照明自动控制范文

照明自动控制范文（精选11篇）

照明自动控制 第1篇

在经济社会和交通事业迅速发展的背景下, 我国的隧道建设技术有了长足的进步。隧道的建设规模和数量不断扩大, 同时隧道的行车安全和运营维护越来越成为交通管理部门关注的焦点。隧道照明系统对隧道安全行车和运营起到基本的保障作用, 同时也是解决隧道节能降耗的关键环节。因此, 建立一个安全、经济、节能的隧道照明系统, 对我国隧道交通的可持续发展具有重要意义[1,2]。

一个好的公路隧道照明设计, 关键取决于其控制系统设计的优劣。目前, 隧道照明控制方法有很多, 但由于成本、技术和管理的问题, 常采用的方法主要有手动控制、时序控制和自动控制方法。从稳定性、可靠性上来讲, 手动控制和时序控制具有一定的优势, 也易于实施, 但最大的问题是电能浪费过于严重。究其原因, 主要在于照明设计过程中没有很好地考虑隧道环境和车速车流量变化的影响。鉴于国家对公路交通运输系统节能的要求, 自动控制方法广泛推广开来。

现代公路隧道照明控制系统的自动化设计, 按调控连续程度可分为分级 (多级) 调控系统和连续调控系统两大类。连续调控的实现主要基于有可调的光源。因此, 在LED大范围应用于公路隧道照明之前一段时间内, 隧道照明自动化控制系统采用的多是分级控制方式。与连续调光相比较, 它主要存在以下两个问题。第一, 控制级数很有限, 一般只能实现2到3级的控制。这主要由于布线回路会随着控制级数的增加而越来越复杂, 同时由于影响隧道内亮度的参数都是按最大值考虑的, 隧道内各段亮度必定也是处于最大值状态, 从而降低照明效率, 造成电能浪费。第二, 运行过程中, 它不能保证行车的安全, 同时存在与隧道监控子系统产生矛盾等问题。因此, 鉴于LED光源可调的性能, 特别是和其他隧道照明光源比较起来, 控制简单, 容易实现自动化, 本文设计了一种公路隧道照明自动化控制方案, 使隧道内的亮度可以根据隧道外的环境、车速车流量的变化而变化, 达到连续调光的效果。这不仅能够保障隧道内的安全行车, 在能源消耗上也有很大程度的降低, 同时满足节能的要求。

2公路隧道照明自动控制方案

公路隧道照明整体自动控制系统方案如图1所示。该控制系统的主要组成包括隧道外亮度采集装置、车速车流量采集装置、数据转换装置、隧道照明用控制计算机、LED灯调光控制装置以及满足隧道照明配套的LED隧道灯具。该控制系统可以根据隧道外环境、车速变化、车流量变化对LED隧道灯的功率做出调整, 从而实现隧道内各区段亮度的实时调节。

具体控制过程为:设置在隧道内外的亮度采集装置和车速车流量采集装置将采集得到的隧道内外亮度信息、车速信息、车流量信息, 经过数据转换装置处理后, 传递给设置在隧道控制室内的照明计算机, 并根据已建好的隧道照明自动控制模型处理相关数据, 计算出隧道内各区段的亮度值, 再结合LED功率曲线计算出调光控制装置需要调节的控制量, 调整LED应该输出的功率大小, 并反馈亮度信息给照明控制计算机系统, 从而完成隧道各区段内的连续调光控制。

3公路隧道照明控制模型建立

隧道照明控制模型的建立是整个控制系统的核心, 直接影响控制的准确性和精确性。本文隧道照明控制模型主要依据《公路隧道照明通风设计规范JTJ026.1-99》 (以下简称《规范》) 的规定建立, 满足隧道内行车安全和节能的要求。原理:根据《规范》, 通过MATLAB软件, 拟合出公路隧道内理论亮度需求曲线, 建立隧道内各区段的亮度数学模型, 进而对LED隧道灯进行实时动态调节, 满足不同区段的亮度要求。要有理想或最优的控制效果, 就必须使理论亮度需求曲线具有较高的拟合度。隧道各段照明亮度及长度如图2所示, 即为要建立模型的理论需求曲线。

对于大隧道而言, 隧道照明按照《规范》设计要求可分为入口段照明、过渡一段照明、过渡二段照明、过渡三段照明、中间段照明以及出口段照明。由上文所述, 隧道各区段的亮度值是由所建立的数学模型计算, 并通过调光控制装置来调整LED功率实现的。当汽车进入隧道的时候, 人眼是有一个适应要求的。为了使调光过程让人眼感觉更自然更舒服, 这里LED隧道灯的控制采用对数调节, 每盏灯256级调光, 使隧道内的亮度变化更接近于线性调节, 避免在行车过程中由于亮度的突然改变, =造成人眼的不适, 从而减小对行车安全的影响。但是, 频繁调光存在安全隐患, 灯具使用寿命也因此降低, 能耗增大, 同时也是不必要的调光方式。这里, 通过时间触发方式解决这个问题, 即每3min采集一次数据 (包括隧道外亮度、车速车流量信息) , 然后对隧道内亮度进行一次计算。实际上, 无级调光可以称为更精细的分级调光。

本文对《规范》中涉及的数据包括隧道外亮度信息、车速信息、车流量信息进行数理统计分析, 在MATLAB中采用线性回归的方法建立隧道各段相应的数学模型。

3.1入口段照明数学模型

利用MATLAB, 针对《规范》中表4.3.1入口段亮度折减系数k数据, 进行一阶线性回归 (本文仅对双车道单向交通隧道进行建模) 。在不同行车速度条件下, 当隧道交通量Q≤700辆/h时, 入口段亮度折减系数k线性回归图如图3所示;当隧道交通量Q≥2400辆/h时, 入口段亮度折减系数k线性回归图如图4所示。

当隧道交通量Q≤700辆/h和隧道交通量Q≥2400辆/h时, 入口段亮度折减系数k是由图3和图4计算而出。但是, 当隧道交通量700辆/h<Q<2400辆/h时, 《规范》没有相应的数据来计算折减系数k。因此, 本文利用内插法折中计算隧道交通量700辆/h<Q<2400辆/h时的入口段亮度折减系数k。在不同行车速度和交通流量下, 入口段亮度折减系数k的计算如公式1所示。

查规《规范》可知, 入口段亮度由公式计算得到。这里, Lth为入口段亮度 (cd/m2) , L20 (S) 为隧道外亮度 (cd/m2) 。综合公式1, 建立入口段亮度数学模型, 如公式2所示。

3.2中间段照明数学模型

查《规范》表4.3.1可知, 中间段亮度仅与车速和车流量有关。当对表4.3.1在MATLAB中进行一阶线性回归后, 中间段亮度拟合误差较大, 而采用二阶线性回归的中间亮度拟合度非常好。在不同行车速度条件下, 当隧道交通量Q≤700辆/h和Q≥2400辆/h时, 中间段亮度二阶线性回归图分别如图5、6所示。

同入口段折减系数k计算方法一样, 当隧道交通量700辆/h<Q<2400辆/h时, 也采用内插法计算出中间段亮度。在不同行车速度和交通流量下, 建立中间段亮度数学模型如公式3所示。

3.3过渡段照明数学模型

查《规范》表4.4.1可知, 过渡段亮度计算由入口段的亮度决定, 数学模型已给出, 过渡一段Ltr1=0.3Lth, 过渡二段Ltr2=0.1Lth, 过渡三段Ltr3=0.035Lth。

3.4出口段照明数学模型

出口段的亮度可取中间段亮度的5倍, 即出口段亮度Lout=5Lin。

4照明系统主程序流程设计

本文设计了整个隧道照明控制系统的流程图, 如图7所示。首先, 初始化系统各模块, 读取隧道外亮度和车速车流量信息, 控制室内人员选择手动照明控制或自动照明控制。手动照明控制即人为根据环境变化来调整隧道内照明亮度, 从而结束自动控制程序。如果选择自动照明控制, 开始检查隧道状态, 非正常状态, 进入报警程序, 同时结束程序运行;正常状态, 则调用计算机自动调光程序, 输出调光指令完成一次调光过程;系统每间隔3min触发一次程序运行, 直到人为输入结束程序指令, 自动控制状态结束。

5照明系统的测试与分析

本文结合模拟的现场环境, 对该隧道照明控制方案进行了测试与分析:设定一天不同时间段的隧道外亮度、车速和车流量值, 采集隧道各区段的亮度数据 (仅列出部分数据样本) , 如表1所示。现根据所建隧道照明控制数学模型, 在相同条件下, 理论计算出对应的隧道各区段亮度数据, 样本如表2所示。通过对比表1和表2中的数据可以看出, 模拟现场的系统测试值与理论计算值之间的误差较小, 基本控制在2%左右。

为了比较本文设计的隧道照明控制方案与传统控制方式之间的节能效果, 构建隧道在白天晴天 (6:00~18:00) 时整体照明功率的变化图。对比方案主要有高压钠灯等亮度不调光控制方案、LED灯等亮度不调光控制方案、LED分级 (四级) 调光控制方案和LED无级调光控制方案四种, 转化为功率比如图8所示。从图中可以看出, 高压钠灯不调光控制功率能耗最高, 设定为1;如果仅将LED灯代替高压钠灯, 能耗能降低40%~50%;采用LED分级 (四级) 控制, 可使能耗将进一步降低;而采用LED无级调光控制能耗最低, 比只考虑按最大亮度设计的高压钠灯可节能80%以上, 即使与LED分级调光控制相比, 也能实现节能20%。通过上述测试分析, 本文设计的隧道照明自动控制技术能够满足《规范》的要求, 控制效果满意, 保障行车安全的同时, 最大程度实现了节能。

6结束语

隧道照明在保证公路通行安全和效率上起着重要作用, 是公路交通不可或缺的组成部分, 而照明控制系统的设计又是隧道照明实现的关键。本文结合LED优越的可控性能, 设计了一种隧道照明自动控制方案。通过测试分析, 该方案满足《规范》规定隧道照明需求, 同传统的照明控制设计方式相比, 尤其与忽略隧道环境变化仅考虑按最大亮度设计的高压钠灯照明比较, 节能显著, 在工程实践上具有一定可靠性。

参考文献

[1]中华人民共和国交通运输部.公路水路交通运输节能减排十二五规划[R].北京:交通运输部, 2011.

智能照明控制总结 第2篇

1、开关控制

开关控制针对单灯或单独照明回路进行控制，属于本地控制。开关种类不同，工作原理不同。有声控、光控、红外控制、定时控制、传统开关等，对单灯和照明回路控制起相同的作用，只是触发方式不同。智能控制开关省去了传统开关的人触发，变成传感器触发。开关控制的缺点：对单灯单回路进行控制，对照明回路多的或者对特殊的某一回路不能干预控制，只能按设定的场景进行控制。说白了就是没有集中管理控制的功能，没有特殊情况下控制的功能。

2、楼宇自控（照明控制）

楼宇自控中照明控制只是楼宇自控系统中单独的一个子系统，针对建筑物公共区域照明回路的控制。照明回路中串联由楼宇自控(BA)系统控制的触点，通过控制这些触点可以实现诸如区域控制、定时开关、中央监控等功能，对所控的照明回路能够进行集中管理控制和监测。有监控管理平台。(相对于定时开关调节时间集中调试方便，节省人力、时间）

楼宇自控（照明控制）缺点：照明控制是楼宇自控的一个子系统，应用方面有一定局限性：1，一般只针对大面积区域照明回路，控制的回路一般比较少，细了成本造价高；2，照明回路本地不设置面板开关，使用不便；3，控制功能简单，区域控制定时开关，要实现场景控制，亮度调节，软起软关复杂的功能技术难度较大；4，照明系统不独立，BA系统故障时，照明系统受影响。

3、智能照明系统

智能照明系统是专门做照明控制的系统，能够完成楼控系统对照明系统的所有控制，同时解决了楼控系统中照明系统控制的一些弊端。（智能照明有本地智能面板控制，系统故障时可依靠智能面板控制对照明系统控制，脱离主系统独立工作）。说白了就是楼控系统中分出来的一个子系统，专门做照明控制系统，弥补楼控照明系统的不足。缺点：单独子系统不符合发展趋势，趋势是所有系统整合在一个大的管理平台下，便于管理，方便使用。

智能照明相对于传统照明而言，因人的理解不同，对智能照明的认知也不同。

1、传统被动触发开关换上智能开关，（如声控、光控、红外感应、定时、无线遥控等开关）来实现对单灯或者单个照明回路进行控制。这是智能照明的一种形式。

2、一个建筑物或建筑群中把所有的照明回路进行集中管理，对任意一个照明回路进行控制。也是智能照明的一种形式。

3、智能灯光控制，场景控制，灯光的强弱、明度、色彩根据环境变化，音乐节奏、水流强度等不断变化而进行变化。也是智能照明的一种形式。

总之，各种形式对灯和照明回路的控制无非达到两个目的，一是节约能源，方便管理；二是实现某种效果。应用场所：

开关控制的用于楼道、建筑走廊、洗漱室、厕所、厂房、庭院等场所；

楼控照明和智能照明的一般用于有集中管理需求的场所；

智能建筑照明节能控制探析 第3篇

关键词：智能建筑；照明节能；控制系统

中图分类号：TU855 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）18-0074-01

当前，环境发展体系取得了突出的进步，在整体优化建设过程中，必须以固定的基准点为基础，优化设计形式。当前在政府和相关工作部门的引导下，制定了合理的建筑照明管理计划，同时也对技术应用标准有了更高的要求。以《民用建筑照明设计标准》、《城市道路照明设计标准》为主，在整体设计过程中必须明确设计体系，以节省能源为目标，不断优化建设，使其适应智能建筑系统的要求，满足照明节能控制的相关要求。

1 智能建筑照明节能控制系统分析

根据智能建筑系统的相关要求，在设计过程中必须明确照明数量和质量，以固定的设计形式为研究点，在应用过程需要明确建筑等级、并以功能要求为目标，按照具体的设计形式对其进行分析，能起到强化控制体系的目的。以下将对智能建筑照明节能控制系统原则及形式进行分析。

1.1 建筑电气照明节能控制目标

基于现有设计体系的特殊性，在发展过程中必须以固定的设计形式为研究点，按照固定的设计模式对其进行分析。无论是私人领域还是公共领域，必须以节能控制目标为基础，及时转变设计观点，使其适应系统的应用模式，保证照明系统可以更好更快的朝着环保性格局转变。

在电气照明系统设计过程中为了保证系统的正常运行，需要对设计形式进行合理的分析，使其达到电气节能的设计效果和要求。相关工作人员必须以技术体系为媒介，充分高效利用光能，使其和照明控制系统有机结合在一起。

节约性需求就是指不要因为想要实现节能而进行毫无必要的投资，在实践过程中需要对应用装置进行合理的选择，考虑到经济效益的影响，使其适应节能基本投资需求，满足建筑电气的节能发展需求。

1.2 建筑节能发展方向

在建筑节能系统应用和发展过程中需要以固定的操作形式为基准，使其满足设计要求，促进电气设计的可持续发展。在照明领域应用阶段涉及到电光源、灯具及附件等，在优化设计过程中需要不断提升照明质量，市场上可供选择的灯具比较多，包括钨丝灯、各种形状的荧光灯、及发光二极管、LED灯等，在整体控制过程中要以节能为目标，对灯具类型进行合理的选择，并结合职能建筑照明系统的应用模式对其进行优化分析。

1.3 智能建筑照明节能控制技术

控制技术是影响节能照明体系应用效果的重要因素，在整体设计阶段要以固定的设计模式为研究点，具体涉及到一般照明、局部照明和混合照明等形式，在优化分析过程中需要理解三种形式的具体要求。一般照明是常用的照明方式，是由若干灯具对称均匀排列而成，可获得较均匀的水平照度。局部照明是以满足部位需求为基准点，在整体控制阶段需要对设计形式进行合理的分析，设计单独开关，进而突出设计效果。混合照明是由局部照明和一般照明组成的照明，以固定的设计形式为目标，结合特殊应用体系进行优化设计，并改变光色，减少装置功率和节约运行费用。在不同工作状态下，定分层次、分步骤的亮灯范围，结合设计对象的性质、功能等因素，按区域划分装设计量表。

2 智能建筑照明节能系统的控制形式分析

基于种种影响因素的特殊性，在具体控制阶段需要以固定的设计形式为探究点，考虑到影响因素的特殊性，需要对设计形式进行优化分析。以下将对智能建筑照明节能系统的控制形式进行分析。

2.1 选择合理的灯具

基于照明设计系统的差异性，在设计过程中需要考虑到相关因素的影响，对灯具进行合理的选择。根据节能控制系统的应用特点，需要积极改善选择形式，要想达到节约资源的目的，需要致力于改变光源。高效的电能资源是重要途径，要从综合性设计维度入手，将多种电能源进行优化分析。实践证明，电光源的应用效率越高，则说明使用寿命越长，根据现有设计形式的要求，要选择高能耗的照明系统，在相同灯照的要求下进行安装。在优化选择阶段工作人员要掌握不同灯具的应用效果，并以固定的设计模式为中心，明确照度、显色性、色温等因素，将节能选择的模式落实到实践中，将其应用到不同的场所。

2.2 进行合理配光

基于现有设计形式的差异性，在优化分析阶段要应用合理的配光设计结构，以适应环境的灯光系统为基准点，进行优化设计。同时为了减少干扰因素的影响，需要避免出现污染的情况，通过合理配置的形式，降低照明系统的设计成本，进而实现节能控制的目的。在具体设计阶段由于不同需要以设计区域性特点为目标，结合内外部因素的特殊性，对其进行合理的分析。其次，在具体设计阶段必须将各种照明方式有机结合起来，满足功能模式的设计要求，使其适应配光的本质性要求。在控制过程中，要使其和主体应用形式相适应，按照设计需求的相关配置形式，满足局部的控制形式，达到整体节能控制的效果。如果在设计阶段无法满足具体设计要求，相关工作人员必须对其引起重视，满足作业发展的本质性要求，进而达到理想的设计效果。在设计阶段要按照不同场所、不同季节及相关控制因素的要求，对设计模式进行优化分析，为了兼顾到整体性发展性能，要根据不同的时间段对其进行调整，既满足照明发展需求，同时也实现了节能控制的要求。

2.3 优化控制手段

基于现有发展模式的要求，在设计阶段需要采用具体光照设计的形式，利用天然光、太阳光的设计形式，对应用模式进行优化分析，使其满足系统设计要求。天然光本身具有照明的作用，在设计过程中要以固定的系统为研究点，明确控制系统的应用模式。在系统优化设计阶段需要利用导光技术，以固定的设计形式为主，考虑到影响因素的干预性。在具体设计阶段必须以固定的设计趋势为研究点，利用多个控制模块对其进行优化分析，最大限度地节约成本和能源。

3 结 语

基于现有控制系统的应用差异性，在设计过程中必须以固定的设计模式为研究点，考虑到影响因素的干预性，使其适应照明控制系统的设计模式。基于智能控制系统的应用效果，在整体设计阶段要求工作人员优化设计体系，立足于当前设计系统，使其适应节能控制体系的具体要求，满足节能控制系统的具体发展要求。在优化设计系统设计阶段必须考虑到整体干预因素的效果，将传统设计形式和具体设计形式结合在一起，满足具体设计要求，进而实现整体控制。照明设计系统和整体干预形式存在一定的联系，在设计阶段必须考虑到建筑系统的整体耗能，并以固定的设计形式为目标，扩大应用机制，并使其具备一定的发展前景。合理设计电气照明方案，降低能耗，一定可以推动建筑电气照明节能技术更加快速的发展。

参考文献：

[1] 邵民杰，涂强，闵加.智能照明节能控制及管理技术在机场工程中的应用[J].低压电器，2011，（12）.

[2] 张俊，程大章.西门子KNX/EIB智能控制系统在建筑节能改造中的应用[J].低压电器，2011，（12）.

[3] 邵民杰，涂强，闵加.智能照明节能控制及管理技术在机场工程中的应用[A].中国照明论坛——绿色照明与照明节能科技研讨会专题报告文集[C].2012.

[4] 张欣苗.天津地区办公建筑窗墙比和自然采光对建筑能耗影响的研究[D].天津：天津大学，2013.

道路照明的控制 第4篇

1) 定时控制:人工控制;定时钟控制;微型计算机控制 (路灯控制仪) ;2) 光电控制:光电控制器控制;3) 光电控制与定时控制的结合:光电控制器+定时针, 即微机光控路灯控制仪。

道路照明设备控制的运行方式有: (1) 并联控制 (又称控制线控制) ; (2) 串联控制 (又称串顶或末端顶控制) ; (3) 单电源控制; (4) 无线控制。

上述4种控制的运行方式中都可以选用人工控制、定时钟控制、光电控制器控制及微型计算机控制中的任何一种控制器件或组合使用。

选用控制器件应满足: (1) 抗电磁干扰能力强:如电源电压有较大幅度的波动或外界有电磁干扰时, 能正常运行; (2) 能适应运行环境的温差范围大; (3) 合理的控制道路照明的全年总燃点小时数, 达到合理控制年耗电量; (4) 尽量避免在运行中进行调试, 并尽可能使安装与操作简便。

在选用控制的运行方式时, 应尽可能达到: (1) 控制范围大, 能通过控制线路执行控制器件的多个指令; (2) 除控制器件本身发生故障外, 在局部控制线路发生故障时, 应尽量缩小故障范围; (3) 控制系统的运行方式, 尽量不受电源电压波动的影响; (4) 投资合理, 运行维护量小。

2 控制用器件

2.1 SDK-2型石英电力定时控制器 (简称定时钟)

SDK-2型定时钟适用于常年不变启闭时刻的路灯控制, 如半夜灯的启闭。其技术数据:

1) 控制电流:0.5A或5A;

2) 工作电源:DC1.5V (5A的还需用AC220V) ;

3) 极限工作温度:一10℃～+50℃;

4) 最小控制时段:1.5h。

2.2 光电控制器

光电检测元件 (硅光电池) 将光强弱的变化转变为电信号的变化。如夜幕降临时, 天慢慢的黑下来, 光电检测元件所检测到数毫伏的电信号, 经放大器和比较器输出开灯信号, 并经抗干扰延时, 再作用到输出继电器, 点燃路灯。

次日拂晓, 光电信号逐渐增强, 当达到大于关灯给定值时, 比较器就输出关灯信号, 经抗干扰延时, 作用到输出继电器, 熄灭路灯。

光电控制器的技术数据:

1) 可调光控范围:0.4～2LX;

2) 控制容量:AC220V, 3A;

3) 开关灯延时:约30s, 开关灯给定切换延时大于15min;

4) 工作电源:AC220V, 50Hz;

5) 工作环境温度:15℃～+45℃。

3 开关设备

3.1 HRD型路灯刀闸

HRD是单刀路灯刀闸, 它是刀闸与熔断器的结合体HRD。既可装在道路照明的电源控制箱内, 也可装在线路上作分支保险使用。为保证HRD。路灯刀闸在室外使用的寿命, 各部螺丝、螺母均应用铜材或不锈钢材料制成。

安装时, 电源接在刀闸侧, 负荷接在熔断器的出口侧。更换熔丝时, 应遵守低压带电操作法, 但仍需断开刀闸。

3.2 开关

城市道路照明或厂区道路、码头、港口的照明一般均是低压供电, 即电源侧全天有电, 道路照明电源的启或闭, 一般由自动空气开关、交流接触器、真空接触器中的任选一种电器执行。高压供电一般采用断路器。道路照明用电光源, 正逐步由白炽灯向荧光高压汞灯和高压钠灯过渡, 灯泡功率向大瓦数发展, 但汞灯、钠灯的功率因数偏低, 工作电流偏大, 所以要求开关有足够的额定电流。

4 控制电路

在设计控制电路、控制运行方式及选择控制器件等一系列问题时, 必须从本地区的实际情况出发, 并征询供电部门的意见。道路照明控制电路的选择, 必须与其供电方式、控制运行方式相结合。如北京、天津采用高压供电方式, 则选用计算机路灯控制仪控制电源的启, 闭为宜。低压供电方式的控制器件的选用, 如一个控制点能控制千盏灯左右的, 宜用计算机光控路灯控制仪;如一个控制点仅能控制几十盏灯左右 (即一个控制器件控制一个电源点) , 宜用分式型路灯控制仪。选择控制器件时应考虑接线方便, 尽量防止误动作及在控制器件失灵下便于改换成人工控制。

5 供电和控制的运行方式

道路照明与美化城市和保证市民安全密切相关, 因此为道路照明提供不问断电源, 选择可靠的供电方式和控制方式十分重要。

5.1 供电方式

我国的道路照明供电方式, 一般有以下3种:

1) 高压供电

由变电所送出10kV线路专供道路照明用电源, 如北京、天津、福州等城市。其主要优点是:不受限电影响, 供电可靠性好。白天线路无电, 可减少变压器空载损失。道路照明负荷较稳定, 故电压波动幅度小。在变压器的二次出线没有电度表箱等附属设施时, 大片灭灯的机率少。

高压供电的缺点:三相供电负荷不能平衡, 占用主变压器的容量大。道路照明供电的10kV电缆线路是单相供电, 由于电容电流影响, 10kV母线电压很难平衡。高压供电的低压照明线路在与民用低压线路同杆同担架设时易发生混线, 并通过混线点将民用低压电源经低压照明线路、照明专用变压器, 送至10kV路灯高压线上, 造成大面积着灯。新建工程一次性投资多。

2) 低压供电

由民用10kV线路带的公用变压器或照明专用变压器作为道路照明用电源。这一供电方式是目前道路照明普遍采用的主要供电方式, 其优点是:不用架设专用10kV线路, 因此工程小, 投资省。其主要缺点是: (1) 在不设专用变压器并采用串联控制时, 往往照明低压线路过长, 线路末端电压过于偏低; (2) 附属设施多和受限电的影响, 大片灭灯次数较多; (3) 电压波动范围较大; (4) 在专设变压器时, 空载损失过大。

3) 双电源供电

在重要道路上的照明用电, 为增加道路照明的可靠性, 可采用两个变电所的路灯高压、两个变电所的路灯低压, 或一部分路灯高压另一部分低压供电的方式来解决道路照明用用源。

5.2 控制方式

控制方式在一般情况下是与供电方式互相联系的, 如绝大多数高压供屯山戒独立的供电网络, 即由一个电源点通过若干台照明专用变压器带几千盏灯, 可看成单电源控制。在采用低压供电方式时, 各供电点开关的闭合或断开需要用并联、串联等方法控制, 如在供电系统内安装音频控制系统, 则可借用这套系统作道路照明的控制。

1) 并联控制 (控制线控制)

道路照明采用低压供电时, 绝大多数是应用控制线控制。并联控制的优点:任何一个供电电源及其系统发生故障时, 只限该供电区段的道路照明熄灭, 不会发生连锁反应。电源点可呈放射式供电, 供电范围大。控制线的负荷小, 电压降很少, 在正常运行时, 各供电电源点的开关吸合状态好。如一座城市由一个控制点集中控制时, 启闭道路照明的同时性好。并联控制的缺点, 是需要架设专用控制线, 投资多, 工程量稍大。控制线断线事故的处理:在控制线发生断线事故时, 为迅速恢复道路照明的正常运行, ;保证交通安全, 方便人民生活, 接线作临时处理, 定时钟装置在电表箱内。定时钟启闭时刻的整定, 可根据当地的时刻表执行。

在有条件时, 可将控制线沿城市周围架设成环状运行。半夜灯也可以架设专用控制线, 以减少对定时钟的维护工作量。

2) 串联控制 (串顶控制)

在使用并联控制有困难时, 可采用串联控制。串联控制的优点:与并联控制比较, 省去一条控制线, 投资少, 工程量小。串联控制的缺点:任何一台变压器或其附属设施发生故障而造成大片灭灯时, 在其后面的路灯均失去控制电源, 故灭灯范围大。变压器只能从左向右供电, 供电范围比并联控制减少50%。在架空线路的导线截面受到限制时, 末端电压偏低, 由此引起电源开关因电压低而吸合不好, 以致烧坏操作线圈与开关主触点。解决措施:将交流控制交流操作改为交流控制直流操作或在开关操作线圈前加一个中间继电器用本地相线来操作线圈。

串联控制的运行监视方法:为了监视在本串联系统内道路照明是否处于正常运行状态, 即将环状运行的道路最后一个电源的相线引入控制中心。监视灯亮说明控制系统内所有开关均已闭合, 否则是控制系统内发生故障。

参考文献

[1]孙风荣.浅谈城市照明的规划设计与管理[J].山西财经大学学报, 2008 (S2) .

[2]王怡文.品质提升阶段城市夜景照明规划与建设研究[D].北京工业大学, 2011.

照明自动控制 第5篇

智能控制管理系统建设方案

山东贝宁电子科技开发有限公司

2017年10月

目 录

第1章 建设背景............................................3

1.1 城市照明存在的问题.................................3 1.2 发展智慧照明的必要性...............................4 第2章 建设意义和建设目标..................................5

2.1 建设意义...........................................5 2.2 建设目标...........................................6 第3章 建设内容............................................6 第4章平台建设方案........................................7

4.1 照明智能控制管理系统...............................7 4.2 路灯集中控制器....................................10 4.2.1 遥控功能....................................11 4.2.2 遥测功能....................................12 4.2.3 遥信功能....................................12 4.2.4 遥调功能....................................12 4.2.5 查询统计分析功能............................12 4.2.6 卫星自动校时功能(GPS).......................12 4.2.7 报警管理功能................................13 4.2.8 系统安全管理................................13 4.3 单灯节能管理系统..................................13 4.3.1 节能规划方案................................14 4.3.2 单灯控制节能................................15 4.3.3 单灯管理节能................................15

4.4 多路电流检测系统..................................18 4.5 路灯线缆监测报警系统..............................18 4.5.1 自动报警....................................19 4.5.2 抗干扰......................................20 4.6 软件平台..........................................20 4.6.1 城市照明智能控制管理系统软件（pc端）........20 4.6.2 城市照明智能控制管理系统软件（手机端）......21 4.7 节能分析及社会效益................................22

第1章 建设背景

1.1 城市照明存在的问题

随着照明设施数量越来越多，如何有效地管理好城市照明设施是城市管理部门目前的最大课题。此外，大量的维护工作和维护成本及不宜及时发现的安全隐患，也给城市管理带来巨大的困难。在当前形势下，采用以往的过于粗放、被动、无监督和评价机制的传统管理模式已不能满足现代化城市照明管理的需要，创建一种全新的管理模式来推动城市的照明管理和亮化管理已成为迫在眉睫的首要工作。

一、监控管理方式落后且维护成本高

目前城市照明管理还是采用比较传统的时钟控制方式，特别是重大节日或阴雨天不能根据需要进行亮灯情况调整，不能对单灯进行控制，不能根据实际情况（例如：天气突变、重大事件、重要节日灯）及时校时和修改开关灯事件，无法实现按需照明；路灯运行情况无法实时、准确监控，出现灯具故障或路灯控制器损坏造成白天亮灯情况，无法及时反馈到监控中心；另外，缺乏路灯故障处理情况跟踪、分析机制，影响照明生产管理考核，从而影响到领导的管理决策判断；路灯的数量非常多，并且分布非常广，而现有的照明设施故障发现机制主要采用人工巡查模式，工作量巨大，需要投入大量的人力物力，并且还可能留有盲区。

二、能源消耗大

随着城市的迅速发展，城市城区道路照明和亮体工程建设得到了迅速发展，路灯和景观灯数量日益增加。城市照明用电的电能消耗越发成为政府财政支出的沉重负担，不符合国家节能减排，低碳环保政策；目前无法实现按需照明，造成了30%-40%的电能浪费，同时造成了光污染，并且极大缩短了灯具的寿命。

三、照明设施损坏所带来的大面积停电等问题

照明设备和照明线缆被损坏的现象屡有发生，给当地政府带来巨大的经济损失。线缆损坏后，造成路灯大面积停电，交通事故和偷抢案件发生几率上升，严重影响了社会治安。同时，裸露的带电电缆会出现安全隐患。目前城市照明控制方式不具备设施防盗检测，无法及时发现并准确定位电缆盗割、灯头被盗位置。

四、存在严重安全隐患

城市照明灯杆漏电、裸露电缆漏电等现象，容易造成人员触电，无法及时发现并断电，造成人员伤亡。尤其是在雨季，触电几率大大增加，更加危险。目前，国内已有多个城市因此造成了多起人员伤亡事件，已引起相关部门的高度重视，但至今仍无切实有效的解决办法。

1.2 发展智慧照明的必要性

随着国民经济的不断发展和城市规模的不断扩大，城市公共照明设施数量急速增加，用电量节节攀升，对城市公共照明的管理提出了更高要求，城市照明智能控制和节能管理已成为城市照明主管部门面临的重要任务之一。

发展智慧照明是建设数字化城市、智慧城市不可或缺的一部分，2016年8月，《“十三五”城市绿色照明规划纲要》顺利验收，该纲要全面总结了“十二五”期间全国城市照明的发展情况，紧紧围绕“创新、协调、绿色、开放、共享”的理念，以提升城市照明品质和实现照明节能为核心，发挥智慧照明在智慧城市建设中的引领作用，对“十三五”全面推进我国城市绿色照明工作具有重要指导意义。

在日照市政府的领导下，日照市的城区照明建设取得了长足的发展，形成了有点有线、互相贯穿、风格各异的灯光景观，为提升城市形象，保障群众夜间生活做出了巨大贡献。为进一步推动日照市城市照明的发展，我公司特制定以下照明智能管理建设方案。

第2章 建设意义和建设目标

2.1 建设意义

建设城市照明智能控制管理系统具有以下重要意义：

1、提升科学管理能力

本系统能对城市照明实现精细化管理，将繁琐复杂的工作通过系统实现简单化。提供专家分析进行提前预测，做到真正的事前预知，能有效消除安全隐患，做到防患于未然。能根据不同的故障等级，启动不同的处置流程，进行协同办公，提高处置效率。

2、节约电能支出

在满足国家标准的前提下，通过智能开关灯、降功率等管理方式，为不同的应用场合提供不同的照明需求，减少过度照明，从而节约了大量的电能，真正实现节能减排。在响应国家的低碳经济的号召的同时，又能实现良好的节能效果。

3、降低运维成本

将“人工巡检”改为“值班等待报警”的维护方式，精准巡视，有效解决了巡检人员的问题，将被动巡检改为定点维护，有效减少车辆损耗，提高了维护人员及车辆的使用效率，极大降低了维护成本。

4、减少经济损失，降低安全隐患

当有灯杆漏电人员伤亡、线路破损、电缆盗割等现象发生时，值班工作人员会在第一时间接到短信报警通知，方便工作人员及时处理，也避免了裸露电线对行人造成的安全隐患。

5、提高城市形象

城市照明系统既是一种公益性事业，也是城市形象工程，城市照明智能控制管理系统的建成，将使灯光管理水平与现代化的大都市相适应，提高亮灯率，减少各种故障，合理照明，美化照明，安全照明，营造出智慧城市和数字城市的照明效果，树立和提升城市的品牌。

2.2 建设目标

本方案将有助于日照市城市管理局实现以下目标：

以按需照明为理念，通过单灯调节管理功能实现城市照明智能管理目的，节约运行成本。提高路灯管理水平和效率。

以精细管理为导向，通过照明设施资源管理系统，动态管理照明设施信息。以主动发现为目的，通过照明移动监控系统，实现随时随地监控路灯运行情况，突发事件紧急调控。

第3章 建设内容

一、照明智能控制系统建设

第一部分：监控中心建设

监控中心系统用若干计算机建立一个计算机局域网络，通过GPRS/3G/宽带网络，实现远端现场数据、处理和控制，并通过电脑端，将现场情况、数据报表、地理信息数据进行反应和显示，以供管理部门进行管理和决策。系统提供远程服务功能，同时中心还配备GPS校时、不间断电源等，保障中心系统稳定可靠地运行。系统还可以将分布在全市各角落的照明信息通过通讯网络采集到智能路灯管理系统，并在智能路灯管理系统进行信息的集成。

采集的信息内容包括：功率、电流、电压、开关箱信息、电能表度数、亮灯率统计数据等。在本系统中，也可对监控点进行分组分层，便于管理。

监控中心系统项目建成后可将城市照明的智能管理、数据采集、数据处理集一体，并通过群控或组控实现对不同监控的控制功能。

第二部分：路灯集中控制管理器建设

在路灯箱变中，安装“路灯集中控制器”终端，实现线路开关控制功能、监控和防盗功能，进行远程本地设防、撤防；实现报警功能；并通过电力载波 “单灯控制器”进行通讯。

通过Internet以及GPRS/3G网络，智能路灯管理系统可以跟每台“路灯集中控制管理终端”通讯，实现如下基本功能：

1、按需控制每个控制点开关灯

2、接受各种报警信息

3、采集控制点的电流电压

4、采集每盏灯的运行状态（安装单灯控制器可实现）

5、控制每盏灯的状态（安装单灯控制器可实现）第三部分：单灯控制器建设

对每杆路灯加装单灯控制器。实现开关控制、亮度调节、信息采集。

第4章平台建设方案

4.1 照明智能控制管理系统

城市照明智能控制管理系统由监控中心、路灯集中控制器、单灯控制器及路灯电缆监测报警器组成。路灯集中控制器安装在配电柜内，通过GPRS无线网络与监控中心进行通信，监控终端安装在照明终端。集中控制器接受、执行、转发监控中心的命令，并通过监控终端对每盏灯进行开关控制和亮度调节，实现灵活的远程控制。同时，路灯集中控制器可通过内置输出端口对各路灯回路的监控，并通过监控终端监控每盏灯的实时状态，还可以通过模拟量、数字量输入端口，将现场的光照、用电量等信息反馈至监控中心，以实现对城市路灯系统的科学管理。

系统工作原理图

城市智慧照明监控中心

城市智慧照明示意图

城市照明智能控制管理系统—电脑客户端登录界面

城市智慧照明监控软件系统截图

4.2 路灯集中控制器

路灯集中控制器通过电力线载波通信方式实现对所属控制节点的管理和控制，并通过GPRS无线通信方式，实现与监控中心的通信。

路灯集中控制器内置相关软件程序，在电力线上形成智能控制网络，实现对所属回路和路灯的管理和控制。

路灯集中控制器可实现以下功能：

4.2.1 遥控功能

系统提供了多种控制手段，其中既有时控、光控、手控等独立控制方式，又有相互结合、特殊控制等复杂控制方式。

 时控

根据当地的经纬度坐标计算计算出全年的日出日落时间，经过调整得出全年开关灯时间表下发到智能监控终端，实现自动开关灯控制。

 光控

根据光照度实现按需开关灯控制。 手动控制

在特殊条件下，可通过系统手动控制功能实现任意回路的开关灯控制。 预案控制

为了满足某些特殊时期（节假日、国家重大活动）对亮灯时间的特殊要求，系统提供预案管理功能，可以为特殊时期专门设置一套开关灯时间，并且不会影响其他时间路

灯的开关控制。

4.2.2 遥测功能

系统通过遥测功能来获取路灯设施的运行参数信息。主要参数包括：三相电压、三相电流、功率因数、有功功率、无功功率、支路电流等。

监控中心有周期自动巡测机制，系统按设定的时间周期自动进行巡测，同时系统也允许监控人员随时进行手动巡测。

4.2.3 遥信功能

系统通过遥信功能可以直接获取路灯设施的运行状态，一旦发现某个状态发生异常，会在第一时间将异常信息发送给监控中心。

4.2.4 遥调功能

系统通过遥调功能可以实现对远程监控终端的管理，可以调整监控终端的工作状态和工作参数，以便对路灯设施进行更好的监控和管理。

4.2.5 查询统计分析功能

系统数据分为两种：运行参数数据、统计分析数据，这两种数据的展示方式有所区别，其中运行参数数据一般用数据报表的方式展示，而统计分析数据则可使用报表、图形（曲线图、柱状图、饼图）等方式展示。

4.2.6 卫星自动校时功能(GPS)通过安装在监控中心的GPS设备采集卫星基准时间与服务器时间校对，保证监控中心所有服务器时钟的准确性和一致性。监控中心定时给智能监控终端发送校时指令，从

而确保监控中心和智能监控终端时间的准确性和一致性。

4.2.7 报警管理功能

系统报警数据有两种来源：遥测数据、遥信数据，通过分析遥测、遥信数据，可以检测设备运行状态异常并产生报警记录，产生的报警记录会永久保存，以供查询、统计、分析；同时，报警信息会通过多种方式（短信、声音、信息提示窗口）告知用户。

4.2.8 系统安全管理

为了规范系统操作，增强系统的安全性，系统采用了严格的安全管理措施。系统定义了多种用户角色，每种角色都有自己独立的操作权限和用户界面，用户登录系统后只能完成权限允许的各种操作。

用户登录系统后的所有操作都要记录日志，并永久保存，以便在发生异常操作时追溯问题，明确责任。

为了保证业务数据的完整性和安全性，在保存和传输业务数据时要对数据加密。

4.3 单灯节能管理系统

单灯控制器通过电力载波通信技术与智能监控终端进行通讯，实现对每一盏灯的监测和控制，无需布线，安装方便，同时实现：

1、数据采集：电压、电流、功率、用电量。

2、单灯控制：单灯定时开关，亮度调节。

3、时段控制：可按需进行时段控制。

单灯控制器图 4.3.1 节能规划方案

 改造后亮灯效果对比

全亮效果 80%隔一亮一效果

单灯控制器安装在灯杆下端全

亮度效果

隔

亮主灭辅效果

4.3.2 单灯控制节能

系统以智能照明控制管理为基础，提供开关灯时间的精确控制方案，协助用户制定分时、分区、分季节、分路段的开关灯计划，以单灯控制器为终端管理手段，提供单灯节能控制方案，实现30%以上的节能，并且能有效的减少亮灯时间，延长灯具寿命。

 单灯控制方案

借助于单灯控制器，系统可以对每盏灯进行监控，系统可以根据人流、车流、天气等环境条件设定合理的开关灯方案，在保证照明的前提下进行单灯节能控制。

 手动单灯控制

手动控制可以实现对单个或一条道路上的多个路灯进行灵活、简便的控制。

4.3.3 单灯管理节能

通过照明单灯节能管理系统的应用，使城市照明设施的管理具体到每一盏灯，城市照明的管理者足不出户即可对每一盏灯的工作状态、电流、电压、故障等信息实时“在线巡测”，改变了以前路灯养护主要依靠人工巡检，热线报修的发现故障的方式，大量节省办公、车辆、人员等费用和能耗，降低整体运维成本，达到节能降耗的目的。

 单灯报警

通过单灯控制器，系统可以获取每个灯具的电压、电流、功率因数等运行参数，再结合系统设置的报警判断限值可以确定灯具是否存在异常，并可进一步确定异常的具体类型。常见报警类型有：灯具损坏、灯具闪灯、电容失效等。

 单灯故障报表

对每天晚上单灯运行的情况进行分析、汇总，生成单灯故障报告，反馈给维护部门进行故障处理，系统可以按日、月、年或者即时需要查询、统计、打印。

流程示意图

单灯控制及运行状态查询界面截图

灯具故障统计信息截图

电量查询截图

4.4 多路电流检测系统

LBMCA-12型多路电流监测器集数据采集、传输功能于一体,多路采集，实时显示，数据采集和传输一体化设计，采用485通讯；可采集12路电流；支持远程参数查看、设置。

多路电流监测器

多路电流监测器配合集中控制管理器使用，可以监测每个回路的电流。在软件系统中设置阈值，超出阈值范围报警。工作人员可以通过多路电流监测器采集到某个周期内的电流电压数据进行分析，及时发现线路问题与安全隐患。

4.5 路灯线缆监测报警系统

照明电缆监测报警系统可实现对城市照明电缆实时远程监测，并能在第一时间发现电缆断线情况并通知监控中心。系统主要由三个部分组成:监控软件部署在监控中心服务器上，电缆集中监控器安装于路灯箱内，电缆监控终端单元安装于线缆末端。通过GPRS通讯和电力载波两级网络完成路灯控制箱到路灯末端电缆全天候24小时检测。如有电缆盗割现象发生，系统会在第一时间报警告知监控中心值班人员，并支持短信通知报警。系统具有投入资金少、维修方便、快捷、维修成本低、误报率低、报警地址准确等优点。

线路检测报警器 单灯控制器

路灯电缆监测报警系统可实现城市照明电缆实时远程监控，当装有电缆监控终端的线路被切断时会自动报警；监控中心因特殊原因无人值守时，系统可以通过预置若干个手机号码，以短消息方式把故障报警的时间、地点、报警类型等相关信息发送至各相关人员的手机上；由于电缆监控终端安装环境干扰性比较大，终端的软硬件设计中采用了多种抗干扰措施有效确保了系统的正常运行。

路灯电缆监测流程示意图

4.5.1 自动报警

当装有电缆监控终端线路被切断时会自动报警。

监控中心因特殊原因无人值守时，系统可以通过预置若干个手机号码，以短消息方

式把故障报警的时间、地点、内容等相关信息发送至各相关人员的手机上。

4.5.2 抗干扰

由于电缆监控终端安装环境干扰性比较大，终端的软硬件设计中采用了多种抗干扰措施，有效确保了系统的正常运行。

4.6 软件平台

4.6.1 城市照明智能控制管理系统软件（pc端）

城市照明智能控制管理系统软件综合运用了物联网、云计算、空间地理信息、大数据等技术，可以通过电脑客户端登录，对已授权的路灯等设施进行管理、操作、维护。

pc端系统软件截图

pc端系统软件截图

4.6.2 城市照明智能控制管理系统软件（手机端）

城市照明智能控制管理系统软件（手机端）是基于手机操作系统集单灯控制、设备运行监控、线路检测、故障报警、人员定位等功能为一体的路灯移动管理平台。系统的使用不受时间、地点、空间限制，有效解决路灯管理人员不在监控中心的情况下实现应急调控、设备检修人员能够在现场检测故障路灯的修复情况等问题，有助于突发事件现场快速处置，实现“零距离”应急处理和指挥。系统的应用将会使城市照明管理工作变得更方便快捷，巡检服务队伍的工作效率得到显著提高。

手机端系统软件截图

4.7 节能分析及社会效益

经济效益：

社会效益：

实施节能规划符合国家倡导的“节能减排，低碳生活”的发展思想，节约不可再生资源、减少CO₂的排放，同时有助于树立“重视能源利用，倡导科技环保”的全新城市形象，对强化广大市民的节电意识将会起到积极的示范效应。

智能照明控制大空间 第6篇

(1) 超级安全。厂房面积约为20 000 m2, 内部空间高度为20 m, 钢结构。行车往来较多, 如果照明不理想, 会产生阴影或其他偏差, 对安全生产也会造成非常大的隐患。飞利浦GreenPerform高顶棚灯具将需要的光线合理地投射到台面和地面上, 在距地面8 m高的侧柱上设置了辅助灯具, 解决光线阴影和死角问题。可保持优良的状态, 工作时间达5万小时, 当其光衰逐渐达到30%以上时, Philips Dynalite智能互联照明系统就会提醒控制人员要考虑更换。

(2) 节能同步高效。将400 W的传统金卤灯方案提升为140 W的LED照明方案, 灯具数量从492套减少到425套, 实现节能60%以上。它的光输出率为98%~99%, 远高于传统灯具60%~80%的平均数据;抛弃了大罩子的飞利浦Green Perform高顶棚灯具不易积灰, 还能有效的对流散热。

显色性85以上, 照度稳定无频闪的光线还会通过智能互联系统, 使得员工不易产生疲劳和烦躁感, 能够减少失误和有效提升工作效率;而智能互联系统“零出错”的管控机制, 更会帮助信息化生产管理顺利加速, 整体效率无疑再次全面提升。

(3) 节能效果显著。在不同的光照地区及不同的工况环境中, LED照明方案在节能60%的基础上, 为用户再节省平均10%~30%的能耗, 实现了一套方案双重节能的目的。

对照明进行调光控制 第7篇

调光方法可分为两种: 降低灯具电压 ( 即电压调制) , 如图1 所示; 减少为灯具传送满电压的时间 ( 即相位控制) 。所使用的调光方法必须与灯具的类型相匹配。本文主要对相位控制方法进行描述。

对白炽灯进行调光时, 几乎可以使用所有的调光技术。尽管白炽灯的使用量仍然很多, 并且在进行整体照明设计时也会用到, 但白炽灯的能源效率很低, 耗能非常严重。对白炽灯进行调光控制可以减少白炽灯的能源消耗, 提高灯泡的使用寿命。因为白炽灯使用的是电阻丝, 所以可以对其使用电子调光器进行调光控制。很多电气工程师误以为使用无功方式启动的灯具 ( 如荧光灯、HID和LED) 都可以使用与白炽灯相同的调光器, 但这个想法是不完全正确的。

对使用线圈和铁芯变压器的低压照明系统、使用镇流器的荧光灯和HID照明系统以及使用驱动程序 ( 电子变压器) 的LED进行调光控制时应特别注意, 专用于白炽灯的调光器不能对低压照明系统、荧光灯以及HID照明系统进行调光。

对白炽灯进行低压调光时必须考虑灯具所使用的变压器, 用于低压照明系统的变压器有两种:磁性变压器 ( 传统的, 导线缠绕叠层钢芯) 及电子变压器 ( 固态) 。

调光器必须根据低压照明系统中变压器的类型进行选择。专为磁变压器设计的调光器可以在直流电压导致温度过高时保护变压器不被损坏, 而且需要消除来自线路侧的所有可能出现的电压峰值和浪涌, 不能将它们传递给变压器。使用电子变压器的照明系统必须使用专门针对该类型变压器设计的调光器。针对电子变压器的电子低压调光器的一个优势是它们可以在整个调光范围内静音运行。然而, 电子变压器具有输出值限制, 通常是低于150W。另外, 低压磁变压器通过设计可以处理功率高达1 × 104W的负载。

为了实现低压磁变压器或电子变压器调光的目的, 需要两种不同类型的调光器控制技术。可控硅型或晶闸管型调光器 ( 图2) 可用于电阻型和电感型负载, 如白炽灯、霓虹灯、冷阴极灯和低电压 ( 电感/磁性) 灯源。用于控制这些类型负载的调光器通常被称为前沿 ( LE) 或前向相位控制 ( FPC) 调光器。用于控制电子变压器的调光器的特性与之有所不同, 通常被称为后沿 ( TE) 或反相控制 ( RPC) 调光器。根据负载类型选择适用的变压器是非常重要的, 两种不同的调光波形是由于不同负载类型的驱动要求形成的。

当使用交流电压时, 白炽灯具有电阻特性, 其电压和电流的波形几乎相同, 也就是所谓的“同相”。绕线型变压器属于感性负载, 在交流电路中, 电流往往要滞后于电压。另一方面, 电子变压器的交流输入端通常是电容性的, 通过调光器可以发现这样会产生一个超前功率因数。如果负载选用了不合适的调光器, 这些超前/滞后电流在调光开启或关闭时的波形会产生变化。

前沿调光器一旦被触发, 依赖于流过器件电流的三端双向可控硅或晶闸管可保持其畅通, 若电流低于该器件的阈值水平 ( 即交流波形的过零点) , 则该调光器将停止导通。但是, 感性负载的电流滞后于电压, 所以通过可控硅的电流在脉冲结束前可能不会达到双向可控硅的阈值水平, 这将使调光性能很差。为了避免这个问题, 用于绕线型变压器负载的调光器使用一种称为 “硬触发”的触发技术, 这样可以确保触发脉冲维持足够长的时间以使电流达到器件的阈值水平。磁线绕制的低压负载只能使用前沿波形调光装置进行调光 ( 图3) 。

电子低压负载通常是电容输入 ( 即电压滞后于电流) , 并且要求后沿波形调光。TE或RPC调光器使用晶体管 ( 如FET或IGBT等) 作为前沿调光器中的电力设备, 而不是典型的可控硅或SCR装置。晶体管允许电路中断或通过AC波形中任何位置的电流, 可控硅或者SCR的导通只能在预订点被控制, 晶闸管器件的 “关闭” 只能在负载电流通过AC波形的过零点时进行控制。TE调光器在过零点处开始为负载提供线电压, 然后电源装置在半周期处进行部分切断, 形成一个TE波形 ( 图4) 。需注意, 如上所述, 白炽灯负载也可以通过调光波形进行驱动。

应急照明控制设计浅谈 第8篇

1 应急照明配电电源方案

作为末端应急照明配电箱有以下几种方案实现应急照明;一路市电+分散式自带电源应急灯;两路市电 (或“一路市电+柴油机”) +分散式自带电源应急灯;一路市电+集中供电式应急灯;两路市电 (或“一路市电+柴油机”) +集中供电式应急灯。

2 分散式自带电源应急灯接线及控制

2.1 分散式自带电源应急灯接在一般正常照明线路上, 分持续运行和非持续运行方式。从接线来分析有二线式和三线式:

二线式灯具 (单光源) ——电源正常时不点亮, 停电时点亮 (见图1a) ;三线式灯具 (单光源) ——电源正常时点亮 (不可控) , 停电时亦点亮 (见图1b) ;三线式灯具 (单光源) ——电源正常时点亮 (可控) , 停电时亦点亮 (见图1c) ;三线式灯具 (双光源) ——电源正常时正常光源点亮 (可控) , 停电时应急光源亮 (见图1d) ;三线式灯具 (双光源) ——电源正常时双光源同时点亮 (可控) , 停电时应急光源点亮 (见图1e) 。

2.2 分散式自带电源应急灯优缺点。

这种方式供电可靠性高, 转换迅速, 增减方便, 接线简单易施工, 线路故障无影响, 电池损坏影响面小。缺点是投资大, 持续照明时间受容量大小的限制, 运行管理及维护要求适用于应急灯数量不多、装设分散的建筑。

3 集中供电式应急灯接线及控制

3.1 UPS、UBS、EPS三种电源的特点

3.1.1 不间断电源装置 (UPS) 可做为集中供电式应急电源的一种, 其各项性能指标优异, 但价格高, 一般不推荐做应急照明。

3.1.2 UBS输出电压正常时AC220V, 停电时DC220V (无逆变器) :转换效率高, 能量可达100%提供给负载;仅适用于应急照明电阻电容性负载。

3.1.3 EPS输出电压正常时AC220V, 停电时AC220V (有逆变器) :转换效率较低, 能量可达80%左右提供给负载;不仅适用于应急照明电阻电容性负载, 而且适用于电感性负载。

3.2 集中供电式应急电源系统的接地及控制方式大致相同, 本文就一典型EPS电源系统加以论述 (见图2) 。

同分散式自带电源应急灯一样分持续运行方式和非持续运行方式。

3.2.1 集中供电式应急照明电源功率一般为0.5~5kW (单相) , 输出电流为5~25A。

3.2.2 集中供电式应急照明电源配电箱分四部分;进线双电源转换部分、非应急部分、应急部分及外控部分。进线双电源转换可采用低压断路器+接触器方式自动互投, 亦可采用自动切换开关ATS装置互投, 按设计要求而定;非应急部分可为放火卷帘门、井道照明、井道内插座等电源;应急部分专为应急照明用;外控部分主要是为满足《火灾自动报警系统设计规范》第6.3.1.8条要求“消防控制室在确认火灾后, 应能切断有关部位的非消防电源并接通警报装置及火灾应急照明灯和疏散标志灯”而设计的。工作原理:在正常情况下, 常用电通过1KM输出, 同时充电器对免维护蓄电池充电。当常用电停电而备用电未投入, 通过控制逆变器工作使1KM1切换至应急输出状态, 通过1KM2输出, 向应急照明回路负载提供电能。应急照明回路在市电正常时仅工作线L有电;当由逆变器向应急照明回路负载提供电能的同时, 联动控制模块亦动作, 使交流接触器2KM接通, 工作线L`同时有电, 此时就地灯其前双控跷板控制开关无论处于什么位置, 灯具均可强制点亮。当另一电源 (或柴油发电机) 启动达到额定电压后, 应急照明负荷应急蓄电池组自动转换到发电机组供电。

3.2.3 集中供电式应急电源配电优缺点。

集中设置蓄电池组方式需设专用房间, 供电线路长, 电池故障影响面积大。随着产品的不断成熟, 与自带蓄电池方式相比投资较小, 易于维护和管理。它适用于重要的公共建筑, 灯数较多, 且装置设较集中的建筑物内。

4 应急灯及电源的选择

4.1 首先应选择拥有“国家消防产品检验报告”及中国电工产品认证委员会认证的“电工产品认证证书”的产品。

4.2 应急供电时间 (持续工作时间) 的选择:持续工作时间一般有20、30、90、120min。但不是时间越长越好, 应根据实际需要设计, 只要满足国家规范要求即可。如《高层民用建筑设计防火规范》要求备用电源连续时间不应少于20min, 高度超过100m的高层建筑连续供电时间不应少于30min;《建筑设计防火规范》要求备用电源连续供电时间不应少于30min。

4.3 应急装换时间指标:规范规定正常电源故障, 转换到应急电源供电的转换时间要求为:疏散照明和备用照明不应大于15s;安全照明不大于0.5s。应根据应急照明的设置场所选择满足应急转换时间指标的电源。

4.4 为什么有些场所在应急照明配电箱采用双电源进线的情况下还设置蓄电池供电的应急照明?《高层民用建筑设计防火规范》规定“一类高层建筑自备发电设备应设有自动启动装置, 并能在30s内供电。二类高层建筑自备发电机设备, 当采用自动启动有困难时, 可采用手动启动装置”。由此可见双电源的设计并不能完全满足应急照明的转换时间的要求, 同时《民用建筑设计规范》第10.7.5条规定, 在重要场所, 在设有自备发电机基础上尚应设置带有蓄电池的应急照明灯或用蓄电池组供电的备用照明, 做为发电机投运前的过渡期间使用。

4.5 应急照明配电箱的选择。应急照明配电箱根据选用容量的大小、进出线路数及控制要求可分为挂墙式和落地式。安装于电气竖井或适当位置。

5 结束语

无论是自带电源应急灯还是集中供电式应急灯, 实际上工作原理是一致的, 只是蓄电池放置位置不同而已。设计采用哪一种, 应根据具体建筑而定, 并且还可以是两种方式的组合。至于集中供电式应急电源采用UBS好还是EPS好, 应是各有长短, 最终会通过实践得到证明。

参考文献

[1]建筑设计防火规范GB 50016-2006

[2]高层民用建筑设计防火规范GB50054-2005

[3]民用建筑设计规范JGJ16-2008

火灾应急照明控制方式的认识 第9篇

火灾应急照明在工程中广泛应用, 不同的设计人员在工程中有不同的设计方法。本文对火灾应急照明的控制方式提出一些自己的分析和作法。

根据《建筑照明设计标准》GB50034-2004第3.1.2条规定:照明分为正常照明、应急照明、值班照明、警卫照明和障碍照明, 其中应急照明包括备用照明、安全照明和疏散照明。在民用建筑中我们所设计的火灾应急照明通常包括备用照明和疏散照明。疏散照明分为疏散照明灯和疏散指示灯, 疏散指示灯又分为疏散标志灯和安全出口灯。以下统称应急灯。

2 应急灯的控制方式

工程中设计不同的场所对应急灯的控制方式有不同的要求与作法, 以下就对各种控制方式进行分析:

2.1 常亮应急灯的控制方式

根据《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008第13.8.5条第2款规定:除在假日、夜间无人工作而仅由值班或警卫人员负责管理外, 疏散照明平时宜处于点亮状态。一般设计中, 考虑到火灾时能让相关人员迅速识别疏散方向和出口位置, 把疏散指示灯设计为常亮状态, 其接线原理如图1:

平时状态时, 利用市电供电;当市电消失时, 利用灯具自带蓄电池供电保持常亮状态。

由于常亮不利于节能, 故设计时可在光源上采取措施, 比如采用场致发光或者LED光源, 其功耗一般不超过2W。

2.2 仅在断正常电源后由灯具自带蓄电池点亮的应急灯控制方式

该种控制方式通常用于以下两种情况:

(1) 设计十或十一层二类高层住宅时, 根据《住宅建筑规范》GB50368-2005第9.7.3条规定:10层及10层以上住宅建筑的楼梯间、电梯间及其前室应设置应急照明。故设计时在楼梯间、电梯间及其前室设置了应急灯, 但由于该建筑不是塔式住宅也未达到十二层, 所以未设置消防电梯, 而且由于楼梯间及电梯前室是自然排烟未设置机械防烟, 此时根据《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95 (2005版) 第9.4.3可不设置火灾自动报警系统, 因此造成火灾时无法强制点亮应急灯, 考虑到住宅公共通道属于住户比较熟悉场所且火灾危险性不大, 设计时可利用灯具自带蓄电池作为备用电源并达到连续供电时间以满足应急灯的电源要求。

此种控制方式有两个特点:1、无消防报警系统;2、自带蓄电池的专用灯具与不带蓄电池的设有玻璃保护罩的普通灯具共同组成疏散照明灯共用同一回路。

(2) 设计设备用房 (如变电所、消防风机房、消防电梯机房等) 备用照明时, 灯具平时作为普通照明兼作火灾时的备用照明, 设计时就可利用灯具自带蓄电池作为备用电源以满足过渡照明的要求。

两种情况接线原理如图2:

平时利用单联翘板开关控制应急灯开和关, 当市电消失后由灯具自带蓄电池自动点亮应急灯。

以上两种控制方式是许多工程师周知且熟练运用的, 以下内容着重分析一下利用火灾自动报警系统中控制模块强制点亮应急灯的控制方式。根据《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-98第6.3.1.8条规定:消防控制室在确认火灾后, 应能切断有关部位的非消防电源, 并接通警报装置及火灾应急照明灯和疏散标志灯。因此火灾时, 如有设置火灾报警系统, 不论现场应急灯处于何种状态, 均要求应急灯的强制点亮, 下面就该种控制方式的两种情况和同行进行探讨。

2.3 火灾与平时照明兼用的应急灯控制方式

该种照明方式在高层建筑广泛应用, 可根据不同使用场所采用以下不同的接线方式:

2.3.1 在公共走道、电梯前室等经常有人走动的场所, 应急灯通常接于电源系统中专用回路, 可利用单联双控开关来实现火灾时强制点亮应急灯, 其接线原理如图3:

平时照明时, 当双控开关处于“开”接点时, 可开启灯, 处于“关”接点时可熄灭灯;当发生火灾时, 控制模块输出联动信号使中间继电器KA吸合, 其常开接点使接触器KM吸合, 接触器主触头启动照明分支回路中的强制点亮控制线C, 此时“开”“关”两接点均带电, 则不论开关处于何种状态应急灯均点亮, 控制模块联动原理见附图4。当末端无开关控制时 (如地下室车库、商场等大面积照明) 可通过手动启停按钮SF, SS进行平时的启停控制。当市电消失后利用灯具自带蓄电池自动点亮应急灯。

2.3.2 在高层建筑中的楼梯间, 传统设计也是采用上面设计方法。但从节能角度考虑, 高层建筑中人们上下楼主要依靠电梯, 那么在楼梯间很少走动, 当楼梯灯开启后经常会无人熄灭, 造成电力资源浪费, 不利于节能, 因此我们可考虑利用节能自熄开关来控制应急灯。而根据《住宅建筑规范》GB50368-2005第8.5.3条规定:当应急照明在采用节能自熄开关控制时, 必须采取应急时自动点亮措施。普通的自熄开关 (如声光控、触摸控开关只有“开”接点而无“关”接点) 配普通的应急照明灯具 (只有一个灯头) 显然无法满足要求, 通过对自熄开关和应急照明灯具的研究和分析, 可采用以下两种方式满足规范要求。

(1) 利用带强制接通功能的自熄开关与普通应急灯, 该种自熄开关不仅有“开”接点, 也有“关”接点。其接线原理如图5 (联动过程同 2.3.1, 此处不再赘述, 控制模块联动原理见附图4)

此种接线方式可满足规范要求, 但其缺点是:目前市面上具有强切功能的延时开关还很少, 据了解, 触摸式、声光控延时开关均无此功能, 只有个别生产机械式延时开关的厂家 (如杭州鸿雁) 有此功能, 而且目前该种产品寿命较短, 因此设计此种控制方式时需慎重。

(2) 利用普通延时开关 (声光控、触摸型等) 和带蓄电池的双头应急灯。顾名思义, 双头应急灯就是该灯有两个灯头。其中一个灯头为普通灯头, 用于平时照明;一个灯头为带蓄电池灯头, 为火灾时专用。其接线原理如图6:

平时照明时, 利用延时开关来控制普通灯头开关, 以此达到节能目的;如发生火灾, 此时可利用消防模块强制点亮另一带蓄电池灯头 (联动过程同 2.3.1, 此处不再赘述, 控制模块联动原理见附图4) , 当市电消失后利用灯具自带蓄电池自动点亮应急灯。此种接线方式在多个工程 (如南安新都城一、二期) 中得到运用并获得较好的效果。

2.4 常暗应急灯的控制方式

该控制方式为把应急灯与普通照明灯配电系统分开, 适合场所为酒店、办公楼、展览馆等公共建筑的内走道或大开间。

《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95 (2005版) 第9.2.5规定:应急照明灯和灯光疏散指示标志, 应设玻璃或其它不燃烧材料制作的保护罩。在这些建筑的内走道往往有吊顶, 其照明灯具通常采用筒灯, 如果我们采用筒灯作为平时照明与火灾应急照明兼用, 因筒灯一般无保护罩, 这样就会造成筒灯外观不一致, 影响整体美观, 甚至有可能因所选灯过长超出灯具口, 造成保护罩无法安装。并且由于玻璃罩的安装降低灯具光通量, 为满足照度要求增加灯具数量, 不利于节能。

又根据《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95 (2005版) 第9.2.1.3条规定:观众厅、展览厅、多功能厅、餐厅和商业营业厅等人员密集的场所应设置应急照明。因此在这类建筑的大开间 (如展览厅) , 应设置应急灯。但通常这些场所设计了装修照明或局部照明来满足场所本身功能要求, 而设计应急灯时却无法利用装修照明或局部照明来实现平时照明与火灾应急照明的兼用。

以上两种情况的场所, 设计时就应采用常暗应急灯来满足规范要求, 其接线原理如图7:

平时状态时, 因控制线C不带电应急灯处于关断状态, 由相线进行充电;火灾时利用消防模块强制点亮应急灯, 当市电消失后利用灯具自带蓄电池自动点亮应急灯。

3 结束语

火灾应急照明在电气设计中只是很小的方面, 但却是需下功夫的细活, 本文对各种应急灯的控制方式进行了分析, 有不足之处希望得到专家同行的批评、指正。

摘要：对火灾应急照明的各种控制方式进行分析研讨。

关键词：火灾应急照明,控制,单联双控开关,自熄开关,应急灯

参考文献

[1]GB50045-95 (2005版) 高层民用建筑设计防火规范[S].北京:中国建筑工业出版社, 2005.

[2]GB50116-98火灾自动报警系统设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社, 2005.

[3]GB50034-2004建筑照明设计标准[S].北京:中国建筑工业出版社, 2005.

照明自动控制 第10篇

关键词：智能建筑 智能照明系统 构成 作用

照明控制系统传统是以照明配电箱通过手动开关来控制照明灯具的通断，或通过回路中串入接触器，实现远距离控制。而今出现的建筑物自控(BA)系统，是以电气触点来实现区域控制、定时通断、中央监控等功能。由于照明控制系统在BA系统中并非独立，同时控制功能简单，因此使用上有一定的局限性。故当BA系统出现故障时，照明系统亦受到影响。

一、系统的结构和组成

一般智能照明控制系统都为数字式照明管理系统，它由系统单元，输入单元和输出单元三部分组成。除电源设备外，每一单元设置唯一的单元地址，并用软件设定其功能。

通过输出单元来控制各负载回路，各种形式的单元简述如下：

1、系统单元：用于提供工作电源，源系统时钟及各种系统的接口，包括系统电源、各种接口（PC、以太网、电话等），网络桥。主系统对各区域实施相同的控制和信号采样的网络；子系统则对各分区实施不同具体控制的网络。主系统和子系统之间通过信息等元件连接，实现数据传输。

2、输入单元：用于将外部控制信号变换成网络上传输的信号；如可编程的多功能（开/关、调光、定时、软启动/软关断等）输入开关、红外线接收开关及红外线遥控器（实现灯光调光或开/关功能）。各种型式及多功能的控制板，（如有的提供LCD页面显示和控制方式，并以图形、文字、图片来做软按键，可进行多点控制、时序控制、存储多种亮模式等），各种功能传感器（如红外线传感器可感知人的活动以控制灯具或其他负载的开关,亮度传感器）,通过对周围环境的亮度的检测，调整光源的亮度，使周围环境保持适宜的照度，以达到有效利用自然光，节约电能。

3、输出单元：智能控制系统的输出单元是用于接受来自网络传输的信号，控制相应回路的输出以实现实时控制。输出单元有各种型式的继电器。调光器（以负载电流为调节对象，除调光功能外，还可用作灯具的软启动，软关闭）模拟量输出单元，照明灯具调光接口，红外输出模块等。系统一般采用集中控制和管理、分散执行的方式，亦即配置中央监控中心和智能控制照明柜，前者有控制计算机、主通信控制器等设备，用于对整个系统进行控制和管理工作，通过网络将控制命令与各智能控制柜的可编程控制器进行通信联络，同时接收来自智能控制柜内可编程控制器的有关自动及手动工作状态、灯具开/关状态等，并在异常情况下采取处理措施。

二、采用智能照明控制系统的优越性

1良好的节能效果 采用智能照明控制系统的主要目的是节约能源，智能照明控制系统借助各种不同的"预设置"控制方式和控制元件，对不同时间不同环境的光照度进行精确设置和合理管理，实现节能。这种自动调节照度的方式，充分利用室外的自然光，只有当必需时才把灯点亮或点到要求的亮度，利用最少的能源保证所要求的照度水平，节电效果十分明显，一般可达30%以上。

2延长光源的寿命 延长光源寿命不仅可以节省大量资金，而且大大减少更换灯管的工作量，降低了照明系统的运行费用，管理维护也变得简单了。无论是热辐射光源，还是气体放电光源，电网电压的波动是光源损坏的一个主要原因。因此，有效地抑制电网电压的波动可以延长光源的寿命。

3改善工作环境，提高工作效率 良好的工作环境是提高工作效率的一个必要条件。良好的设计，合理地选用光源、灯具及优良的照明控制系统，都能提高照明质量。

智能照明控制系统以调光模块控制面板代替传统的平开关控制灯具，可以有效地控制各房间内整体的照度值，从而提高照度均匀性。同时，这种控制方式内所采用的电气元件也解决了频闪效应，不会使人产生不舒适、头昏脑胀、眼睛疲劳的感觉。

4实现多种照明效果 多种照明控制方式，可以使同一建筑物具备多种艺术效果，为建筑增色不少。现代建筑物中，照明不单纯地为满足人们视觉上的明暗效果，更应具备多种的控制方案，使建筑物更加生动，艺术性更强，给人丰富的视觉效果和美感。以某工程为例，建筑物内的展厅、报告厅、大堂、中庭等，如果配以智能照明控制系统，按其不同时间、不同用途、不同的效果，采用相应的预设置場景进行控制，可以达到丰富的艺术效果。

三、智能照明控制系统的控制内容

1时钟控制 通过时钟管理器等电气元件，实现对各区域内用于正常工作状态的照明灯具时间上的不同控制。

2照度自动调节控制 通过每个调光模块和照度动态检测器等电气元件，实现在正常状态下对各区域内用于正常工作状态的照明灯具的自动调光控制，使该区域内的照度不会随日照等外界因素的变化而改变，始终维持在照度预设值左右。

3区域场景控制 通过每个调光模块和控制面板等电气元件，实现在正常状态下对各区域内用于正常工作状态的照明灯具的场景切换控制。

4动静探测控制 通过每个调光模块和动静探测器等电气元件，实现在正常状态下对各区域内用于正常工作状态的照明灯具的自动开关控制。

5应急状态减量控制 通过每个对正常照明控制的调光模块等电气元件，实现在应急状态下对各区内用于正常工作状态的照明灯具减免数量和放弃调光等控制。

6手动遥控器控制 通过红外线遥控器，实现在正常状态下对各区域内用于正常工作状态的照明灯具的手动控制和区域场景控制。

7应急照明的控制 1）正常状态下的自动调节照度和区域场景控制同调节正常工作照明灯具的控制方式相同。2）应急状态下的自动解除调光控制，通过每个对应急照明控制的调光模块等电气元件，实现在应急状态下对各区域内用于应急工作状态的照明灯具放弃调光等控制，使处于事故状态的应急照明达到100%。

四、系统的功能目前智能控制系统具有以下功能：

1智能系统设有中央监控装置，对整个系统实施中央监控，以便随时调节照明的现场效果，例如系统设置开灯方案模式，并在计算机屏幕上仿真照明灯具的布置情况，显示各灯组的开灯模式和开/关状态。

2具有灯具异常启动和自动保护的功能；

3具有灯具启动时间，累计记录，和灯具使用寿命的统计功能；

4在供电故障情况下，具有双路受电柜自动切换并启动应急照明灯组的功能；

5系统设有自动/手动转换开关，以便必要时对各灯组的开、关进行手动操作；

随着微电子技术与数字化技术的发展，开发出了智能化水平更高的专业照明控制的独立系统，从而能节约能源、延长灯具寿命、提高照明质量。根据使用单位的经验，不仅在照明管理与设备维修的简单及降低费用外，还对环境改善、提高工作效率都有着显著的效果。

参考文献：

[1]唐海主编《建筑电气设计与施工》中国建筑工业出版社

浅谈智能照明控制系统 第11篇

智能建筑最主要的是体现在其先进与实用性, 具体功能可视为用多元化信息传输, 大楼全面监控及管理, 体现一体化集成, 资源共享, 实现“绿色照明工程”计划。

智能照明作为智能建筑智能系统的一部分, 从各个方面无一不体现“绿色照明工程”所要求的, 随着照明系统应用场合的不断变化, 应用情况也逐步复杂和丰富多彩, 仅靠简单的开关控制已不能完成所需要的控制, 所以要求照明控制也应随之发展和变化, 以满足实际应用的需要。

传统照明控制系统是以照明配电箱通过手动开关来控制照明灯具的通断, 或通过回路中串入接触器, 实现远距离控制。而今出现的建筑物自控 (BAS) 系统, 是以电气触点来实现区域控制、定时通断、中央监控等功能。由于照明控制系统在BAS系统中并非独立, 同时控制功能简单, 因此使用上有一定的局限性。故当BAS系统出现故障时, 照明系统亦受到影响。随着微电子技术与数字化技术的发展, 开发出了智能化水平更高的专业照明控制的独立系统, 从而能节约能源、延长灯具寿命、提高照明质量。根据使用单位的经验, 不仅能在照明管理与设备维修方面简单化、经济化, 还对环境改善、提高工作效率都有着显著的效果。

利用智能照明系统可以根据环境变化、客观要求、用户预定需求等条件而自动采集照明系统中的各种信息, 并对所采集的信息进行相应的逻辑分析、推理、判断、并对分析结果按要求的形式存储、显示、传输, 进行相应的工作状态信息反馈控制, 以达到预期的控制效果。

2 智能照明控制系统的特点

2.1 集成性

智能化照明控制系统是集计算机技术、计算机网络通信技术、自动控制技术、微电子技术、数据库技术和系统集成技术于一体的现代控制系统。

2.2 智能化

智能化照明控制系统是具有信息采集、传输、逻辑分析、智能分析推理及反馈控制等智能特征的控制系统。

2.3 网络化

传统的照明控制系统大都是独立的、本地的、局部的系统, 不需要利用专门的网络进行连接, 而智能照明控制系统可以是大范围的控制系统, 需要包括硬件技术和软件技术的计算机网络通信技术支持, 以进行必要的控制信息交换和通信。

2.4 使用方便

由于各种控制信息可以以图形化的形式显示, 所以控制方便, 显示直观, 并可以利用编程的方法灵活改变照明效果。

3 智能照明控制系统的结构和组成

智能照明控制系统按网络的拓扑结构, 采用总线式结构, 它具有灵活性较强, 易于扩展等特点。

(1) 网络设备。

用于提供工作电源, 电源系统时钟及各种系统的接口, 包括系统电源、网关、总线线缆、各种接口模块、网桥等。

(2) 输入设备。

用于将外部控制信号变换成网络上传输的信号, 如可编程的多功能 (开/关、调光等) 输入开关、红外线接收开关及红外线遥控器 (实现灯光调光或开/关功能) 、各种型式及多功能的控制板 (如可编程控制面板、液晶触摸屏) 、各种功能传感器 (如红外线传感器, 照度感应器:通过对周围环境的亮度的检测, 调整光源的亮度, 使周围环境保持适宜的照度, 以达到有效利用自然光, 节约电能) 。

(3) 输出设备。

智能控制系统的输出单元是用于接受来自网络传输的信号, 控制相应回路的输出以实现实时控制。输出单元有各种型号的继电器、调光模块 (以负载电流为调节对象, 除调光功能外, 还可用作灯具的软启动, 软关闭) 、窗帘控制模块等。

系统采用集中控制和管理、分散执行的方式, 亦即配置中央监控中心和智能控制照明柜, 前者有控制计算机, 用于对整个系统进行控制和管理工作, 通过网络将控制命令与各智能控制柜的可编程控制器进行通信联络, 同时接收来自智能控制柜内可编程控制器的有关自动及手动工作状态、灯具开/关状态等, 并在异常情况下采取处理措施。

4 智能照明控制系统的功能

(1) 系统设有中央监控装置, 对整个系统实施中央监控, 以便随时调节照明的现场效果, 例如系统设置开灯方案模式, 并在计算机屏幕上仿真照明灯具的布置情况, 显示各灯组的开灯模式和开/关状态。

(2) 具有灯具异常启动和自动保护的功能。

(3) 在供电故障情况下, 具有双路受电柜自动切换并启动应急照明灯组的功能。

(4) 系统设有手动开关, 以便必要时对各灯组的开、关进行手动操作。

(5) 具有场景预设、亮度调节、定时、时序控制及软启动、软关断的功能。

(6) 系统设置与其他系统连接的接口, 如建筑楼宇自控系统 (BAS系统) , 以提高综合管理水平。

随着智能照明控制系统的进一步开发与完善, 其功能将进一步得到增强。

5 智能照明控制系统的控制内容

5.1 时钟控制

通过时钟控制器等电气元件, 实现对各区域内用于正常工作状态的照明灯具时间上的不同控制。

5.2 照度自动调节控制

通过每个调光模块和照度感应器等电气元件, 实现在正常状态下对各区域内用于正常工作状态的照明灯具的自动调光控制, 使该区域内的照度不会随日照等外界因素的变化而改变, 始终维持在照度预设值左右。

(1) 平均照度计算方法。

利用系数法计算平均照度:

平均照度 (Eav) =光源总光通量 (N×Ф) ×利用系数 (CU) ×维护系数 (K) /区域面积 (m2) 。 (适用于室内或体育场馆的照明计算) 。

(2) 利用系数。

指某工作面上所受到的直射与多次反射后到达工作面上的总光通量与裸光源所发出的额定总光通量之比值用CU表示。一般室内取0.4, 体育场馆取0.3。

(3) 维护系数。

照明装置在使用一定周期后, 在规定表面的平均照度或平均亮度与该装置在相同条件下新装时在同一表面上所得到的平均照度或平均亮度之比, 用K表示, 一般取0.7～0.8。

(4) 光通量。

可由灯具厂家的产品资料上得知。

举例1:室内照明:4×5 m房间, 使用3×36W隔栅灯9套, 则:

平均照度=光源总光通量×CU×K/面积

= (2500×3×9) ×0.4×0.8÷4÷5

=1080Lux

结论:平均照度1000Lux以上。

举例2:体育馆照明:20×40 m场地, 使用POWRSPOT 1 000W金卤灯60套

平均照度=光源总光通量×CU×K/面积

= (105000×60) ×0.3×0.8÷20÷40

=1890Lux

结论:平均水平照度1 500Lux以上。

举例3:某办公室平均照度设计条件:办公室长18.2 m, 宽10.8 m, 顶棚高2.8 m, 桌面高0.85 m, 利用系数0.7, 维护系数0.8, 灯具数量33套, 求办公室内平均照度是多少?

灯具解决方案:灯具采用DiNiT 2×55W防眩日光灯具, 光通量3 000Lm, 色温3 000K, 显色性Ra90以上。

根据公式可求得:

Eav= (33套×6000Lm×0.7×0.8) ÷ (18.2 m×10.8m)

=110880.00÷196.56 m2

=564.10Lux

5.3 红外探测控制

通过每个调光模块和红外动态传感器等电气元件, 实现在正常状态下对各区域内用于正常工作状态的照明灯具的自动开关控制。

5.4 区域场景控制

通过每个调光模块和控制面板等电气元件, 实现在正常状态下对各区域内用于正常工作状态的照明灯具的场景切换控制。

5.5 应急状态减量控制

通过每个对正常照明控制的调光模块等电气元件, 实现在应急状态下对各区内用于正常工作状态的照明灯具减免数量和放弃调光等控制。

5.6 手动遥控器控制

通过红外线遥控器, 实现在正常状态下对各区域内用于正常工作状态的照明灯具的手动控制和区域场景控制。

5.7 应急照明的控制

(1) 正常状态下的自动调节照度和区域场景控制同调节正常工作照明灯具的控制方式相同。

(2) 应急状态下的自动解除调光控制, 通过每个对应急照明控制的调光模块等电气元件, 实现在应急状态下对各区域内用于应急工作状态的照明灯具放弃调光等控制, 使处于事故状态的应急照明达到100%。

6 智能照明控制系统的优点

智能照明控制系统与传统照明控制系统相比, 在控制方式、照明方式、管理方式以及节能方面等均有不少优点。首先在控制方式和照明方式上, 传统照明控制采用手动开关, 只有开和关, 而且只能一路一路地开和关。而智能照明系统采用调光模块, 通过灯光的调光, 在不同使用场合产生不同的灯光效果, 营造出不同的舒适的视觉氛围。在控制上采用低压二次小信号控制, 控制方式多, 功能强, 范围广, 自动化程度高;其次, 智能照明系统由于使用了自动化照明控制, 只需一台计算机就可对整个大楼的照明实现合理的能源管理自动化, 不仅减少了不必要的耗电开支, 同时也降低了用户的运行维护费用, 在节能方面可比传统照明控制节电20%以上。另外, 在智能照明控制系统中, 由于可通过系统人为地设置电压限制, 可以避免或降低电网电压以及浪涌电压对灯具的冲击, 从而起到保护灯具, 延长灯具使用寿命的作用。而智能照明控制系统是一个开放式的系统, 通过标准网络接口可方便地与BAS系统联接, 实现智能大楼的计算机系统集成。

7 使用效果

7.1 实现照明的人性化

由于不同的区域对照明质量的要求不同, 要求调整控制照度, 以实现场景控制、定时控制、多点控制等各种控制方案。方案修改与变更的灵活性能进一步保证照明质量。

7.2 提高管理水平

可通过计算机网络对整个系统进行监控。将传统的开关控制照明灯具的通断转变成智能化的管理, 使高素质的管理意识用于系统, 以确保照明的质量。

7.3 节约能源

利用照度传感器感应室外亮度来自动调节灯光, 以保持室内恒定照度, 既能使室内有最佳照明环境, 又能达到节能的效果。根据各区域的工作运行情况进行照度设定, 并按时进行自动开、关照明, 使系统能最大限度地节约能源。

7.4 延长灯具使用寿命

众所周知, 照明灯具的使用寿命取决于电网电压, 由于电网过电压越高, 灯具寿命将会成倍地降低, 反之, 则灯具寿命将成倍地延长, 因此防止过电压并适当降低工作电压是延长灯具寿命的有效途径。系统设置抑制电网冲击电压和浪涌电压装置, 并人为地限制电压以提高灯具寿命。采取软启动和软关断技术, 避免灯具灯丝的热冲击, 以进一步使灯具寿命延长。

7.5 美化环境

室内照明利用场景变化增加环境艺术效果, 产生立体感、层次感, 营造出舒适的环境, 有利于人们的身心健康, 提高工作效率。

8 智能照明控制系统的设计方法和步骤

智能照明控制系统的设计一般都是在灯光设计和照明电气设计部分完成之后来进行的。

第一步:编制照明回路负载清单。在这过程中应注意:首先每条照明回路的灯具应该为同类型的灯具, 这样才便于调光模块的选择和配置。而且每条照明回路的灯具控制性质应该是相同的, 是普通供电或同为应急供电。其次, 应核对每条照明回路的最大负载功率是否在需要选择的继电器模块允许的额定负载容量之内。最后, 还要对一些照明回路的划分作适当的调整, 使其更适合场景配置的需要, 使各路灯光可组合构成一个优美的照明艺术环境;

第二步:按照明回路的功能确定对应的设备;

第三步:按照明控制要求确定控制面板和其他相关控制部件;

第四步:根据设计院给出的照明图做出“智能照明图”;

第五步:根据确定的设备型号及数量做出智能照明系统图和配电箱接线图;

第六步:编制系统设备配置表。

9 结束语