秦成龍，李世濤

（中國建筑第二工程局有限公司）

1 引言

隨著互聯(lián)網(wǎng)、芯片技術、通信傳輸?shù)募夹g革新和成熟，智能照明已經(jīng)廣泛應用于居民生活和工業(yè)發(fā)展領域。傳統(tǒng)的工業(yè)照明設計，常在門口附近設置集中控制箱，由控制箱內(nèi)相應開關控制照明。當工廠面積較大，照明區(qū)域需求不同、負荷較大時，傳統(tǒng)的開關箱就無法靈活控制現(xiàn)場照明。智能照明就是對傳統(tǒng)照明進行技術改造，實現(xiàn)對現(xiàn)有照明設備的智能控制，符合綠色建筑要求。

2 智能照明的意義

根據(jù)調(diào)查統(tǒng)計，不同類型的建筑照明負荷相差不大，平均為總負荷的10%～20%。針對目前大多數(shù)建筑物內(nèi)燈具設備分布范圍廣，而控制端又過于集中的特點，傳統(tǒng)的隨手關燈已經(jīng)不適宜目前照明控制的要求，一種新的“現(xiàn)場智能總控開關”系統(tǒng)應運而生。同時，系統(tǒng)還可以對用戶使用習慣和照明設備工作中的實時數(shù)據(jù)進行智能分析，提高能源效率，降低系統(tǒng)運行和維護的成本，實現(xiàn)操作習慣和照明能耗高度和諧統(tǒng)一[1-4]。

3 工程概況

某建筑面積約為4萬㎡的地下污水處理廠為主體工程一體化區(qū)域，全部為地下設施，整體共兩層，設8個分區(qū)，分別為污水處理過程池，局部3層。

4 預見效果

①出水區(qū)入口設計單控開關。當巡檢或者操作人員進入出水區(qū)時，打開照明燈，進入下一區(qū)域時無法自動關閉當前區(qū)域照明，只能返回入口關燈，操作麻煩效率低下。

②在出入口設計雙控燈具開關。設置照明雙控開關可解決①的問題，較大程度上提高了操作便捷化，但是雙控開關的設計需要增加回路數(shù)量，增加的線路造成施工和材料成本增加。

③照明節(jié)能。地下污水處理廠照明燈具較多，若沒有電腦后臺監(jiān)控系統(tǒng)，人工無法巡視到位，無法保證每一個燈具的狀態(tài)符合需求。當采用智能照明系統(tǒng)后，不僅可以自動檢測到照明燈具的狀態(tài)，還可以遠程或者程序化啟停照明，提高燈具的使用效率，達到節(jié)能效果。

④延長燈具壽命。智能照明系統(tǒng)利用自動控制技術進行程序化控制照明，程序化軟件啟動方式可以減少電流對電路和燈具的直接沖擊，提高燈具使用年限。

⑤改善照明質量。與傳統(tǒng)的燈具硬開關不同，智能照明系統(tǒng)可以通過控制面板根據(jù)現(xiàn)場需求調(diào)節(jié)照明亮度，不僅可以達到能源利用效率最大化，還可以減少燈具頻閃現(xiàn)象。

⑥豐富照明效果。智能照明系統(tǒng)可以根據(jù)照明場景需求不同，按照不同時間、不同用途、不同效果設置不同的照明方案，實現(xiàn)多種照明效果。

⑦維護檢修方便。智能照明控制系統(tǒng)根據(jù)照明需求編制方案，按照方案編寫好照明程序，通過可更改的程序控制燈具照明?，F(xiàn)場控制采用模塊控制，人工控制為輔，燈具壽命的提高使現(xiàn)場檢修維護頻率低、操作便捷。

5 設計原則

①電路安全可靠。智能照明系統(tǒng)控制總線和各種模塊電壓為24V，實現(xiàn)低壓控制高壓的安全控制方式。

②實現(xiàn)地下污水廠照明靈活控制。智能照明系統(tǒng)控制靈活多樣，可以根據(jù)現(xiàn)場需求設置不同的控制方式，并且具有遠程控制、定時控制、亮度調(diào)節(jié)、根據(jù)現(xiàn)場亮度自動調(diào)節(jié)等功能。

③降低建設和改造成本。污水廠照明布線按照常規(guī)方式直接接入配電箱，采用2根信號線與控制開關串聯(lián)的方式實現(xiàn)控制功能。

6 智能照明系統(tǒng)

6.1 系統(tǒng)耦合器

1）控制器(CPU)

支線層：每一條支線上可以控制32個設備，可編程的總線設備可以為用戶提供255個I/O資源。區(qū)域層：每個區(qū)域可支撐255條支線，連接32×255=8160個總線設備，可以為用戶提供255×255=65025個I/O編程資源。

2）開關驅動器

開關驅動器有4路開關量輸入、4路繼電器輸出、4路電流檢測功能。開關、紅外感應器、報警信號可以輸入開關量，繼電器可以輸出照明燈具、報警和電機，每個繼電器輸出回路都可以自動檢測電流。

3）智能調(diào)光模塊

智能調(diào)光模塊的開關量輸入具有4路、模擬量輸出4路；輸入量與開關驅動器一樣，模擬量輸出的電壓范圍為0V～10V，可通過調(diào)節(jié)其輸出電壓控制設備。

4）智能觸摸屏

觸摸屏可采用嵌入式系統(tǒng)，用圖示展示現(xiàn)場的調(diào)光、控制和布局等功能，根據(jù)不同的圖示功能配以文字闡述。此外，還具有20s無操作待機保護功能。一般一個觸摸屏可實現(xiàn)對一個大區(qū)的照明集控。

5）中控軟件

①軟件采用windows中文系統(tǒng)，支持二次開發(fā)，可使用拖放方式編輯平面圖。

②軟件具有操作權限、區(qū)域設定、密碼管理、日志管理、報警管理、歷史記錄等功能，還可以進行圖形化編程，具有系統(tǒng)自檢功能，自檢系統(tǒng)各個組件工作狀態(tài)。

6）控制功能

軟件可選多種場景，操作者根據(jù)現(xiàn)場需要進行場景設置。同時，可以根據(jù)氣候、天氣、作息時間、照度變化等設定定時程序，通過畫面列表控制回路燈光。

7）具有照明監(jiān)控功能

可通過軟件上圖形示意顯示現(xiàn)場燈具狀態(tài)。當有異常情況時，后臺可以發(fā)出報警，并提示報警內(nèi)容和位置信息。

6.2 電氣系統(tǒng)圖

污水處理廠照明控制回路采用24V電壓，配電箱中安裝1個24V電源模塊為所有智能設備供電，包括開關驅動器和調(diào)光器、智能面板和感應器（見圖1）。

圖1 出水區(qū)照明配電箱系統(tǒng)

7 智能照明的優(yōu)越性

污水處理廠使用智能照明系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的照明方式相比，具有較多優(yōu)點。

1）布線方式

只需要在開關上連接兩根信號線，便可以實現(xiàn)一個開關控制多個照明回路。

2）控制方式

在后臺監(jiān)控軟件上可以實現(xiàn)對整個污水處理廠的照明控制，系統(tǒng)可以根據(jù)設定好的程序對整個廠區(qū)的照明燈具進行自動控制，節(jié)省了人力成本和電量消耗。

3）智能調(diào)整

通過現(xiàn)場傳感器監(jiān)測環(huán)境及自然亮度的不同，將這些變量輸入系統(tǒng)進行分析整理，使現(xiàn)場燈具亮度根據(jù)參數(shù)進行調(diào)整。當需要進行廠區(qū)功能改造時，智能照明系統(tǒng)可以根據(jù)需要進行布局和方式變更，有效縮短了改造工期和費用。

4）操作安全

現(xiàn)場控制回路與照明回路線路分離，控制回路電壓為直流24V，低于人體安全電壓，通過智能面板圖標進行操作，可自動顯示實時負載數(shù)據(jù)，對燈具進行軟啟動操作可降低瞬間電流對燈具的沖擊。

5）控制靈活

①智能面板的靈活定義。通過中控計算機可以監(jiān)視和控制全部照明系統(tǒng)，按需進行單回路、多回路或者定時操作，并接收現(xiàn)場照明啟用狀態(tài)反饋。

②在白天人員多、雜時，可以禁用現(xiàn)場手動控制面板，避免人為操作頻繁影響燈具壽命。直接啟動照明自動控制系統(tǒng)，根據(jù)環(huán)境照度自動調(diào)節(jié)燈具出力。

8 結語

在傳統(tǒng)的照明方式下，大空間地下污水處理場因面積大、照明系統(tǒng)所需回路多、材料管線及施工成本高，無法對大面積照明燈具實現(xiàn)自動靈活管控。通過引入智能照明系統(tǒng)，不僅節(jié)省了施工和后續(xù)改造成本，同時智能照明系統(tǒng)的自適應、遠程性實現(xiàn)了照明的智慧靈活控制，增加了廠區(qū)的照明的舒適度，有效提高了廠區(qū)的自動化、現(xiàn)代化和電能利用水平。