智能楼宇的技术是非常的成熟与稳定,而且实现的功能也非常的多,只有一整套的系统才能完全带来智能节能的最佳效果。其中智能照明灯光控制能带来的节能是非常明显的,也是智能化建筑最主要的节约能源的点之一。
XX学校地上为三幢6层建筑。三幢楼的各自的地下部分连通,总面积约为:5955平方米。三幢建筑楼层地下各对应一区(A区、C区、D区)、公共通道为B区。设备房在D区,停车场为A区、B区、C区。4个区域配备照明配电箱扣一套,每套配电箱分2大回路,1回路是24时灯光全开启,2回路每天0点到06:00关闭,其余时间全开启。配电箱2大回路的用电负载相当。
1 地下停车场智能照明(灯光)管理系统的方案与实施
1.1 改造前停车场的照明用电情况及地下室的使用情况调查
A区配电箱功率为:1320W;
B区配电箱功率为:2640W;
C区配电箱功率为:2520W;
D区(设备房区域)配电箱功率为:1020W;
总用电功率为:7500W;
4个区域配电箱的第一回路为24时常亮,每天的用电量 W1=p1×t1=7500w/2×24 h=90kwh;
4个区域配电箱的第二路06:00点到24:00开启,每天的用电量 W2=p2×t2=7460w/2×18 h=67.5kwh;
整个地下室照明系统每天总的用电量为157.5kwh;
地下室停车场在上下班时段时车辆进出相对频繁,其余的时间段人员或进出车辆较少;
下雨时,地下室作为三幢楼之间临时人员通行的通道。
1.2 智能照明(灯光)管理系统设计思路
在停车场无车辆进出、或无人通行的情况下,满足基本的消防照明及摄像机的低光照度要求,开启最少数量的照明灯;这组灯光称为常亮回路;
在停车场有车辆进出、或有人通行时,开启所对应区域的全部灯光,在人员离开后或车辆进出后,延时5分钟(时间可编程设定)关闭该区域的对应的触发点亮回路。
1.3 智能照明(灯光)管理系统施工前的准备工作
经过试验,我们发现只要开启1/3的灯光,完全能满足基本的消防照明及摄像机的最低光照度要求,为此,我们把每个区域的照明配电箱分均为三个相等负荷照明回路,三个回路照明按不同的时间段轮切为常亮,第一回路0:00到08:01设定为常亮;第二回路8:00到16:01设定为常亮;第三回路16:00到00:01设定为常亮;轮切的作用是最大限度保证每回路灯的工作时间尽可能一致,从而保证每个配电箱中三个回路灯的性能、光衰及寿命的均匀性。
每个区域都设有若干个(人员行走、车辆移动)探测器,包括三个区域间的缓冲区。同一区域内所有的探测器并联接成一个开关量的点位。
当区域内有人员行走或车辆移动通行时,若干个探测器其中任意一个,都会输开关量的点位信号,从而触发该区域内的灯光全开启,人员离开或车辆无移动动后延时5分钟(时间可设定)关闭其余的两组触发点亮回路灯光。触发点亮回路与设定的常亮回路接通与断开,为PLC编程程序所控制,触发照明回路延时关闭后并不会影响到当前“常亮回路”灯光。
为了避免人员从一区域走到另一区域时,后面这个区域灯光忽然全亮造成视觉上的冲击,每两个相临的区域,设有1个公共缓冲区。当该公共缓冲区内有人员行走或车辆移动通行时,若干个探测器其中任意一个,都会输出开关量的点位信号,从而提前触发相临区域内的灯光全开启。此时人还没走进第二个区域,当前区域的灯光本来就是全开启状况,故第二区域灯光的变化对人的眼睛不会有冲击,当走进第二个区域时灯光已全开启。延时关闭过程同上。从而,最大程度上体验到智能化照明控制系统所带来的最佳体验灯光效果。
1.4 智能照明(灯光)管理系统控制程序的编程
停车场设 7个点位,分别为:A区域点位为X0;B区域点位为X1;C区域点位为X2;D区域点位为X3;AB(缓冲区域)点位为X4;BC(缓冲区域)点位为X5;BD(缓冲区域)点位为X6。可编程序控制器PLC选用三菱FX2NC(国产),用以相关功能任务的实现。
图1为8小时定时器实现程序。X17为轮切启用,X16为轮切禁用。T0产生1800秒的时间计时,C0对T0进行16次的计数,从C0处得到周期8小时的接通信号。
图1
图2为轮切接通输出。在图1中,C0接通C1进行计数。在图2中:
第一行当:C1=K0,条件满足,M80接通;当C1≠ K0,条件不满足,M80不接通无输出;
第二行当:C1=K1,条件满足,M81接通;当C1≠ K1,条件不满足,M81不接通无输出;
图2
第三行当:C1=K2,条件满足,M82接通。当C1≠ K2,条件不满足,M82不接通无输出;M80、M81、M82以8小时为周期,顺序的接通。
图3为X0点位触发M30接通并延时5分钟后断开。如果在5分钟内一直有点位在触发,就一直保持接通。T30产生1秒的时间计时,C30对T30进行300次的计数,从C30处得到周期5分钟的接通信号。X1、X2、X3点位触发接通并延时5分钟后断开分析同上。
图3
1.5 智能照明(灯光)管理系统电脑上位机组态监控软件
在电脑上运行上位机组态监控软件,选用北京亚控科技开发的组态王。组态王能在电脑上控制PLC是某个线圈,显示PLC的线圈及各种寄存器状态信息等。与PLC可以组成控制监控系统。管理电脑在消防监控中心,便于操作员的日常使用与管理。
电脑上监控软件功能实现:
点位触发显示区,可以闪烁的方式实时显示A区、B区、C区、D区、AB区、BC区、BD区的人员行走及车辆移动信息;
4个区域4套照明配电箱12照明回路实时状态显示;
4个区域照明电子地图实时状态显示;
控制部分:A区全关、B区全关、C区全关、D区全关、分组轮切启动、分组轮切禁用、全区开启、全区禁用。
2 结论
本系统投入实际运用以来,D区为设备房,平时除了日常的工作巡查外,平时几乎都是1/3的灯光开启使用,节电约为63%。停车场三个区域,由于采用智能化探测有人或车辆移动触发全开启灯光技术,节电效果也相当明显。整个地下室照明系统总的用电量约改造前为50% 左右。
智能建筑能从最大程度上保护环境、节省资源、降低能耗、优化能源消耗结构。智能楼宇正常运转的过程中所起到的不可替代的作用。运用高新技术,可达到节能减排、低碳生活,爱护保护地球的目的。
图4