安科瑞宇阳

摘要：对比传统照明系统的不足，本文介绍了智能照明管理系统的架构和照明管理方法，分析了智能照明管理系统的使用效果。 建议工业厂房引入智能照明管理系统，实施先进的管理手段，实现厂房照明精细化控制智能灯光控制，为员工提供明亮的工作环境，同时获得可观的节能效果。

关键词：工业厂房； 智能灯光控制系统

0.前言

传统照明电路的控制开关直接与负载电路相连。 负载较大时，需相应增加控制开关的容量； 确定只能实现简单的开关功能，即只能按照已建立的照明接线电路进行单向开关控制。 另外，由于传统的照明系统只有照明开关或配电箱，管理方式可能只能是人工管理，无法进行照明效果的调整，只有开和关两种状态。 随着电力电子技术、数字通信技术和计算机网络技术的发展，照明系统的控制越来越智能化，不仅为用户创造了良好的工作环境智能灯光控制，而且降低了能源消耗。

一、智能照明系统组成

智能照明系统由灯具（包括白炽灯、荧光灯、LED灯等，为达到良好的照明和节能效果，推荐使用LED灯）、控制模块、无线传输模块、智能网关、集中控制器组成和监控主机。 灯具只需将控制模块与其电源相连，无需外接设备即可轻松实现控制安装。 无线传输模块实现控制模块与智能网关之间的数据通信。 每个智能网关通过以太网与集中控制器、监控主机组成一个完整的智能照明系统，既可以实现同一网关下的灯具控制，又可以实现同一集中控制器下跨网关的协调​​控制[1- 2]。

智能照明管理系统的监控软件采用B/S架构设计，监控主机可以是用户的PC、笔记本电脑或平板电脑。 同时可以为第三方BMS系统提供楼宇内的照明管理权限和接口服务[3]。 系统架构如图1所示。

图1 智能照明管理系统架构

2、智能照明系统的控制方式

(1)集中管控，减少人力浪费。

在采用传统照明方式的工业厂房中，因人为疏忽造成的照明能源浪费现象依然十分严重。 无论相应区域是否有人工作，下班前灯始终亮着。 由于灯具安装的复杂性，传统的照明系统无法更精细地划分照明区域，导致即使有些区域无人工作，也无法单独关闭照明。

智能照明系统的引入，可以根据实际需要划分照明区域，既可以实现各个区域的分布式控制，又可以实现平台软件的远程集中管理。 管理人员可通过操作智能照明系统监控软件开启所需区域的照明系统，或关闭无人区域的照明灯具。

(2)自动调光，充分利用自然光。

智能照明系统中的控制模块，通过采集光传感器的照度数据，自动分析判断达到照明效果所需灯具的数量和光照强度，从而自动调节灯具的亮度值和利用外部自然光达到节能的目的。 同时，根据不同区域对光照强度的不同需求和当前区域的照度数据，分别调节每个区域的灯具亮度，可以提供一个相对稳定的不受光照影响的光环境。外部环境因素[4]。

(3)智能切换，实现灵活管理。

大型工厂会根据不同的操作程序将工厂空间划分为不同的区域，划分的区域可以根据不同的操作需求组合成不同的场景。 可分工位控制，也可根据生产设备布局改变控制方式，灵活应对生产作业变化。 根据运行情况实现精细化群控功能。

例如，以单个工位或一组工位为控制对象，在智能照明系统的管理平台上输入每日生产计划对应的照明需求，集中控制器即可启停工位内的灯具。该区域按上述规划控制。 当上一站即将完成相关工作时，提前开启下一站的照明系统，稍后关闭本站的照明系统，减少浪费无人状态下的照明能源。

三、智能照明系统应用效果

(1)实现照明智能化管理。

智能照明管理系统可以使车间照明系统按照生产计划和工作安排，在全自动化状态下运行。 照明系统根据预设时间表和当前照明条件自动调整，无需外部人工干预。

例如，在一个工作日结束前，系统会自动检测控制区内的操作人员，并对无人区的灯光进行缓慢调暗，直至完全熄灭。 同时，将所有区域的灯光调至夜间工作模式，自动适应夜间工作所需的光照强度。

(2) 安装简单，施工方便。

采用智能照明系统后，供电线路仅从控制模块连接至灯具，线路无需通过开关，减少了大截面负载电缆的使用数量。 系统安装完成后，通过集中控制器对整个系统中的智能网关进行配置，建立相应的控制关系。 与传统照明系统相比，省去了原本需要连接开关的线缆，也降低了安装成本。 难，缩短施工时间，节省系统投资的综合成本。

(3)节能环保。

智能照明系统采用无线通讯技术和计算机网络技术，实现照明系统的可视化管理。 后台管理软件可以获取每盏灯的开关状态、实时亮度、整体能耗等信息，并结合获取的外部环境信息自动调节灯具的亮度，使工作区域的照度始终保持在预设值附近，从而充分利用自然光，达到节能减排的目的[5-6]。

(4)延长灯具的使用寿命。

智能照明管理系统控制模块对灯具采用软启动控制，减少电网对灯具的冲击，避免灯具异常损坏。 此外，通过对灯具开关的自动控制，可以大大缩短无效照明时间，延长灯具的使用时间，减少更换灯具的工作量，降低照明的运营成本系统可以有效降低。 困难的大型工业厂房具有特殊的意义。

（五）提高精细化管理水平。

智能照明系统将原来的人工开关工作转变为管理系统的自动控制，为管理者高质量的管理方式提供了可实现的硬件平台。 通过对照明设备的能耗数据进行采集统计，得到可视化的能源使用数据。 数据统计报表如图2所示，使照明工作更加精细化管理，进一步降低能源消耗成本[7]。

图2 能耗数据统计报表

笔者将上述智能照明管理系统应用到厂区生产车间，建筑面积近10000平方米，共有208盏灯。 现场使用效果如图3所示，每月可节电近20%。 按工业用电量0.98元/千瓦时计算，每年可节约电费3.5万元。 采用智能照明管理系统，初期投资支出约28万元，8年左右可收回成本。

图3 智能照明管理系统运行现场

4、安科瑞提供工厂智能照明控制解决方案

4.1 安科瑞智能照明监控系统采用分层分布式结构，即站控层、通信层、间隔层； 如图（1）所示：

图（1）网络拓扑

区间设备层主要是：开关驱动器，这些设备安装在对应一次设备对应的电气柜中，这些设备通过现场KNX总线网络进行通信，实现现场数据采集。

网络通信层主要为：智能照明网关，主要功能是对分散的现场采集设备进行集中控制，同时远程传输至站控层，完成现场层与现场层的数据交互。站控层。

站控管理：配备高性能工控机、显示器、UPS电源、打印机等设备。 监控系统安装在计算机上，对现场设备的运行状态进行集中采集和显示，并以人机交互的形式显示给用户。 以上开关模块均采用KNX总线传输，一般采用4线，接线简单方便，传输距离可达1.2km。

4.2 安科瑞智能照明系统组成

1.时序控制

通过时钟管理器，可以实现整个系统相关区域照明的定时和自动管理功能，实现公共通道、景观照明、泛光照明、车库照明的定时控制。 如百叶窗升降定时、集中供暖定时调节、节假日定时关闭照明、定时通知等。

2.场景控制

智能照明控制系统根据各部门需求，设置不同场景模式，组合多种照明灯，达到美化工作环境的效果； 结合人体感应传感器，当人离开时，会议室的所有灯光都会关闭。

3、实时监控

中控室设置中控主机，所有灯光控制设备通过KNX网关接入监控系统。 运营管理人员可以监控公交车、区域、楼层、建筑物等的照明状态，需要进行控制调整。 系统绘图工具支持矢量图形和多层页面。 图形页面易于缩放和切换。 .

4.报警处理

系统提供报警处理能力，用户可以通过编程完成不同的任务。 当某种报警条件发生时应该做什么可以由用户决定。

5、事件通知系统提供事件通知功能，支持邮件通知、文本输出和事件驱动打印，可以根据用户预先设置的条件触发事件通知功能。

4.3 设备选择

序列号

产品名称及型号

主要功能

阐明

1个

母线电源

-P640/30

总线电源不仅为总线模块提供电压，还耦合总线信号。 还将提供一个30V辅助直流电压端子，为其他外设（如触摸屏、IP网关等）提供电压。

电源模块是系统选型不可或缺的元器件，具体数量视实际情况而定。

2个

2路开关驱动器

-S2/16

有四种、八种和十二种类型的开关驱动器可供选择。

适用于只需要开关控制的场合，如办公室、车库、教室、车间、过道大厅等。

4路开关驱动器

-S4/16

主要是实现负载的开关控制。 具有手动操作开关、开关延时设置、状态反馈、场景控制、阈值开关等功能。

8路开关驱动器

-S8/16

12路开关驱动器

-S12/16

3个

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