淺談智能照明控制系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)勢及其應(yīng)用

任運業(yè)

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

【摘要】：通過智能照明控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)照明控制的對比，闡明智能照明控制系統(tǒng)的優(yōu)勢，基本組成、在智能建筑中的應(yīng)用效果以及其實施存在的問題和前景展望。

【關(guān)鍵字】：智能照明控制；系統(tǒng)組成；優(yōu)勢；應(yīng)用效果

0引言

目前，建筑智能化已經(jīng)成為當(dāng)今建筑發(fā)展的主流技術(shù)，涵蓋從空調(diào)系統(tǒng)、消防系統(tǒng)到安全防范系統(tǒng)以及完善的計算機網(wǎng)絡(luò)和通信系統(tǒng)。但是長期以來，智能照明在國內(nèi)一直被忽視，大多數(shù)建筑物仍然沿用傳統(tǒng)的照明控制方式，部分智能大廈采用樓宇自控（BA）系統(tǒng)來監(jiān)控照明，但也只能實現(xiàn)簡單的區(qū)域照明和定時開關(guān)功能。

其實真正的智能照明控制系統(tǒng)，是根據(jù)某一區(qū)域的功能、每天不同的時間、室外光亮度或該區(qū)域的用途來自動控制照明。其中重要的一點就是可進(jìn)行預(yù)設(shè)，即具有將照明亮度轉(zhuǎn)變?yōu)橐幌盗性O(shè)置的功能。

1與傳統(tǒng)照明控制相比具有的優(yōu)勢

1.1控制方式

傳統(tǒng)控制采用手動開關(guān)，必須一路一路地開或關(guān)。而智能照明控制，采用低壓二次小信號控制，控制功能強、方式多、范圍廣、自動化程度高，通過實現(xiàn)場景的預(yù)設(shè)置和記憶功能，操作時只需按一下控制面板上某一個鍵即可啟動一個燈光場景（各照明回路不同的亮暗搭配組成一種燈光效果），各照明回路隨即自動變換到相應(yīng)的狀態(tài)。上述功能也可以通過其它界面如遙控器等實現(xiàn)。

1.2照明方式

傳統(tǒng)控制方式單一，只有開和關(guān)。而智能照明控制系統(tǒng)采用“調(diào)光模塊"，通過燈光的調(diào)光在不同使用場合產(chǎn)生不同燈光效果，營造出不同的舒適的氛圍。

1.3管理方式

傳統(tǒng)控制對照明的管理是人為化的管理。而智能控制系統(tǒng)可實現(xiàn)能源管理自動化，通過分布式網(wǎng)絡(luò)，只需一臺計算機就可實現(xiàn)對整幢大樓的管理。

1.4節(jié)省能源，降低維護成本

智能照明控制系統(tǒng)由于使用自動化照明控制手段，減少了不必要的耗電開支；同時，也降低了相當(dāng)?shù)倪\行維護費用，有資料顯示智能照明控制系統(tǒng)比傳統(tǒng)開關(guān)控制節(jié)電可達(dá)20%~50%。

1.5保護燈具

傳統(tǒng)開關(guān)控制燈具，由于電網(wǎng)沖擊電壓和浪涌電壓，容易損壞燈具。而智能照明控制系統(tǒng)，可將照明燈具上的電源經(jīng)過調(diào)光模塊控制和調(diào)整，因此電源質(zhì)量較高，可以避免電網(wǎng)沖擊電壓和浪涌電壓，此外，由于引入了軟啟動和軟關(guān)斷技術(shù)，可延長燈具壽命2倍~4倍。

1.6減少安裝布線的開支

傳統(tǒng)開關(guān)電流經(jīng)開關(guān)連接負(fù)載，布線從配電間連接開關(guān)，再連接負(fù)載。而智能照明控制系統(tǒng)則是由模塊連接負(fù)載，而控制面板與模塊是用數(shù)據(jù)線相連，大大減少了傳統(tǒng)的布線開支；同時，大功率模塊均配備過載保護開關(guān)，wan全可取代傳統(tǒng)的照明柜，不必增加額外開支。

2智能照明控制系統(tǒng)的基本組成部分

2.1主控中心

系統(tǒng)使用通用計算機作為主控中心實現(xiàn)監(jiān)控功能。

2.2 RLINK通訊裝置

主控中心與系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)各單元的通訊樞紐，實現(xiàn)RS485/RS232信號轉(zhuǎn)換，具備系統(tǒng)自診斷功能和自動故障報警功能。

2.3照明控制器

智能照明控制系統(tǒng)的核心部分，由控制模塊電路、驅(qū)動模塊電路、照明用自鎖繼電器組成。每個照明控制器均可獨立工作，也可以由計算機中心停止工作或通訊中斷不影響控制器的正常運行?？刂破饔卸喾N規(guī)格，單個控制器可控制48個回路。一個系統(tǒng)內(nèi)可連接500個控制器。

2.4可編程開關(guān)

智能的弱電開關(guān)，有1鍵~8鍵等各種規(guī)格，開關(guān)本身使用24V安全電壓，不會有漏電的危險，開關(guān)操作時也不會出現(xiàn)打火和拉弧，確保安全?？删幊涕_關(guān)上的每一個按鍵所控制的回路均由計算機編程設(shè)定，單鍵可控制多個回路，可根據(jù)情況變化隨意更改組合，使用起來靈活、方便。

2.5動態(tài)傳感器

利用紅外線或超聲波的原理，自動識別房間內(nèi)是否有人存在而給控制器發(fā)送信號，實現(xiàn)“人來燈亮，人走燈滅"的動態(tài)控制功能。

2.6照度傳感器

核心部件是光電糯合器，通過感應(yīng)外部自然光源的照度來調(diào)節(jié)室內(nèi)照明的亮度，實現(xiàn)智能探測和智能調(diào)節(jié)的功能。

2.7電話通訊裝置

電話控制所需的附加設(shè)備。用戶直接bo打電話，根據(jù)提示音操作，控制照明開關(guān)。

3智能照明控制系統(tǒng)在智能建筑中的應(yīng)用效果

3.1實現(xiàn)照明控制智能化

采用智能照明控制系統(tǒng)，可以使照明系統(tǒng)工作在全自動狀態(tài)，系統(tǒng)將按先設(shè)定的若干基本狀態(tài)進(jìn)行工作，這些狀態(tài)會按預(yù)先設(shè)定的時間相互自動地切換。例如，當(dāng)一個工作日結(jié)束后，系統(tǒng)將自動進(jìn)入晚上的工作狀態(tài)，自動并緩慢地調(diào)暗各區(qū)域的燈光，同時系統(tǒng)的移動探測功能也將自動生效，將無人區(qū)域的燈自動關(guān)閉，并將有人區(qū)域的燈光調(diào)至合適的亮度。此外，還可以通過編程隨意改變各區(qū)域的光照度，以適應(yīng)各種場合的不同場景要求。智能照明可將照度自動調(diào)整到工作合適的水平。例如，在靠近窗戶等自然采光較好的場所，系統(tǒng)會很好地利用自然光照明，調(diào)節(jié)到合適的水平。當(dāng)天氣發(fā)生變化時，系統(tǒng)仍能自動將照度調(diào)節(jié)到合適的水平?？傊瑹o論在什么場所或天氣如何變化，系統(tǒng)均能保證室內(nèi)照度維持在預(yù)先設(shè)定的水平。

3.2改善工作環(huán)境，提高工作效率

傳統(tǒng)照明系統(tǒng)中，配有傳統(tǒng)鎮(zhèn)流器的日光燈以100Hz的頻率閃動，這種頻閃使工作人員頭腦發(fā)脹、眼睛疲勞，降低了工作效率。而智能照明系統(tǒng)中的可調(diào)光電子鎮(zhèn)流器則工作在很高頻率（40KHz~70KHz）不僅克服了頻閃，而且消除了起輝時的亮度不穩(wěn)定，在為人們提供健康、舒適環(huán)境的同時，也提高了工作效率。

3.3可觀的節(jié)能效果

智能照明控制系統(tǒng)使用了先進(jìn)的電力電子技術(shù)，能對大多數(shù)燈具（包括白烘燈、日光燈，配以特殊鎮(zhèn)流器的鈉燈、水銀燈、覽虹燈等）進(jìn)行智能調(diào)光。當(dāng)室外光較強時，室內(nèi)照度自動調(diào)暗，室外光較弱時，室內(nèi)照度則自動調(diào)亮，使室內(nèi)的照度始終保持在恒定值附近，從而能夠充分利用自然光實現(xiàn)節(jié)能的目的。除此之外，智能照明的管理系統(tǒng)采用設(shè)置照明工作狀態(tài)等方式，通過智能化管理實現(xiàn)節(jié)能。

3.4提高管理水平，減少維護費用

智能照明控制系統(tǒng)將普通照明人為的開與關(guān)轉(zhuǎn)換成了智能化管理，不僅使大樓的管理者能將其高素質(zhì)的管理意識運用于照明控制系統(tǒng)中去，而且將大大減少大樓的運行維護費用，帶來較大的投資回報。

4智能照明控制系統(tǒng)實施存在的問題

盡管采用智能照明控制系統(tǒng)有如此的優(yōu)勢，而且使用后帶來如此好的效果。但目前在國內(nèi)智能建筑中能夠真正實現(xiàn)智能照明控制的建筑數(shù)量還是非常少的。其主要原因，一是人的問題。大多數(shù)開發(fā)商認(rèn)識上不去，認(rèn)為建筑智能化就夠了，采用照明控制系統(tǒng)是多余的。二是資金的問題。大多數(shù)開發(fā)商舍不得在這方面投資。

5安科瑞智能照明控制系統(tǒng)

5.1概述

ALIBUS智能照明產(chǎn)品采用RS485總線技術(shù)，技術(shù)成熟可靠，安全穩(wěn)定。開關(guān)驅(qū)動器具備獨立工作的能力，適用于一些中小型的項目；模塊化設(shè)計，可以任意拼接擴展，同時預(yù)留I/O口以及Modbus接口，還可以滿足與AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)管理云平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

5.2應(yīng)用場所

適合于各類智能小區(qū)、醫(yī)院、學(xué)校、酒店，以及體育場所、機場、隧道、車站等大型公建項目的照明控制需求。

5.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

5.4系統(tǒng)功能

（1）實時檢測并顯示各個模塊的在線狀態(tài)，反饋現(xiàn)場受控回路的開關(guān)狀態(tài)，監(jiān)控界面按照樓層各分區(qū)的布局和回路列表來瀏覽。

（2）當(dāng)發(fā)生模塊離線、網(wǎng)關(guān)設(shè)備掉線或者狀態(tài)反饋和下發(fā)控制命令不一致時會發(fā)生故障報警，并將故障報警信息記錄并顯示在界面中。

（3）可以對單個照明回路實現(xiàn)開關(guān)控制；每個模塊、樓層都有相應(yīng)的模塊控制開關(guān)和樓層控制開關(guān)，也可以一個模塊或者整個樓層實現(xiàn)開關(guān)控制。

（4）開關(guān)驅(qū)動器支持過零觸發(fā)功能，負(fù)載（燈具）的分合操作僅在交流電過零時進(jìn)行；可有效減少電磁干擾以及對電網(wǎng)的沖擊，延長燈具與控制裝置的壽命。

（5）對每個照明回路可以預(yù)設(shè)掉電狀態(tài)，當(dāng)照明電源掉電時，開關(guān)驅(qū)動器會自動切換到預(yù)設(shè)的掉電狀態(tài)；確保重新上電時燈具的開關(guān)狀態(tài)是確定與可控的。

（6）拖動調(diào)光控件，照明設(shè)備從0%到100%進(jìn)行調(diào)光，可以對單個照明回路實現(xiàn)調(diào)光控制，調(diào)光總控可以對一個模塊的照明回路實現(xiàn)調(diào)光控制，也可以對多個照明回路實現(xiàn)調(diào)光控制，通過圖標(biāo)的亮滅狀態(tài)反饋現(xiàn)場開關(guān)的狀態(tài)。

（7）點擊場景控件，打開或者關(guān)閉對應(yīng)場景設(shè)置，軟件界面上顯示不同的場景模式和場景功能，通過圖標(biāo)的亮滅顯示對應(yīng)的場景狀態(tài)是打開還是關(guān)閉。

（8）設(shè)置定時時間，確認(rèn)時間點后，對該事件點執(zhí)行的動作進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置燈在設(shè)定的時間點亮或者滅。

（9）系統(tǒng)可以通過預(yù)設(shè)的當(dāng)?shù)亟?jīng)緯度信息，自動計算每天的日升日落時間；根據(jù)天文時鐘控制照明開關(guān)，實現(xiàn)日落開燈、日出關(guān)燈的功能。

（10）所有定時控制計劃均可下發(fā)保存至驅(qū)動模塊；當(dāng)上位機系統(tǒng)故障或模塊離線時，驅(qū)動模塊可以利用自帶的RTC時鐘維持定時控制計劃的正常執(zhí)行，不影響日常的照明控制效果。

（11）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是分布式總線結(jié)構(gòu)；系統(tǒng)內(nèi)各元件不依賴于其他元件而能夠獨立工作；系統(tǒng)內(nèi)各元件可以通過程序的設(shè)定實現(xiàn)功能的多樣性。

（12）預(yù)留BA或第三方集成平臺接口，采用modbus、opc等方式。

5.5設(shè)備選型

6結(jié)語

智能照明控制系統(tǒng)自誕生起就引起了人們的高度重視，并具備良好的發(fā)展前景。隨著社會的和經(jīng)濟的發(fā)展，人們的認(rèn)識將不斷提高，智能照明控制系統(tǒng)將在建筑照明中發(fā)揮強有力的作用。一個照明系統(tǒng)沒有照明控制,這個建筑就會顯得蒼白無力，照明控制是在不斷發(fā)展的，它的硬件、軟件系統(tǒng)都隨著時代的技術(shù)發(fā)展在不斷前進(jìn)。

參考文獻(xiàn):

[1].陳元麗.現(xiàn)代建筑電氣設(shè)計實用指南[M].北京：中國水利水電出版社，2000.

[2].盛嘯濤，姜延昭.樓宇自動化[M].北京：西安電子科技大學(xué)出版社，2004.

[3].安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2022年05版.

[4].李明.談智能照明控制系統(tǒng)的優(yōu)勢及其應(yīng)用[J].公用工程設(shè)計，2007.