淺談智能照明控制系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)勢及其應(yīng)用
【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)連接負載,布線從配電間連接開關(guān),再連接負載。而智能照明控制系統(tǒng)則是由模塊連接負載,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),完全可取代傳統(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。用戶直接撥打電話,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?,無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)商認識上不去,認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,負載(燈具)的分合操作僅在交流電過零時進行;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,確認時間點后,對該事件點執(zhí)行的動作進行設(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
名稱 | 型號 | 功能 | 備注 | ||
安科瑞智能照明控制系統(tǒng) | ALIBUS | 可通過控制面板、人體感應(yīng)、照度感應(yīng)、微波感應(yīng)、上位機系統(tǒng)、觸摸屏、手機、平板端等多種控制終端實現(xiàn)靈活多樣的智能化控制 | |||
名稱 | 型號 | 上行 | 下行 | 外形尺寸 | 備注 |
智能通信管理機 | Anet-1E1S1 | 1路以太網(wǎng) | 1路RS485 | 140*90*50 | |
智能通信管理機 | Anet-1E2S1 | 1路以太網(wǎng) | 1路RS485 | 140*90*50 | |
智能通信管理機 | Anet-2E4S1 | 2路以太網(wǎng) | 4路RS485 | 168*113*54 | |
智能通信管理機 | Anet-2E8S1 | 2路以太網(wǎng) | 8路RS485 | 168*113*54 |
名稱 | 型號 | 負載電流 | 安裝方式 | 外形尺寸 | 備注 |
4路開關(guān)驅(qū)動器 | ASL220Z-S4/16 | 16A | 導(dǎo)軌式 | 144*90*70 | 1.控制火線 2.每回路額定電流16A 3.磁保持繼電器 4.延時控制 5.電流檢測 6.定時控制 |
8路開關(guān)驅(qū)動器 | AS220Z-S8/16 | 16A | 導(dǎo)軌式 | 216*90*70 | 1.控制火線 2.每回路額定電流16A 3.磁保持繼電器 4.延時控制 5.電流檢測 6.定時控制 |
12路開關(guān)驅(qū)動器 | ASL220Z-S12/16 | 16A | 導(dǎo)軌式 | 288*90*70 | 1.控制火線 2.每回路額定電流16A 3.磁保持繼電器 4.延時控制 5.電流檢測 6.定時控制 |
16路開關(guān)驅(qū)動器 | ASL220Z-S16/16 | 16A | 導(dǎo)軌式 | 360*90*70 | 1.控制火線 2.每回路額定電流16A 3.磁保持繼電器 4.延時控制 5.電流檢測 6.定時控制 |
8路調(diào)光驅(qū)動器 | ASL220Z-SD8/16 | 16A | 導(dǎo)軌式 | 360*90*70 | 1.控制火線 2.每回路額定電流16A 3.磁保持繼電器 4.延時控制 5.0-10V調(diào)光 |
名稱 | 型號 | 性能 | 安裝方式 | 外形尺寸 | 備注 |
紅外感應(yīng)傳感器 | ASL220-PM/T | 3-5m 120° | 嵌入式吸頂 | φ80 | 開孔55mm |
微波感應(yīng)傳感器 | ASL220-RM/T | 5-7m 120° | 嵌入式吸頂 | φ80 | 開孔55mm |
微動感應(yīng)傳感器 | ASL220-PR/T | 5-7m 120° | 嵌入式吸頂 | φ80 | 開孔55mm |
IP網(wǎng)關(guān) | ASL200-485-IP | ALIBUSnet/IP | 導(dǎo)軌式 | 14*28*39 | 系統(tǒng)組網(wǎng)元件 監(jiān)控軟件接口設(shè)備 |
1聯(lián)2鍵智能面板 | ASL220-F1/2 | 2組控制指令 | 86盒 | 86*24*86 | 開關(guān) 調(diào)光 場景 |
2聯(lián)4鍵智能面板 | ASL220-F2/4 | 4組控制指令 | 86盒 | 86*24*86 | |
3聯(lián)6鍵智能面板 | ASL220-F3/6 | 6組控制指令 | 86盒 | 86*24*86 | |
4聯(lián)8鍵智能面板 | ASL220-F4/8 | 8組控制指令 | 86盒 | 86*24*86 |
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。
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