集成消防應(yīng)急的工房智能照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)

劉仁瑞，林啟寬，俞 鍵

（廈門煙草工業(yè)有限責(zé)任公司，福建廈門 361000）

0 引言

在工業(yè)廠房場(chǎng)所中，照明部分可分為普通日常生產(chǎn)活動(dòng)照明及消防應(yīng)急照明，而且這兩種照明相互獨(dú)立。目前，消防應(yīng)急照明燈用于消防應(yīng)急照明，是消防應(yīng)急中最為普遍的一種照明工具，在實(shí)際生活中應(yīng)用范圍廣泛。主要安裝在消防通道、安全出口等位置，具有成熟的產(chǎn)品供消費(fèi)者選擇。但目前市場(chǎng)上的消防應(yīng)急照明燈存在照明功率偏小，普遍在3～5 W。近年來，隨著計(jì)算機(jī)及其網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，智能照明控制系統(tǒng)由于具有系統(tǒng)操控性能的先進(jìn)性、安全穩(wěn)定可靠性，智能照明得到廣泛推廣應(yīng)用。

1 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的是提供一種帶消防應(yīng)急照明的智能照明系統(tǒng)裝置：在日常工作中，它作為普通的區(qū)域照明使用，具有照明亮度強(qiáng)的特點(diǎn)；在應(yīng)急時(shí)可用做應(yīng)急照明使用，斷電后能提供高亮度的照明?？梢酝ㄟ^以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)。

（1）這種帶消防應(yīng)急照明的智能照明系統(tǒng)裝置，包括計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)模塊、接口轉(zhuǎn)換模塊、以太網(wǎng)、BUS 總線及照明電控箱，照明電控箱裝有空氣開關(guān)、智能燈控輸入模塊、UPS 電源、信號(hào)轉(zhuǎn)換器、智能繼電器（圖1）。計(jì)算機(jī)通過Internet 網(wǎng)可裝在廠房車間入口區(qū)域、車間管理室等位置，通過軟件編程實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)等控制。智能燈控輸入模塊通過BUS 總線通信就近安裝在照明區(qū)域附件的墻壁上或照明配電箱門上，通過編程實(shí)現(xiàn)特定區(qū)域的照明控制。BUS 是計(jì)算機(jī)各種功能部件之間傳送信息的公共通信干線，UPS 電源即不間斷電源。

（2）接口轉(zhuǎn)換模塊可裝在照明配電箱內(nèi)或機(jī)房交換機(jī)柜內(nèi)，實(shí)現(xiàn)總線信號(hào)與Internet 信號(hào)互相轉(zhuǎn)換。網(wǎng)絡(luò)模塊根據(jù)負(fù)責(zé)控制的照明區(qū)域大小、BUS 總線節(jié)點(diǎn)多少適當(dāng)?shù)匕芽偩€分成不同的網(wǎng)段，安裝在照明配電箱中。

（3）UPS 電源安裝在照明配電箱內(nèi)，給應(yīng)急照明回路及智能繼電器提供工作電源。功率大小根據(jù)照明區(qū)域、環(huán)境適當(dāng)選型。

（4）智能繼電器安裝在照明配電箱內(nèi)，接收總線的輸入模塊或計(jì)算機(jī)控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)照明控制回路的通斷；消防應(yīng)急時(shí)由信號(hào)轉(zhuǎn)換器控制；且可由繼電器上的輔助觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制。智能繼電器可根據(jù)照明回路選型及組合，根據(jù)應(yīng)急情況下的環(huán)境要求靈活分配線路給應(yīng)急照明回路使用。圖1 中H4 照明回路為應(yīng)急照明回路。

（5）信號(hào)轉(zhuǎn)換器檢測(cè)UPS 的進(jìn)端電源，當(dāng)照明供電被切斷后，信號(hào)轉(zhuǎn)換器進(jìn)入工作狀態(tài)，給總線傳輸信號(hào)，控制智能繼電器工作。當(dāng)照明供電被切斷后，智能繼電器由UPS 電源供電，接收到信號(hào)轉(zhuǎn)換器傳送過來總線信號(hào)，H4 燈持續(xù)點(diǎn)亮，直至UPS電源耗盡。

2 實(shí)際案例分析

案例所述是廈門煙草工業(yè)有限責(zé)任公司一區(qū)卷包車間的帶消防應(yīng)急照明的智能照明裝置，它包括2 臺(tái)計(jì)算機(jī)、1 個(gè)網(wǎng)絡(luò)模塊、1 個(gè)接口轉(zhuǎn)換模塊、以太網(wǎng)、C-BUS 總線及31 個(gè)照明電控箱（圖2）。照明電控箱裝有空氣開關(guān)、智能燈控輸入模塊、UPS 電源、信號(hào)轉(zhuǎn)換器、智能繼電器。照明控制車間生產(chǎn)所有區(qū)域：主車間、封箱區(qū)、濾棒收發(fā)室、濾棒成型、格柵、1F-2F 辦公室、儲(chǔ)絲房、膠水間、拆壞煙間。系統(tǒng)將主車間、格柵、辦公室區(qū)域劃分為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)（N1），儲(chǔ)絲房及其他輔房區(qū)域劃分為另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)（N2）。

其中，PC1 計(jì)算機(jī)裝在車間入口，通過編程組態(tài)實(shí)現(xiàn)全區(qū)域的照明管理控制，并通過OPC Server 對(duì)外提供數(shù)據(jù)接口；PC2計(jì)算機(jī)OPC Client 通過以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)對(duì)PC1 通信，實(shí)現(xiàn)車間生產(chǎn)網(wǎng)的人機(jī)交互系統(tǒng)對(duì)照明控制的集成。

參照?qǐng)D1，以N101 照明電控箱為例，帶消防應(yīng)急照明的智能照明裝置的功能實(shí)現(xiàn)有以下兩個(gè)步驟。

圖2 帶消防應(yīng)急照明的智能照明裝置

（1）在正常供電模式下，通過編程，PC1、PC2 或N101 電控箱上的輸入設(shè)備觸摸屏實(shí)現(xiàn)對(duì)照明回路的開關(guān)，日常生產(chǎn)中，應(yīng)急照明充當(dāng)普通照明燈具使用。當(dāng)火災(zāi)消防控制時(shí)，即電控箱沒有電源輸入。UPS 電源給帶有應(yīng)急照明的智能繼電器、應(yīng)急照明回路繼續(xù)供電；且信號(hào)轉(zhuǎn)換器進(jìn)入工作狀態(tài)，讓智能繼電器全部閉合，此時(shí)，只有應(yīng)急回路點(diǎn)亮，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急照明功能。

（2）N101 電控箱中UPS 電源功率為2.4 kW，應(yīng)急照明回路并聯(lián)8 盞48 W 的LED 燈具，可實(shí)現(xiàn)約6 h 的高亮度應(yīng)急照明。消防照明檢查時(shí)，斷開UPS 上端空開即可。應(yīng)急回路照明燈具均勻地布局在車間生產(chǎn)的人員出入通道、逃生通道上方。整個(gè)生產(chǎn)主車間面積9600 m2，配置56 盞48 W 應(yīng)急照明燈具。

3 方案效果

（1）該設(shè)計(jì)方案集成了消防應(yīng)急照明的照明系統(tǒng)，除具有普通照明功能外，還具有智能管理控制功能及消防應(yīng)急照明功能，且其中消防應(yīng)急照明具有大功率的特性，能為應(yīng)急逃生時(shí)提供更高亮度的照明。

（2）系統(tǒng)具有很好的遠(yuǎn)程管控功能，案例所述是應(yīng)用于廈門煙草工業(yè)有限責(zé)任公司一區(qū)卷包車間，照明區(qū)域面積超30 000 m2。如果采用傳統(tǒng)的本地開關(guān)控制，日常的照明開啟關(guān)閉巡視一圈需花費(fèi)近1 h?，F(xiàn)在通過網(wǎng)絡(luò)，在辦公室計(jì)算機(jī)上可實(shí)現(xiàn)全區(qū)域的照明管控，使照明管理更加便利，相應(yīng)降低了工作強(qiáng)度。

（3）智能化的編程，實(shí)現(xiàn)照明管理與生產(chǎn)結(jié)合。實(shí)現(xiàn)局部區(qū)域的精細(xì)化照明控制，照明控制可以具體到對(duì)應(yīng)機(jī)臺(tái)設(shè)備的照明回路，達(dá)到節(jié)約照明用電。

（4）一鍵式實(shí)現(xiàn)多種照明控制模式、多種工作場(chǎng)景切換，實(shí)現(xiàn)管理智能化。根據(jù)生產(chǎn)和實(shí)際使用需求，可以一鍵打開或關(guān)閉不同區(qū)域照明，可以一鍵控制不同生產(chǎn)模式（如早班上班、夜班收尾、月底停產(chǎn)）的照明需求。智能管理控制功能可以為工房提供多種照明方案，并且照明方案可以根據(jù)用戶需求進(jìn)行自定義，具有較高的靈活性。