淺談智能照明控制系統(tǒng)在照明節(jié)能中的應(yīng)用

王雷

摘要：智能照明控制系統(tǒng)是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，也是照明節(jié)能的一種有效手段。本文首先介紹了智能照明控制系統(tǒng)的組成、功能、設(shè)計(jì)要求，然后闡述了在照明節(jié)能中的應(yīng)用，最后結(jié)合工程實(shí)例進(jìn)行分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：智能;照明控制系統(tǒng);功能;設(shè)計(jì)要求;節(jié)能降耗

智能照明控制系統(tǒng)，是利用電磁調(diào)壓技術(shù)、電子感應(yīng)技術(shù)，監(jiān)測跟蹤供電情況，對(duì)電路的電壓、電流幅度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，保證電路均勻負(fù)荷，從而消除或減少額外功耗[1]。在我國，照明電力資源在總電力資源中占比20%左右，采用節(jié)能降耗技術(shù)，能提高照明系統(tǒng)的能效等級(jí)。以下結(jié)合工作實(shí)踐，探討了智能照明控制系統(tǒng)在照明節(jié)能中的應(yīng)用情況。

1.智能照明控制系統(tǒng)的組成、功能、設(shè)計(jì)要求

1.1 系統(tǒng)組成

智能照明控制系統(tǒng)的組成包括：①控制面板，②開關(guān)和調(diào)光模塊，③智能傳感器，④智能觸碰屏幕，⑤監(jiān)控計(jì)算機(jī)，⑥時(shí)鐘管理器。在大型照明系統(tǒng)中，還會(huì)配置網(wǎng)絡(luò)路由器。除了電源以外，各個(gè)單元器件均內(nèi)置存儲(chǔ)單元、微處理器，利用光纖連接為一體網(wǎng)絡(luò)。在每個(gè)單元內(nèi)，均勻分配唯一性的物理單元地址，利用軟件可以設(shè)定或優(yōu)化功能，利用輸出單元控制照明回路的負(fù)載。

1.2 系統(tǒng)功能

從智能照明控制系統(tǒng)的整體來看，是由模塊化、數(shù)字化、分布式總線控制單元組成的，其中每一個(gè)功能模塊，負(fù)責(zé)一個(gè)控制任務(wù)。分析功能特點(diǎn)如下：①各個(gè)控制模塊，利用網(wǎng)絡(luò)總線和中央處理器相連，不僅穩(wěn)定性高，而且數(shù)據(jù)傳輸速度快。②根據(jù)照明區(qū)域的時(shí)間、用途、室外光亮度，可自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，對(duì)場景進(jìn)行預(yù)先設(shè)置。③在特殊用途的建筑中，或采用大型聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)時(shí)，可將系統(tǒng)劃分為多個(gè)獨(dú)立的子網(wǎng)系統(tǒng)。④進(jìn)口采用標(biāo)準(zhǔn)的串行接口，有利于和其他控制系統(tǒng)串行，或者和樓宇自控系統(tǒng)的中央控制器相融合。

1.3 設(shè)計(jì)要求

智能照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，要求滿足以下要求[2]：①場景控制。系統(tǒng)預(yù)設(shè)場景后，只需按動(dòng)按鈕即可更換場景，常用在會(huì)議室、博物館、多功能廳等。②恒照度控制。輔助利用光照探測器，檢測室內(nèi)的光照強(qiáng)度，控制燈光的強(qiáng)弱變化，常用在圖書館、寫字樓。③定時(shí)控制。預(yù)先設(shè)定照明時(shí)間，達(dá)到規(guī)定時(shí)間后可以自動(dòng)開啟或關(guān)閉。④就地手動(dòng)控制。在特殊情況中，自動(dòng)控制出現(xiàn)故障，此時(shí)應(yīng)設(shè)置手動(dòng)控制裝置，來調(diào)整照明系統(tǒng)。⑤圖示監(jiān)控。配置電子地圖功能，有利于用戶對(duì)控制區(qū)域內(nèi)的所有燈具進(jìn)行控制。⑥日常計(jì)劃安排。根據(jù)每天的照明需求，記錄下照明調(diào)度情況，儲(chǔ)存在系統(tǒng)日志，必要時(shí)可以打印成冊(cè)。⑦單燈監(jiān)控?？刂茊蝹€(gè)燈具的照明參數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理目標(biāo)。

2.智能照明控制系統(tǒng)在照明節(jié)能中的應(yīng)用

2.1 節(jié)能降耗，延長燈具壽命

智能照明控制系統(tǒng)的應(yīng)用，最大的特點(diǎn)是節(jié)能。依據(jù)國外一項(xiàng)調(diào)查，在辦公樓的用電能耗中，照明能耗占比約為1/3，合理選擇照明方案，不僅能降低能耗，還能減少布線工程量[3]。辦公樓內(nèi)的傳統(tǒng)照明控制系統(tǒng)，是日間關(guān)閉、夜間開啟;應(yīng)用智能照明控制系統(tǒng)，則能根據(jù)場合、人流、時(shí)間段的不同，對(duì)照明燈具自動(dòng)開啟，縮短燈具的照明時(shí)間，節(jié)約電費(fèi)支出，延長燈具的使用壽命。

2.2 改善光照，提高工作效率

實(shí)踐證實(shí)，良好的工作環(huán)境，有利于提高工作效率。基于智能照明控制系統(tǒng)下，合理選擇燈具，可以保證照明質(zhì)量。一般情況下，該系統(tǒng)分為兩種控制方法：一是開關(guān)，二是調(diào)光，改變不同場所的照度值，保證照度的均勻性。此外，配合電動(dòng)窗簾、調(diào)光模塊，可充分利用自然光，對(duì)室內(nèi)照度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，滿足工作環(huán)境需求，切實(shí)提高工作效率。

2.3 多樣控制，優(yōu)化管理工作

在現(xiàn)代建筑物中，照明不僅是改變明暗效果，還要為人們帶來豐富的視覺效果。結(jié)合建筑物的特點(diǎn)，景觀照明、泛光照明可以預(yù)設(shè)出一年四季的變化，同時(shí)設(shè)計(jì)出節(jié)假日?qǐng)鼍?、慶典活動(dòng)場景。在客廳或會(huì)議室內(nèi)，可以預(yù)設(shè)出會(huì)議、休息、投影等不同場景。相比于傳統(tǒng)的控制模式，智能照明控制系統(tǒng)的自動(dòng)化程度高，因此一般情況下不需要人員參與，即可實(shí)現(xiàn)開閉、調(diào)光等效果[4]。如此，能減少管理人員的數(shù)量，排除人為因素帶來的干擾，優(yōu)化管理工作。

3.工程實(shí)例分析

以國內(nèi)某大學(xué)為例，位于河北省白洋淀區(qū)，建筑物依山而建，由15個(gè)單體建筑組建而成，主要包括辦公教學(xué)樓、多功能報(bào)告廳、圖書館、運(yùn)動(dòng)館、宿舍、酒店、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室等。在照明系統(tǒng)中，為了滿足節(jié)能降耗的需求，采用智能照明控制系統(tǒng)。選取辦公教學(xué)主樓，智能照明控制系統(tǒng)的應(yīng)用如下：

3.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

該智能照明控制系統(tǒng)，包括總線電源模塊、移動(dòng)終端、觸摸屏、開關(guān)執(zhí)行器、調(diào)光執(zhí)行器、照明燈、IP轉(zhuǎn)換器、KNX總線。通過觸摸屏或者手機(jī)無線終端控制器，將控制信息發(fā)送到KNX總線;KNX總線根據(jù)設(shè)定的傳送地址，將信息傳送到開關(guān)、調(diào)光執(zhí)行器組，實(shí)現(xiàn)照明燈具的智能控制和調(diào)節(jié)。整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰簡單，控制設(shè)置靈活，不僅擴(kuò)展能力強(qiáng)，而且可靠性高。

3.2 控制方式

第一，該系統(tǒng)具有開關(guān)、調(diào)光兩種控制方法，既能控制照明場所的照度值，保證照度的均勻性;又能根據(jù)不同時(shí)間段的需要，自動(dòng)調(diào)節(jié)照度。第二，控制燈具時(shí)，可采用軟啟動(dòng)、軟關(guān)斷模式，能延長燈具的使用壽命。第三，利用燈光控制系統(tǒng)，可以降低燈具工作時(shí)的電壓。第四，整個(gè)系統(tǒng)采用分布式控制結(jié)構(gòu)，可以節(jié)約布線成本。

3.3 管理方式

第一，能為學(xué)生提供良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，在不同區(qū)域內(nèi)，設(shè)置不同的燈光照明效果，營造出不同的燈光環(huán)境，既滿足學(xué)習(xí)需求，又實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。第二，利用分布式控制網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了照明區(qū)域的自動(dòng)化管理，既能降低電耗，又能節(jié)省運(yùn)維費(fèi)用，相比于傳統(tǒng)開關(guān)控制，節(jié)電效率在20%-50%之間。第三，在特殊日期和時(shí)間，可以對(duì)照明場景進(jìn)行預(yù)設(shè)，從而完成各類活動(dòng)或事件，利用最經(jīng)濟(jì)的手段，提供最舒適的照明。

3.4 實(shí)際應(yīng)用

主樓地下有2層，設(shè)置了多功能演播廳，最高可容納500人，主要用于多媒體教學(xué)、舉辦文藝活動(dòng)、播放電影等。該演播廳內(nèi)，設(shè)計(jì)了多種場景燈光效果，各種場景由集成面板進(jìn)行控制;配合系統(tǒng)軟件，還能實(shí)現(xiàn)分區(qū)域、分時(shí)段燈光控制。舉例來說，早上6-7點(diǎn)是保潔時(shí)間，利用系統(tǒng)預(yù)設(shè)30%的燈具開啟;到6點(diǎn)燈具就會(huì)自動(dòng)開啟，方便保潔人員作業(yè)。主樓地上3層用于教學(xué)，房間內(nèi)設(shè)置了開關(guān)控制模式、智能照明燈具，均由集成面板進(jìn)行操作，教師可根據(jù)教學(xué)內(nèi)容調(diào)整燈光場景。在課余時(shí)間，為了方便教室的使用和管理，在門口設(shè)置一鍵開關(guān)面板，只需一鍵即可實(shí)現(xiàn)燈具的開閉。在教室的休息區(qū)域，采用可調(diào)光式的智能燈具，根據(jù)傳感器檢測到的照度值調(diào)節(jié)燈具亮度，實(shí)現(xiàn)0-100%范圍內(nèi)的調(diào)光。

結(jié)語：

綜上所述，智能照明控制系統(tǒng)是信息技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，將其應(yīng)用在照明領(lǐng)域，能節(jié)能降耗，延長燈具壽命;改善光照，提高工作效率;多樣控制，優(yōu)化管理工作。文中結(jié)合工程實(shí)例，介紹了該系統(tǒng)在辦公教學(xué)主樓的應(yīng)用，希望為類似工程提供經(jīng)驗(yàn)借鑒。

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