照明控制系統(tǒng)的技術實現(xiàn)

本智能照明控制系統(tǒng)的結構圖如圖2所示。各模塊功能為：

（1）主控制板（CPU）：包括微處理器、RS485通訊電路、液晶顯示控制電路、指示燈控制電路、鍵盤控制電路、電源等；

（2）液晶顯示：鍵盤輸入命令及操作結果顯示；

（3）指示燈區(qū)：顯示各照明燈具的狀態(tài)，包括開燈狀態(tài)、關燈狀態(tài)、故障狀態(tài)；

（4）照明控制終端：每組燈具安裝一套，包含微處理器、RS485通訊電路、燈具故障檢測電路、燈具開關控制電路、電源變換等；

（5）雙絞線：其中4根作為24V直流電源線，用以給各終端供電；2根作為RS485通訊線；另外2根備用；

（6）繼電器觸點：由照明控制終端上的繼電器提供，用以控制燈具的開關；

（7）電流檢測：用以檢測燈具電流。如果繼電器觸點閉合，當檢測到流過燈具組的電流偏離設定值較多時，說明燈具組中有部分燈具或全部燈具電路故障。

根據(jù)潔凈廠房內(nèi)部結構復雜，且進入廠房時需要自凈時間，值班人員如果巡查每個潔凈房間耗時較長；潔凈室照明功率較大，房間無人時需要確保照明關閉；以及個別潔凈室具有保密要求，不希望值班人員進入的特點，該控制系統(tǒng)通過對潔凈廠房內(nèi)照明實現(xiàn)集中控制，解決了傳統(tǒng)的就地控制照明的一系列問題。方案的具體實施方法如下：

（1）將潔凈廠房內(nèi)的燈具組編號為1，2，…，N，通過鍵盤操作區(qū)輸入相應燈具組編號以及開關指令，主控制板上的微處理器將指令通過雙絞線發(fā)送給相應燈具組的照明控制終端，實現(xiàn)對相應燈具組的開關控制；液晶屏顯示鍵盤操作的實時指令；

（2）指示燈區(qū)有和燈具組相同數(shù)量的LED指示燈，且編號一一對應。主控制板上的微處理器通過RS485通訊每20ms進行一次輪巡，返回對應照明燈具組的開、關、故障狀態(tài)，LED指示燈常亮時表示相應燈具組打開；LED指示燈不亮時表示相應燈具組關閉；LED指示燈閃爍時表示相應燈具組可能有故障；

（3）照明控制終端實時檢測流過燈具組的電流，當燈具組打開，而檢測的電流小于設定電流值過多時，說明燈具組中部分燈具不亮，部分燈具或其電路可能有故障；

（4）照明控制終端接收到開關指令時，通過繼電器實現(xiàn)對燈具組開關控制；接收到輪巡指令時，將燈具的狀態(tài)返回，供指示燈區(qū)實現(xiàn)顯示。

3 結語

企業(yè)潔凈廠房照明采用集中控制方法還沒有同類產(chǎn)品，與傳統(tǒng)的就地控制方法相比，本智能照明控制系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：（1）可以大大提高職工的工作效率；（2）有利于方便人員通行，提高安全因素；（3）可以使值班人員快速完成巡檢任務，方便可靠；（4）可以徹底避免了通宵燈現(xiàn)象，實現(xiàn)節(jié)能、方便維護；（5）可以使值班人員對潔凈室照明實現(xiàn)遠程操作，更符合保密要求；本照明控制系統(tǒng)成本較低，安裝方便，用戶接受度高，推廣容易，因此具有較好的經(jīng)濟價值和社會價值。

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