浅谈智能照明控制系统在照明节能中的应用

作者:未知

  摘要:智能照明控制系统是科学技术发展的产物,也是照明节能的一种有效手段。本文首先介绍了智能照明控制系统的组成、功能、设计要求,然后阐述了在照明节能中的应用,最后结合工程实例进行分析,以供参考。
  关键词:智能;照明控制系统;功能;设计要求;节能降耗
  智能照明控制系统,是利用电磁调压技术、电子感应技术,监测跟踪供电情况,对电路的电压、电流幅度进行自動调节,保证电路均匀负荷,从而消除或减少额外功耗[1]。在我国,照明电力资源在总电力资源中占比20%左右,采用节能降耗技术,能提高照明系统的能效等级。以下结合工作实践,探讨了智能照明控制系统在照明节能中的应用情况。
  1.智能照明控制系统的组成、功能、设计要求
  1.1 系统组成
  智能照明控制系统的组成包括:①控制面板,②开关和调光模块,③智能传感器,④智能触碰屏幕,⑤监控计算机,⑥时钟管理器。在大型照明系统中,还会配置网络路由器。除了电源以外,各个单元器件均内置存储单元、微处理器,利用光纤连接为一体网络。在每个单元内,均匀分配唯一性的物理单元地址,利用软件可以设定或优化功能,利用输出单元控制照明回路的负载。
  1.2 系统功能
  从智能照明控制系统的整体来看,是由模块化、数字化、分布式总线控制单元组成的,其中每一个功能模块,负责一个控制任务。分析功能特点如下:①各个控制模块,利用网络总线和中央处理器相连,不仅稳定性高,而且数据传输速度快。②根据照明区域的时间、用途、室外光亮度,可自动调节系统,对场景进行预先设置。③在特殊用途的建筑中,或采用大型联网系统时,可将系统划分为多个独立的子网系统。④进口采用标准的串行接口,有利于和其他控制系统串行,或者和楼宇自控系统的中央控制器相融合。
  1.3 设计要求
  智能照明控制系统的设计,要求满足以下要求[2]:①场景控制。系统预设场景后,只需按动按钮即可更换场景,常用在会议室、博物馆、多功能厅等。②恒照度控制。辅助利用光照探测器,检测室内的光照强度,控制灯光的强弱变化,常用在图书馆、写字楼。③定时控制。预先设定照明时间,达到规定时间后可以自动开启或关闭。④就地手动控制。在特殊情况中,自动控制出现故障,此时应设置手动控制装置,来调整照明系统。⑤图示监控。配置电子地图功能,有利于用户对控制区域内的所有灯具进行控制。⑥日常计划安排。根据每天的照明需求,记录下照明调度情况,储存在系统日志,必要时可以打印成册。⑦单灯监控。控制单个灯具的照明参数,可以实现精细化管理目标。
  2.智能照明控制系统在照明节能中的应用
  2.1 节能降耗,延长灯具寿命
  智能照明控制系统的应用,最大的特点是节能。依据国外一项调查,在办公楼的用电能耗中,照明能耗占比约为1/3,合理选择照明方案,不仅能降低能耗,还能减少布线工程量[3]。办公楼内的传统照明控制系统,是日间关闭、夜间开启;应用智能照明控制系统,则能根据场合、人流、时间段的不同,对照明灯具自动开启,缩短灯具的照明时间,节约电费支出,延长灯具的使用寿命。
  2.2 改善光照,提高工作效率
  实践证实,良好的工作环境,有利于提高工作效率。基于智能照明控制系统下,合理选择灯具,可以保证照明质量。一般情况下,该系统分为两种控制方法:一是开关,二是调光,改变不同场所的照度值,保证照度的均匀性。此外,配合电动窗帘、调光模块,可充分利用自然光,对室内照度进行自动调节,满足工作环境需求,切实提高工作效率。
  2.3 多样控制,优化管理工作
  在现代建筑物中,照明不仅是改变明暗效果,还要为人们带来丰富的视觉效果。结合建筑物的特点,景观照明、泛光照明可以预设出一年四季的变化,同时设计出节假日场景、庆典活动场景。在客厅或会议室内,可以预设出会议、休息、投影等不同场景。相比于传统的控制模式,智能照明控制系统的自动化程度高,因此一般情况下不需要人员参与,即可实现开闭、调光等效果[4]。如此,能减少管理人员的数量,排除人为因素带来的干扰,优化管理工作。
  3.工程实例分析
  以国内某大学为例,位于河北省白洋淀区,建筑物依山而建,由15个单体建筑组建而成,主要包括办公教学楼、多功能报告厅、图书馆、运动馆、宿舍、酒店、创新实验室等。在照明系统中,为了满足节能降耗的需求,采用智能照明控制系统。选取办公教学主楼,智能照明控制系统的应用如下:
  3.1 系统设计
  该智能照明控制系统,包括总线电源模块、移动终端、触摸屏、开关执行器、调光执行器、照明灯、IP转换器、KNX总线。通过触摸屏或者手机无线终端控制器,将控制信息发送到KNX总线;KNX总线根据设定的传送地址,将信息传送到开关、调光执行器组,实现照明灯具的智能控制和调节。整个系统结构清晰简单,控制设置灵活,不仅扩展能力强,而且可靠性高。
  3.2 控制方式
  第一,该系统具有开关、调光两种控制方法,既能控制照明场所的照度值,保证照度的均匀性;又能根据不同时间段的需要,自动调节照度。第二,控制灯具时,可采用软启动、软关断模式,能延长灯具的使用寿命。第三,利用灯光控制系统,可以降低灯具工作时的电压。第四,整个系统采用分布式控制结构,可以节约布线成本。
  3.3 管理方式
  第一,能为学生提供良好的学习环境,在不同区域内,设置不同的灯光照明效果,营造出不同的灯光环境,既满足学习需求,又实现节能目标。第二,利用分布式控制网络,实现了照明区域的自动化管理,既能降低电耗,又能节省运维费用,相比于传统开关控制,节电效率在20%-50%之间。第三,在特殊日期和时间,可以对照明场景进行预设,从而完成各类活动或事件,利用最经济的手段,提供最舒适的照明。
  3.4 实际应用
  主楼地下有2层,设置了多功能演播厅,最高可容纳500人,主要用于多媒体教学、举办文艺活动、播放电影等。该演播厅内,设计了多种场景灯光效果,各种场景由集成面板进行控制;配合系统软件,还能实现分区域、分时段灯光控制。举例来说,早上6-7点是保洁时间,利用系统预设30%的灯具开启;到6点灯具就会自动开启,方便保洁人员作业。主楼地上3层用于教学,房间内设置了开关控制模式、智能照明灯具,均由集成面板进行操作,教师可根据教学内容调整灯光场景。在课余时间,为了方便教室的使用和管理,在门口设置一键开关面板,只需一键即可实现灯具的开闭。在教室的休息区域,采用可调光式的智能灯具,根据传感器检测到的照度值调节灯具亮度,实现0-100%范围内的调光。
  结语:
  综上所述,智能照明控制系统是信息技术发展的产物,将其应用在照明领域,能节能降耗,延长灯具寿命;改善光照,提高工作效率;多样控制,优化管理工作。文中结合工程实例,介绍了该系统在办公教学主楼的应用,希望为类似工程提供经验借鉴。
  参考文献:
  [1] 黄锵,吴爱民,蔡铁强,等.区域照明智能检测控制系统设计[J].福建电脑,2019,35(1):45-46.
  [2] 杨茜.探究智能化建筑照明控制系统[J].建筑工程技术与设计,2018,(36):3254.
  [3] 张斌,侯严严,赵涛.基于ZigBee的智能照明控制系统设计[J].信息技术与网络安全,2018,37(12):62-65.
  [4] 饶怡欣.试论新型室内照明智能控制系统的实现[J].中国高新区,2019,(2):55.
  [5] 李永贺.智能建筑照明控制系统实施与研究[J].建筑工程技术与设计,2018,(34):1536.
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