浅谈智能照明控制系统在照明节能中的应用
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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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