智能照明控制系統在電氣節能設計中的應用

0引言

隨著社會經濟的發展，能源消耗總量也在不斷增高，能源緊缺成為當下亟待解決的問題。需要從多個方面著手，加強對照明技術的科技投資，實現節能減排，以**應對電力供應不足，有效緩解電力供應緊張的局面。電力部門對此提出了相應的要求，即在發展照明節能技術時，不影響日常工作的視覺需要，保證照明效果。在電氣照明節能設計中應用智能照明控制系統，能夠實現能耗的智能化控制，從而達到節能、環保、可持續發展的目標[1]。

1智能照明控制系統的結構和功能

.       系統功能

智能照明控制系統具有數字化、智能化、模塊化的特點，可以對各個模塊進行智能化的控制。同時，其通過總線與**控制系統進行直接通信，使控制系統的運行更加*、可靠。（1）智能照明控制系統能夠根據不同的功能需求、使用時間、室內和戶外亮度進行自動調節。需要設計合理的照明場景，通過自動控制或輔助控制來實現照明調節功能。（2）智能照明控制系統對照明進行了分區，采用了與家用AIS**控制器有效連接的標準串口，可以與其他控制系統聯網[2]。

.       系統構成

智能照明控制系統的構成包括調光模塊、控制計算機、控制面板、LED觸摸顯示屏、開關模塊、智能傳感器、PC接口、時鐘管理模塊。整個系統（除了電力供應模塊）的所有電力裝置都有內建的微處理器和存儲器，并且能夠經由信號線路（光纖）與網絡相連。每*個單元的功能都可以由軟件設置，并由輸出裝置對各發光回路進行負載控制[3]。

.       控制方式

（1）場景控制。用戶可以根據自己的需求，提前設定各種不同的場景，并且可以自動切換到不同的應用場景。這種控制方式被廣泛地用于會議室、大型場館、圖書館、音樂廳、高級賓館等。（2）群組合控制。設置*個按鈕，就可以在多個區域的配電箱中進行燈光控制，實現對照明的控制。（3）定時控制。用戶設定時間，系統可以根據不同的場景進行切換。該方式主要應用地下停車場等場地。（4）光學傳感器控制。在照明系統中設置的光電感應器，其可以根據探測到的光線強度，自動地開啟和關閉照明燈具，通常應用在寫字樓走廊，公共衛生間等公共場所。另外，接近外部窗戶的照明設備也可以利用光電傳感器來調節光線亮度，從而節約能源[4]。（5）遠程控制。利用網絡與照明控制系統的互聯，實現對燈光的遠距離控制。必要時，可設定各照明控制板的發光參數，以達到遠程控制的目的。（6）圖示化控制。通過系統的電子地圖功能，使用者可以直接控制整個照明區域。整個大樓的照明系統可以被錄入到系統中，相關系統的工作狀況可以在電子地圖中用不同的色彩來表達。（7）應急控制。當系統接到火災警報和安全系統警報時，區域內的燈光會自動開啟。（8）日程計劃控制。可以實時設定每天不同時間內的光照狀況，同時可以對現場的光照狀況進行記錄、打印，方便管理[5]。

2智能照明系統的應用必要性

2.1減少能耗

在對現代建筑電氣智能照明系統進行能量消耗分析時，可以更直觀地反映出該系統的節能特性。*般而言，沒有智慧的燈光控制，人員*進門就會立刻把所有的燈點亮，并持續開啟照明，因此存在大量的能源浪費現象。智能調光系統在室內照明中的耗電量與其他器件的耗電量之和是整個系統的總能量消耗。其他部件還包括5W的可選擇的電子鎮流器，以及其他大約4W的測量功率。在陽光充足的情況下，選擇的電子鎮流器和其他調暗電路的功率比任何照明設備都要低，而且在正午時分，室內不同工作面上的自然光線也會照射進來。當達到室內照明標準時，系統會自動關掉全部照明設備。

2.2增強功能

對比傳統電氣照明控制系統，智能照明控制系統具有諸多*性。隨著LED光源的不斷發展，LED光源在節能方面的應用也達到了*個新的水平。為實現電力照明節能的進*步發展，實現智能化照明系統的控制是*個重要的突破。（1）傳統電氣照明控制系統由于線路復雜、光照增加了能源消耗、建筑難度大、維護費用高；智能照明系統結合了便捷、快速、節能等特點，采用了CAN現場總線技術，實現了智能照明系統中的信息同步和傳輸數據功能。上位機、CAN接口適配器（適配箱）、下位機的節點照明設備，采用CAN總線網絡平臺進行分層連接。（2）傳統電氣照明控制系統需要人工進行控制管理，成本高、效率低，難以實現節能設計；智能照明控制系統的PC機可以通過多個插槽來實現本地網絡通信，方便用戶進行統*的調度和管理。PC機可以利用軟件開發平臺，開發各種不同的軟件，使之與之相適應，從而提高其自動化程度，大幅降低了使用成本，實現了照明的節能應用[7]。

3智能照明控制系統在電氣照明節能設計中的應用策略

3.1合理選擇照明設備

在家用電器的照明設計中，室內和戶外的燈光是兩個重要的部分，在本課題的研究與設計中，*放在了室內燈光的設計上。好的室內空間采光，既可以滿足人們的日常生活需要，又可以創造出更加舒適、舒適的居住環境。例如，國內某區域的室內照明與節能設計單位，通過增加減光系數和使用系數，改善了室內照明發展的要求。根據照度原則，在設計和使用過程中，增加減光率和使用系數，有助于在普通的室內電器節能設計中進*步提高照度。從而達到更好的亮度反差，達到更高的光度均勻度、*的色溫和顯示效果。從而提高了室內照明設備的照明品質，減少了燈光的影響，同時也減少了對照明亮度的依賴性[8]。

3.2充分利用自然光源

自然界賦予人類的自然光，因此應該充分利用其來節約能源。如有條件，可采用自然光作為主要光源，節約用電。自然光的使用通常有兩種情形：*是直接使用，也就是與土建專業的電氣照明設計相結合，使建筑的開窗形式達到*佳，使自然光能直接進入室內，盡可能減少室內電氣照明的使用時間；**是間接使用，是指通過諸如傳光、散光等裝置和系統，把自然光轉移到建筑物的各個部分，如間接光效應、光纖導光、鏡面反射光等。間接使用過程中需要結合智能照明控制系統進行自動化操作，提高自然光源的利用率[9]。

3.3優化照明配電結構

合理優化照明結構，提高配電網的節能效率，也有助于在電氣照明節能設計中實現智能照明控制系統的應用。比如，國內某區域的智能電器照明節能設計單位，通過改進電壓品質，對電壓內部的閃變、波動、電壓漂移等問題進行了有效地控制，實現了照明控制系統的穩定運行，對電氣節能起到保障作用。另外，該區域的設計單位還注重對照明系統的諧波進行有效地控制，使三相配電網的各個照明負載達到均衡，從而有效地避免了頻閃的發生。此外，還要注重減少變壓器的損耗。短路損耗、空載損耗、雜散損耗等都是常見的變壓器損耗，會造成電能流失，且對電氣照明系統存在較大威脅。智能照明控制系統中*減少變壓器的損耗，可以通過選用低電阻線圈和適當的磁心，確保變壓器正常運行。

3.4引進和培養專業技術人才

對智能照明控制系統的應用來說，需要配備相應的技術人才進行定期維護和優化升級，因此引進專業的技術人才非常重要，這也是保證樓宇照明智能化系統平穩運行的重要前提。具體的措施如下：（1）**應該持續鼓勵專業技術人才的培養；（2）各個企事業單位應該重視對*人才的引進及提供后續保障措施；（3）相關單位的工作人員應該多進行溝通交流，提高自身的專業水平。

4智能照明控制系統在電氣照明節能設計中的應用效果

文章以某五星級酒店為例，對智能照明控制系統在電氣照明節能設計中的應用效果進行論述。該酒店占地面*大，功能空間比較復雜，照明系統的節能性較差，需要引進智能照明控制系統加以優化。根據國際總線標準，在賓館大廳、會議室、*套間、各樓層公用走廊等區域進行智能化照明控制。智能照明系統可以降低管理者的工作量，提高員工的工作效率，實現靈活、方便的操作控制方式，同時降低照明系統的能源損耗。

4.1實現照明控制的自動化、智能化

應用智能照明控制系統，可以依照預先設置的基本場景自動地工作，各種狀態之間可以自動切換。例如，在夜晚，智能控制系統會自動根據環境和實際需求調節燈光亮度。還可以通過靈活編程設置各個區域的光照度，適應不同場合對燈光場景的需求。例如，在離窗戶比較近、自然采光比較好的場所，智能照明控制系統會適當降低燈光亮度，以便利用自然光照明。當天氣和自然光環境發生變化時，智能照明控制系統會自動調到**的亮度，確保室內光照環境符合使用需求。

4.2改善工作環境，提高工作效率

傳統的照明燈源存在頻閃問題，讓人產生視覺疲勞，而智能照明控制系統的工作頻率有時高達70kHz，能有效克服頻閃問題，保持亮度的穩定。這樣不僅能為人們帶來舒適的工作環境，也提高了人們的工作效率。

4.3實現電氣節能，降低電力損耗

智能照明控制系統運用了電子技術，以高度智能的光感設備探測酒店內部各個區域，并且會根據探測結果及時關閉無人區域的燈具，避免無效照明帶來的能源浪費。智能照明控制可以實時調控燈具，當室內比較亮時，會自動調暗燈光，在確保光照環境符合要求的情況下，*大程度進行節能，可以降低酒店的電力損耗。

4.4提高管理水平，減少維護費用

智能照明控制系統的應用，改變了傳統的照明控制系統需要人為打開和關閉燈具的管理模式，可以實現自動化的運行管理，不僅能減少了人力成本的支出，提高管理水平，還降低了建筑照明系統的維護費用。

5智能照明控制系統的發展展望

5.1系統互聯

隨著科技水平的提高，智能照明控制系統在未來的發展中必將實現聯網，實現各個網絡的互聯。在這個網絡中，有特定的程序控制燈光，以確保*后的燈光效果，流程的設置、編碼和識別由計算機網絡自動完成，從而達到照明自動化控制的目的。

5.2向智慧照明控制模式轉變

隨著電子信息技術的不斷發展，智能照明控制系統的應用范圍不斷擴大，*累了大量的經驗。在今后，智能照明的使用將更加地人性化和靈活，能夠滿足人們的生產和生活需要。智能照明控制模式將逐漸向智慧照明控制模式轉變，順應時代潮流，未來的燈具運用將更具人性化，并將與人工智能的發展有機地結合起來。

6安科瑞智能照明控制系統

6.1概述

ALIBUS智能照明產品采用RS485總線技術，技術成熟可靠，安全穩定。開關驅動器具備獨立工作的能力，適用于*些中小型的項目；模塊化設計，可以任意拼接擴展，同時預留I/O口以及Modbus接口，還可以滿足與AcrelEMS企業微電網管理云平臺進行數據交換。

6.2應用場所

適合于各類智能小區、醫院、學校、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。

6.3系統結構

6.4系統功能

1）實時檢測并顯示各個模塊的在線狀態，反饋現場受控回路的開關狀態，監控界面按照樓層各分區的布局和回路列表來瀏覽。

2）當發生模塊離線、網關設備掉線或者狀態反饋和下發控制命令不*致時會發生故障報警，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開關控制；每個模塊、樓層都有相應的模塊控制開關和樓層控制開關，也可以*個模塊或者整個樓層實現開關控制。

4）開關驅動器支持過零觸發功能，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設掉電狀態，當照明電源掉電時，開關驅動器會自動切換到預設的掉電狀態；確保重新上電時燈具的開關狀態是確定與可控的。

6）拖動調光控件，照明設備從0%到100%進行調光，可以對單個照明回路實現調光控制，調光總控可以對*個模塊的照明回路實現調光控制，也可以對多個照明回路實現調光控制，通過圖標的亮滅狀態反饋現場開關的狀態。

7）點擊場景控件，打開或者關閉對應場景設置，軟件界面上顯示不同的場景模式和場景功能，通過圖標的亮滅顯示對應的場景狀態是打開還是關閉。

8）設置定時時間，確認時間點后，對該事件點執行的動作進行設置，設置燈在設定的時間點亮或者滅。

9）系統可以通過預設的當地經緯度信息，自動計算每天的日升日落時間；根據天文時鐘控制照明開關，實現日落開燈、日出關燈的功能。

10）所有定時控制計劃均可下發保存至驅動模塊；當上位機系統故障或模塊離線時，驅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行，不影響日常的照明控制效果。

11）系統結構是分布式總線結構；系統內各元件不依賴于其他元件而能夠獨立工作；系統內各元件可以通過程序的設定實現功能的多樣性。

12）預留BA或*三方集成平臺接口，采用modbus、opc等方式。

6.5設備選型

7結束語

在全球范圍內，由于經濟的發展，造成了大量的環境污染、資源短缺、光污染等問題。這些問題*直困擾著人們的日常生活。因此，*將電力照明與現代智能化技術結合起來，實現資源的*利用。

參考文獻

.       武文龍.智能照明控制系統在電氣照明節能設計中的應用分析[J].住宅與房地產,2018(21):92.

.       蔣涵元,宋萬軍,白龍,等.基于VPLC的工業智能照明控制系統的設計和開發[J].控制工程,2022,29(10):1916-1920.

.       于建游,劉志忠,吳建波,等.延崇高速金家莊特長螺旋隧道智能照明控制系統的設計[J].照明工程學報,2021,32(5):15-19.

.       陳超泉,吳逢鐵.低眩光籃球場節能照明光學設計與優化[J].激光與光電子學進展,2022,59(11):407-412.

.       曹艷.智能照明控制系統的應用和發展[J].光源與照明,2022(5):86-88.

.       彭強.智能照明控制系統在地下停車場的應用[J].工程技術研究,2022,7(10):117-119.

.       韓兆儒,李祺穎,李濤哲.智能照明控制系統的設計與實現[J].電工技術,2022(8):17-19.

.       刁建新,王振坤,姚勝,等.智能照明系統控制策略研究綜述[J].照明工程學報,2022,33(2):44-51.

.       劉強.基于安全節能的隧道入口照明方法改善研究[D].石家莊:石家莊鐵道大學,2019.

.       王琳琳.智能照明控制系統在電氣照明節能設計中的應用

.       安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2022年05版.