智能照明系統(tǒng)在地下水廠的應(yīng)用

黃冏

（中國市政工程西南設(shè)計(jì)研究總院有限公司）

1 智能照明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

為對照明做到智能的監(jiān)控與管理，智能照明系統(tǒng)將管理的軟件與硬件融入其中并結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)通信。系統(tǒng)的主要構(gòu)成有三部分，分別為站控、通信管理以及間隔，系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)來源為通信系統(tǒng)的歸集而后將數(shù)據(jù)傳輸至控制主站，以此來完成對照明系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制，可以對其進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)。通過通信系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確掌握照明的狀態(tài)是否處于正常，除了監(jiān)測之外還可完成各項(xiàng)數(shù)據(jù)的收集歸整與查看。該系統(tǒng)的主要遠(yuǎn)程控制方式具體可見圖1。主要將該智能照明系統(tǒng)運(yùn)用于地下水廠，可對其照明設(shè)備做出下列操控：

圖1 智能照明控制系統(tǒng)原理框圖

1）可以運(yùn)用鍵盤操作照明開關(guān)，在控制室進(jìn)行對照明系統(tǒng)給出開或關(guān)的命令，之后運(yùn)用RS485通訊線將命令傳輸至每個(gè)照明控制端，而后各控制端能夠利用繼電器來實(shí)現(xiàn)照明設(shè)備的開關(guān)控制，最后還能將設(shè)備處于開或關(guān)的情況傳輸回控制室；

2）每個(gè)照明的控制端主要通過對繼電器上經(jīng)過的電流來斷定是否照明設(shè)備存在異常，出現(xiàn)問題。倘若看到有電流且繼電器也處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，則照明設(shè)備存在異常，設(shè)備異常的訊息可以RS485通訊線傳輸至總控制室。

3）當(dāng)通過鍵盤對鍵入開或關(guān)的命令時(shí)，總控制室的屏幕上會同時(shí)出現(xiàn)鍵入的相關(guān)命令，并且也會出現(xiàn)命令傳輸后照明設(shè)備是否有被控制。

4）在總控制室中設(shè)置的相關(guān)指示燈與照明設(shè)備相對應(yīng)，能夠同步及時(shí)觀察到照明設(shè)備的具體狀態(tài)，若指示燈為熄滅則表明設(shè)備為關(guān)閉的，若為亮起則表明設(shè)備為開啟的，而當(dāng)其出現(xiàn)不同跳閃的情況時(shí)，則意味著設(shè)備出現(xiàn)異常。

2 智能照明系統(tǒng)方案

2.1 項(xiàng)目概況

某一總面積為4萬m2的地下水廠為此次智能照明系統(tǒng)的項(xiàng)目工程，其主要是一體化箱體區(qū)域，一共可分為8個(gè)區(qū)域，由各工藝過程中池所組成，總體與局部分別為2層和3層。

2.2 設(shè)計(jì)方案

1）以單控開關(guān)的形式設(shè)計(jì)出入口照明開關(guān)。該地下水廠占地面積較大，與出口相距最遠(yuǎn)的距離會＞200m。因此若僅以單控開關(guān)開控制照明系統(tǒng)，會給施工人員造成諸多困難，且若需要對水廠進(jìn)行例行檢查時(shí)，當(dāng)穿越A區(qū)，到達(dá)B區(qū)之后，要關(guān)閉A區(qū)開關(guān)則需重新到達(dá)A區(qū)起點(diǎn)處，多行走200m的路程。

2）以雙控形式設(shè)計(jì)出入口照明開關(guān)。若要設(shè)計(jì)雙控開關(guān)，由于地下水廠面積較大，照明設(shè)備較多，需要較多的線路連接，增加作業(yè)難度，且會因此增加總體施工成本。且地下水廠有較多的出入口，各區(qū)域之間位置錯(cuò)亂，雙控開關(guān)的設(shè)置依舊不能提升整體工程效益。

3）照明節(jié)能。地下水廠占地面積較大，含有較多的照明設(shè)備，當(dāng)進(jìn)行例行檢查或作業(yè)時(shí)，需要開啟較多數(shù)量的照明設(shè)備，卻并非所有區(qū)域均需照明，所以會出現(xiàn)嚴(yán)重的能源浪費(fèi)現(xiàn)象。

2.3 設(shè)計(jì)原則

1）操控的安全保障。在智能照明控制系統(tǒng)中的開關(guān)主要為傳輸指令。且傳輸信號為24V，在安全電壓范圍內(nèi)。且操作人員只需對繼電器進(jìn)行遙控，不會直接與電源進(jìn)行危險(xiǎn)接觸[1]。

2）便于管理。設(shè)定與控制T/U地址以此來實(shí)現(xiàn)其與照明開關(guān)的一一對應(yīng)，而后進(jìn)行對應(yīng)范圍內(nèi)照明設(shè)備的控制。依據(jù)不同的實(shí)際需求對開關(guān)做出調(diào)整，以達(dá)到可進(jìn)行異地和集中控制等操作的標(biāo)準(zhǔn)。針對不同區(qū)域的開關(guān)進(jìn)行相應(yīng)標(biāo)記，實(shí)時(shí)監(jiān)測對應(yīng)范圍照明設(shè)備情況。

3）節(jié)約能源。依據(jù)實(shí)際需求，對某些回路做處理，實(shí)現(xiàn)照明區(qū)域的變動。依據(jù)照明的不同要求設(shè)定不同的照明模式。要啟用該模式只需對指定的模式開關(guān)進(jìn)行操作就可。任一照明區(qū)域的照明情況度能夠在總控制室進(jìn)行監(jiān)測并控制。

4）減少工程費(fèi)用。智能照明控制系統(tǒng)采用總線式，任一回路與配電箱直接相連，只需就近選擇一個(gè)照明設(shè)備將設(shè)備中的兩根信號線連接，就能夠完成對所有照明設(shè)備的管控。并且當(dāng)照明區(qū)域發(fā)生變化也不需要對線路進(jìn)行更改，直接更改設(shè)定即可。

3 照明系統(tǒng)的具體應(yīng)用

3.1 控制單元

1）傳送單元。當(dāng)照明回路的數(shù)量低于256時(shí)可以只設(shè)置一個(gè)傳送單元，且其可以放入任一配電箱。

2）電磁遙控開關(guān)。此地下水廠工程運(yùn)用20A的電磁遙控開關(guān)，而開關(guān)在使用時(shí)還需配和電磁遙控開關(guān)控制T/U及控制系統(tǒng)用變壓器共同運(yùn)用。在開關(guān)上設(shè)有自鎖功能，能夠進(jìn)行手動控制，當(dāng)需要時(shí)開啟不需要使用時(shí)即會自動鎖定，節(jié)約了能源的同時(shí)還延長了電磁遙控的使用時(shí)間，此外自動鎖能夠保證當(dāng)有照明設(shè)備異常時(shí)依舊保持照明。

3）電磁遙控開關(guān)控制T/U。其主要搭配20A電磁遙控開關(guān)一起操作，一個(gè)20A電磁遙控開關(guān)控制T/U搭配四個(gè)相同功率電磁遙控開關(guān)。

4）控制系統(tǒng)用變壓器。在每個(gè)配電箱中配置一個(gè)24V的控制系統(tǒng)用變壓器，以保證電磁遙控開關(guān)正常使用。

5）觸摸式液晶屏。使用可觸摸的液晶顯示屏，以便能夠更好的進(jìn)行手動式觸摸控制照明系統(tǒng)開關(guān)，且照明設(shè)備的實(shí)際情況可由顯示屏按鍵側(cè)邊的指示燈來展現(xiàn)。并且液晶屏還有可直接觸摸編輯的模式，能夠直接通過顯示屏對開關(guān)的相關(guān)設(shè)定命名做更改。此地下水廠配置了一臺液晶觸摸屏，以便工作人員能夠?qū)嵤z測照明設(shè)備的實(shí)際情況。

3.2 電氣系統(tǒng)圖

配電箱系統(tǒng)的檢查修理區(qū)域設(shè)置如圖2。

根據(jù)圖1中可分析得知，一個(gè)電磁遙控開關(guān)對應(yīng)配置四個(gè)回路，并且配電箱中均安裝有一個(gè)控制系統(tǒng)用變壓器。配電箱與控制設(shè)備之間僅通過一根線路即可連接，能夠?qū)π盘栔噶钸M(jìn)行接受發(fā)送。這樣的智能照明系統(tǒng)很大程度上減輕了在占地面積如此大的地下水廠進(jìn)行照明控制時(shí)的工作量[2]。

4 智能照明的優(yōu)勢

較之于傳統(tǒng)的照明方案，在地下水廠使用智能照明系統(tǒng)有如下幾點(diǎn)明顯的優(yōu)點(diǎn)：

1）從控制照明系統(tǒng)方面來看，傳統(tǒng)的地下水廠照明方式主要依靠于現(xiàn)場操作。因此工作人員必須準(zhǔn)確的找準(zhǔn)燈具的開關(guān)位置，否則無法啟動水廠照明。但本方案中設(shè)計(jì)的智能照明可以借助于遙控器，施工人員只需輕輕按下整個(gè)遙控按鈕，就可以自動開啟廠內(nèi)照明系統(tǒng)。

圖2 生物處理池區(qū)檢修工作區(qū)域的照明配電箱系統(tǒng)

2）本方案中智能照明系統(tǒng)中裝有智能顯示屏，該系統(tǒng)中的重要數(shù)據(jù)會直接顯示在觸摸屏幕上。便于工作人員采集相關(guān)數(shù)據(jù)，省去了人工巡檢記錄數(shù)據(jù)的不便。

3）本工程所涉及到的照明系統(tǒng)接線較為簡單，采取就近原則，直接從智能控制設(shè)備上引兩根線到燈具，避免了燈具之間相互關(guān)聯(lián)的接線過多，出現(xiàn)線路繁雜，給維修帶來不便。

5 智能照明系統(tǒng)應(yīng)用中的注意事項(xiàng)

1）地下水廠的主廠房整體照明系統(tǒng)均在一個(gè)電源系統(tǒng)中控制，并且系統(tǒng)中回路均只負(fù)載照明，因此信息發(fā)送接收不易被干擾，一般不會出現(xiàn)信息傳送異常情況。相較而言輔助廠房中的電源系統(tǒng)回路就會受到電動機(jī)操作而受到影響，因?yàn)槠溥B接于就地MCC，信號傳送中斷的問題時(shí)常出現(xiàn)，導(dǎo)致控制受阻。

2）由于單元控制與系統(tǒng)控制模塊以及接觸器等部件都被安裝于照明箱中，一定程度上增加了檢修的工作量。

3）若沒有對照明配線與照明控制方式做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，則對照明系統(tǒng)的節(jié)能功能形成一定的阻礙。當(dāng)有區(qū)域已經(jīng)使用PLC照明控制系統(tǒng)時(shí)，只可以在控制中心運(yùn)用設(shè)備樹選擇區(qū)域，因此不能達(dá)到較好的直觀視圖。

6 結(jié)語

綜上所述，將智能照明控制系統(tǒng)運(yùn)用在此地下水廠中，使整體照明系統(tǒng)效益都有所提升，效率提升的同時(shí)還降低了施工成本費(fèi)用且達(dá)到節(jié)能的效果，具有一定的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性，也滿足安全保障需求，現(xiàn)實(shí)意義大。