某自備電廠智能照明控制系統(tǒng)的應(yīng)用

田創(chuàng)新

（中石油玉門油田公司水電廠，甘肅 酒泉 735000）

1 概況

該電廠照明控制系統(tǒng)大部分是以照明配電箱通過(guò)手動(dòng)開關(guān)來(lái)控制照明燈具的通斷，部分配電室通過(guò)回路中串入接觸器，靠門邊裝設(shè)行程開關(guān)實(shí)現(xiàn)通斷。以上控制方法在廠內(nèi)大量使用，沒(méi)有場(chǎng)景功能，無(wú)法自動(dòng)控制，無(wú)調(diào)光，通斷主要靠運(yùn)行人員巡檢時(shí)人為控制，不能保證部分區(qū)域照明燈具按時(shí)開關(guān)，存在長(zhǎng)明燈現(xiàn)象。近年來(lái)，該電廠對(duì)廠區(qū)內(nèi)的大功率照明進(jìn)行了改造，目前光源類型主要以LED及氣體放電燈為主，燈具方面的節(jié)能已經(jīng)做到目前較好的狀態(tài)，面臨的是人為控制所造成的能源浪費(fèi)，全廠1000多盞燈，如果不按時(shí)按需開關(guān)，常年累月，造成的浪費(fèi)更嚴(yán)重。

隨著微電子技術(shù)與數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展，智能化專業(yè)照明控制系統(tǒng)的引用，在節(jié)約能源、延長(zhǎng)燈具壽命、提高照明質(zhì)量方面效果突出。根據(jù)國(guó)內(nèi)使用智能照明控制的經(jīng)驗(yàn)，使照明管理與設(shè)備維修簡(jiǎn)單化，降低維護(hù)費(fèi)用，還對(duì)環(huán)境改善、提高工作效率都有著顯著的效果。對(duì)解決該電廠照明系統(tǒng)人為控制造成的浪費(fèi)現(xiàn)象也能起到非常顯著的作用。

2 智能照明系統(tǒng)控制功能

智能系統(tǒng)設(shè)有中央監(jiān)控裝置，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)實(shí)施中央監(jiān)控，以便隨時(shí)調(diào)節(jié)照明的現(xiàn)場(chǎng)效果，例如系統(tǒng)設(shè)置開燈方案模式，并在計(jì)算機(jī)屏幕上仿真照明燈具的布置情況，顯示各燈組的開燈模式和開/關(guān)狀態(tài)，還具有燈具異常啟動(dòng)和自動(dòng)保護(hù)的功能，能實(shí)現(xiàn)紅外監(jiān)控、照度監(jiān)控啟動(dòng)和關(guān)閉功能，具有燈具啟動(dòng)時(shí)間，累計(jì)記錄和燈具使用壽命的統(tǒng)計(jì)功能。在供電故障情況下，具有雙路受電柜自動(dòng)切換并啟動(dòng)應(yīng)急照明燈組的功能；系統(tǒng)設(shè)有自動(dòng)/手動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)，以便必要時(shí)對(duì)各燈組的開、關(guān)進(jìn)行手動(dòng)操作；具有場(chǎng)景預(yù)設(shè)、亮度調(diào)節(jié)、定時(shí)、時(shí)序控制及軟啟動(dòng)、軟關(guān)斷的功能。

智能照明控制系統(tǒng)能夠通過(guò)合理的管理，根據(jù)不同日期、不同時(shí)間、不同的照度，按照各個(gè)功能區(qū)域的運(yùn)行情況預(yù)先進(jìn)行光照度的設(shè)置，不需要照明的時(shí)候，保證將燈關(guān)掉。智能照明控制系統(tǒng)能用最經(jīng)濟(jì)的能耗提供最舒適的照明，從而大大降低了電廠照明的能耗。

3 智能照明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和組成

一般智能照明控制系統(tǒng)都為數(shù)字式照明管理系統(tǒng)，它由系統(tǒng)單元，輸入單元和輸出單元三部分組成。除電源設(shè)備外，每一單元設(shè)置唯一的單元地址，并用軟件設(shè)定其功能。通過(guò)輸出單元來(lái)控制各負(fù)載回路。

智能照明系統(tǒng)一般采用集中控制和管理、分散執(zhí)行的方式，亦即配置中央監(jiān)控中心和智能控制照明柜，前者有控制計(jì)算機(jī)、主通信控制器等設(shè)備，用于對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行控制和管理工作，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將控制命令與各智能控制柜的可編程控制器進(jìn)行通信聯(lián)絡(luò)，同時(shí)接收來(lái)自智能控制柜內(nèi)可編程控制器的有關(guān)自動(dòng)及手動(dòng)工作狀態(tài)、燈具開/關(guān)狀態(tài)等，并在異常情況下采取處理措施。中央監(jiān)控系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)以下功能：表格化及圖形界面，操作方便快捷；顯示各回路的位置及其運(yùn)行狀態(tài)（開或關(guān)），通過(guò)顏色變化顯示；圖形界面可直接點(diǎn)擊CAD平面圖中的燈位提示來(lái)操作的開關(guān)；可根據(jù)天文時(shí)鐘安排365天回路控制日程表。

該電廠照明區(qū)域劃分可以按照電氣控制樓、汽機(jī)廠房、鍋爐區(qū)域、煤場(chǎng)、化學(xué)廠房、機(jī)關(guān)樓、廠外單位等功能區(qū)域進(jìn)行劃分，分別設(shè)置中央監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)本區(qū)域的照明情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。

4 智能照明控制系統(tǒng)在鍋爐區(qū)域的應(yīng)用

以2#爐區(qū)域設(shè)計(jì)為例 整個(gè)場(chǎng)地共有90套75W的金鹵燈，20套70W的LED燈具，由分散在爐體下部的6個(gè)配電柜進(jìn)行控制。智能改造之后，整個(gè)控制系統(tǒng)采用集中控制和管理，分散執(zhí)行的方式，即中央監(jiān)控中心（上層）和智能照明控制柜（下層）。監(jiān)控中心可進(jìn)行整個(gè)場(chǎng)地照明控制和管理，循環(huán)與各臺(tái)智能照明控制柜中的可編程照明控制器進(jìn)行通訊聯(lián)絡(luò)。一方面，將有關(guān)控制命令通過(guò)總線傳輸，發(fā)至各區(qū)域照明控制柜內(nèi)的可編程控制器，讓其接收相關(guān)的控制命令；另一方面，接收來(lái)自各區(qū)域照明控制柜內(nèi)的可編程控制器向上轉(zhuǎn)發(fā)的有關(guān)自動(dòng)或手動(dòng)狀態(tài)，開燈或關(guān)燈狀況等信號(hào)，（在要求高的情況下，還可巡檢每只燈的狀態(tài)及故障情況，對(duì)燈具工作時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，查閱每只燈的累計(jì)運(yùn)行時(shí)間，在進(jìn)行爐子大修時(shí)進(jìn)行普查，及時(shí)將到達(dá)使用壽命的燈具換掉，）通過(guò)分類處理，在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示參數(shù)，對(duì)異常情況采取提示處理。它可與其他BA系統(tǒng)通過(guò)接口集成。智能照明控制柜則是具體執(zhí)行監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)發(fā)出的各項(xiàng)控制命令，控制場(chǎng)地照明燈光以不同模式開燈，滿足不同的要求，并巡回采集照明回路的開關(guān)狀態(tài)參數(shù)等信號(hào)。對(duì)于場(chǎng)地?zé)艄?，除了在監(jiān)控中心的計(jì)算機(jī)上控制外，還可在現(xiàn)場(chǎng)的控制柜上進(jìn)行手動(dòng)按鈕分組操作、控制。

鍋爐區(qū)域的燈光照明系統(tǒng)通過(guò)智能控制系統(tǒng)設(shè)定的模式運(yùn)行，可減少不必要的耗電開支，同時(shí)可降低運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用；通過(guò)自動(dòng)調(diào)節(jié)場(chǎng)地?zé)艄獯蜷_的先后順序，可有意識(shí)的避免燈光同時(shí)點(diǎn)亮造成的啟動(dòng)電流過(guò)大，并可限制金鹵燈再啟動(dòng)的間隔時(shí)間，大大增加燈具的壽命；這些都可為用戶節(jié)約開支，盡快收回成本創(chuàng)造了條件。

鍋爐本身線路繁多，功能復(fù)雜，通過(guò)采用燈光智能控制系統(tǒng)可簡(jiǎn)化線路，節(jié)省導(dǎo)線和電纜的消耗量，從而降低投資，縮短工期，并減少維修管理費(fèi)用，給施工帶來(lái)了極大的方便。因此在設(shè)計(jì)中采用智能控制系統(tǒng)，其優(yōu)點(diǎn)綜述如下：

（1）運(yùn)用先進(jìn)的電力電子技術(shù)，進(jìn)行集中監(jiān)控與遙控任務(wù)，且優(yōu)化能源的利用，節(jié)約能源并降低運(yùn)行費(fèi)用。

（2）根據(jù)用戶要求和照明區(qū)域擴(kuò)大，只需要修改軟件設(shè)置，毋須對(duì)已有線路進(jìn)行改造，即可調(diào)整照明布局和擴(kuò)充功能。這將降低擴(kuò)建費(fèi)用和改造工期。

（3）斷電狀態(tài)結(jié)束恢復(fù)供電，系統(tǒng)將按預(yù)設(shè)定狀態(tài)恢復(fù)正常工作，實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班，提高管理水平。

（4）照明最佳運(yùn)行方式的設(shè)定，使燈具使用壽命延長(zhǎng)，從而減少維修工作量和設(shè)備費(fèi)用。

（5）控制回路與負(fù)載回路分開，控制回路采用低電壓，使得人身安全得到確保。

控制方式可采用中央控制（在控制室對(duì)所有照明回路進(jìn)行監(jiān)控，通過(guò)電腦操作界面控制燈的開關(guān)）；定時(shí)控制（設(shè)置白天、夜晚等模式）；隔燈控制：利用隔燈的方式區(qū)分照明回路，實(shí)現(xiàn)1/3、2/3、3/3照度控制；照度感應(yīng)控制（根據(jù)室外日光照度來(lái)控制）；現(xiàn)場(chǎng)可編程開關(guān)控制（通過(guò)編程的方式確定每個(gè)開關(guān)按鍵所控制的回路，單鍵可控制單個(gè)回路、多個(gè)回路）；調(diào)光控制（從0%照度到100%照度連續(xù)無(wú)級(jí)調(diào)光控制）；紅外線控制（在爐本體各樓梯上下口處設(shè)置紅外控制，當(dāng)有人員行走時(shí)自動(dòng)控制該區(qū)域的照明）等。

5 使用效果

5.1 實(shí)現(xiàn)照明的人性化

由于不同的區(qū)域?qū)φ彰髻|(zhì)量的要求不同， 要求調(diào)整控制照度，以實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景控制、定時(shí)控制、多點(diǎn)控制等各種控制方案。方案修改與變更的靈活性能進(jìn)一步保證照明質(zhì)量。

5.2 提高管理水平

將傳統(tǒng)的開關(guān)控制照明燈具的通斷，轉(zhuǎn)變成智能化的管理，使高素質(zhì)的管理意識(shí)用于系統(tǒng)，以確保照明的質(zhì)量。

5.3 節(jié)約能源

利用智能傳感器感應(yīng)室外亮度來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)燈光，以保持室內(nèi)恒定照度，既能使室內(nèi)有最佳照明環(huán)境，又能達(dá)到節(jié)能的效果。根據(jù)各區(qū)域的工作運(yùn)行情況進(jìn)行照度設(shè)定，并按時(shí)進(jìn)行自動(dòng)開、關(guān)照明，使系統(tǒng)能最大限度地節(jié)約能源。

5.4 延長(zhǎng)燈具使用壽命

眾所周知，照明燈具的使用壽命取決于電網(wǎng)電壓，由于電網(wǎng)過(guò)電壓越高，燈具壽命將會(huì)成倍地降低，反之則燈具壽命將成倍地延長(zhǎng)，因此防止過(guò)電壓并適當(dāng)降低工作電壓是延長(zhǎng)燈具壽命的有效途徑。系統(tǒng)設(shè)置抑制電網(wǎng)沖擊電壓和浪涌電壓裝置，并人為地限制電壓以提高燈具壽命。采取軟啟動(dòng)和軟關(guān)斷技術(shù)，避免燈具燈絲的熱沖擊，以進(jìn)一步使燈具壽命延長(zhǎng)。

6 結(jié)語(yǔ)

節(jié)能降耗是該電廠實(shí)現(xiàn)提質(zhì)增效的重要步驟，實(shí)現(xiàn)照明系統(tǒng)的智能控制，一方面可以將照明耗能降到最低，對(duì)于廠房?jī)?nèi)大功率燈具效果尤其突出；另一方面可以改善燈具壽命，而使目前照明改造的所有燈具能在壽命之內(nèi)達(dá)到預(yù)計(jì)經(jīng)濟(jì)效果。