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浅谈建筑项目中的智能照明系统的设计与研究

 更新时间:2023-06-29 点击量:152

【摘要】:建筑智能照明工程中智能照明控制系统发展迅速,具有舒适性和节能性两方面优势。智能照明控制系统已经处于模块化速发展阶段,如今更好的控制方案成为制约系统发展的瓶颈。文章在研究了国内外智能照明系统的基础上,从照明节能方面提出照明控制方案设计时的4点要求:自然光补偿节能、上下班定时开关灯、午休时间灯光关闭N%和下班后红外感应节能。

【关键字】:智能照明;建筑工程;研究展望

1研究意义

现代建筑的能耗相当大,据资料统计建筑的能耗达整个国家总能耗的30%,而建筑物的能耗通常体现在建筑设备的能耗上,建筑物的设备能耗中照明及办公用电大概占建筑设备用电的39%。传统的照明控制缺点非常明显,很难达到由管理室对全体照明成批监控;现场控制也不够灵活。智能照明控制系统可以更有效地利用能源,缓解能源危机。

2国内外研究现状

以前由于成本、运行维护难等原因,智能照明系统仅在一些重点项目及道路、蔬菜大棚口、舞台和办公大楼l3.等需要特定灯光场景的场合中得到应用。

根据办公大楼的运营实例,节能效果能达到20~50%以上;一般的商场、酒店、地铁站等地的节能效果也能达到25~30%,同时可将灯具使用寿命延长2-3倍。如2012年,日本人Ono,Keiko等使用智能照明系统控制办公室顶棚LED灯具,测得实际节能60~80%。2013年,Byun等在实验室内,用LED智能照明系统模拟控制住宅照明,*好的实验节能数据为21.9%。

国内的智能照明控制系统,控制对象绝大多数为商业照明,如:剧院、博物馆、路灯等。2013年,李智华等设计了一种基于ZigBee的LED智能照明控制系统,该系统在恒照度自适应控制试验中取得了5%的误差,但是在LED驱动的效率以及模糊PID恒照度自适应控制在抗扰动和响应速度等方面,还需要改进。

3 智能照明系统分析

3.1智能照明发展分析

在智能照明控制系统模块化的今天,各大厂商智能照明模块*大的区别就在于各自对照明系统场景方案的设计。建筑类型多种多样,业主需求五花Afq,如何针对性的提取共性,设计出符合绝大多数业主需求的控制方案,尽可能的一楼一方案才能实现真正意义上的智能。以下为智能照明模块方案中的几点共性。

3.1.1自然光补偿节能

从节能的角度考虑,应尽可能*大程度地使用自然光。智能照明系统通过加装在窗户上的照度传感器智能调节灯光强度,如图1所示。

3.1.2上下班定时开关灯

IMG_256传统模式中,每天需要管理人员提早出发,一片区域一片区域打开。智能控制系统按照预先设定的程序,准时、全自动运行,并无人工成本。

3.1.3午休时间灯光关闭N%

午休时间,员工外出就餐,并不需要.[作时的照度,可适当调整灯具光强或关闭部分灯具。若以午休时间灯光关闭50%为例,每天中午休息一小时,平均每个回路每天少运行O.5小时,每回路每天运行10小时计算,实际节省电力为5%。

3.1.4下班后红外感应节能

系统按照预先设置的程序,每隔一定时间电脑巡查所有灯光回路状态,自动关闭无需使用的回路。

4 安科瑞智能照明控制系统

4.1概述

ALIBUS智能照明产品采用RS485总线技术,技术成熟可靠,安全稳定。开关驱动器具备独立工作的能力,适用于一些中小型的项目;模块化设计,可以任意拼接扩展,同时预留I/O口以及Modbus接口,还可以满足与AcrelEMS企业微电网管理云平台进行数据交换。

4.2应用场所

适合于各类智能小区、医院、学校、酒店,以及体育场所、机场、隧道、车站等大型公建项目的照明控制需求。

4.3系统结构

IMG_257 

4.4系统功能

1)实时检测并显示各个模块的在线状态,反馈现场受控回路的开关状态,监控界面按照楼层各分区的布局和回路列表来浏览。

2)当发生模块离线、网关设备掉线或者状态反馈和下发控制命令不一致时会发生故障报警,并将故障报警信息记录并显示在界面中。

3)可以对单个照明回路实现开关控制;每个模块、楼层都有相应的模块控制开关和楼层控制开关,也可以一个模块或者整个楼层实现开关控制。

4)开关驱动器支持过零触发功能,负载(灯具)的分合操作仅在交流电过零时进行;可有效减少电磁干扰以及对电网的冲击,延长灯具与控制装置的寿命。

5)对每个照明回路可以预设掉电状态,当照明电源掉电时,开关驱动器会自动切换到预设的掉电状态;确保重新上电时灯具的开关状态是确定与可控的。

6)拖动调光控件,照明设备从0%到100%进行调光,可以对单个照明回路实现调光控制,调光总控可以对一个模块的照明回路实现调光控制,也可以对多个照明回路实现调光控制,通过图标的亮灭状态反馈现场开关的状态。

7)点击场景控件,打开或者关闭对应场景设置,软件界面上显示不同的场景模式和场景功能,通过图标的亮灭显示对应的场景状态是打开还是关闭。

8)设置定时时间,确认时间点后,对该事件点执行的动作进行设置,设置灯在设定的时间点亮或者灭。

9)系统可以通过预设的当地经纬度信息,自动计算每天的日升日落时间;根据天文时钟控制照明开关,实现日落开灯、日出关灯的功能。

10)所有定时控制计划均可下发保存至驱动模块;当上位机系统故障或模块离线时,驱动模块可以利用自带的RTC时钟维持定时控制计划的正常执行,不影响日常的照明控制效果。

11)系统结构是分布式总线结构;系统内各元件不依赖于其他元件而能够独立工作;系统内各元件可以通过程序的设定实现功能的多样性。

12)预留BA或第三方集成平台接口,采用modbus、opc等方式。

4.5设备选型

名称

型号

功能

备注

安科瑞智能照明控制系统

ALIBUS

可通过控制面板、人体感应、照度感应、微波感应、上位机系统、触摸屏、手机、平板端等多种控制终端实现灵活多样的智能化控制

 

名称

型号

上行

下行

外形尺寸

备注

智能通信管理机

Anet-1E1S1

1路以太网

1路RS485

140*90*50

 

智能通信管理机

Anet-1E2S1

1路以太网

1路RS485

140*90*50

 

智能通信管理机

Anet-2E4S1

2路以太网

4路RS485

168*113*54

 

智能通信管理机

Anet-2E8S1

2路以太网

8路RS485

168*113*54

 

 

名称

型号

负载电流

安装方式

外形尺寸

备注

4路开关驱动器

ASL220Z-S4/16

16A

导轨式

144*90*70

1.控制火线

2.每回路额定电流16A

3.磁保持继电器

4.延时控制

5.电流检测

6.定时控制

8路开关驱动器

AS220Z-S8/16

16A

导轨式

216*90*70

1.控制火线

2.每回路额定电流16A

3.磁保持继电器

4.延时控制

5.电流检测

6.定时控制

12路开关驱动器

ASL220Z-S12/16

16A

导轨式

288*90*70

1.控制火线

2.每回路额定电流16A

3.磁保持继电器

4.延时控制

5.电流检测

6.定时控制

16路开关驱动器

ASL220Z-S16/16

16A

导轨式

360*90*70

1.控制火线

2.每回路额定电流16A

3.磁保持继电器

4.延时控制

5.电流检测

6.定时控制

8路调光驱动器

ASL220Z-SD8/16

16A

导轨式

360*90*70

1.控制火线

2.每回路额定电流16A

3.磁保持继电器

4.延时控制

5.0-10V调光

 

名称

型号

性能

安装方式

外形尺寸

备注

红外感应传感器

ASL220-PM/T

3-5m

120°

嵌入式吸顶

φ80

开孔55mm

微波感应传感器

ASL220-RM/T

5-7m

120°

嵌入式吸顶

φ80

开孔55mm

微动感应传感器

ASL220-PR/T

5-7m

120°

嵌入式吸顶

φ80

开孔55mm

IP网关

ASL200-485-IP

ALIBUSnet/IP

导轨式

14*28*39

系统组网元件

监控软件接口设备

1联2键智能面板

ASL220-F1/2

2组控制指令

86盒

86*24*86

开关

调光

场景

2联4键智能面板

ASL220-F2/4

4组控制指令

86盒

86*24*86

3联6键智能面板

ASL220-F3/6

6组控制指令

86盒

86*24*86

4联8键智能面板

ASL220-F4/8

8组控制指令

86盒

86*24*86

5结束语

文章通过对当今智能照明系统研究分析的基础上,从照明系统运行方案层面对照明系统进行了深入研究,通过分析多个厂家照明系统的各个方案,体现较节能水平的同时,又注重照明质量。智能照明控制系统不仅仅对照明设计的发展具有前瞻生意义,更可以通过联动,结合建筑设备自动化系统,提建筑智能化进程。

参考文献

[1]刘炜.住宅人工照明光环境智能控制研究[D].重庆大学,2003:23.

[2]Overa-GonzalezErnestoAlaniz-LumbrerasDanielLvanovTsonchevRumenetalIntelligentlightingsystemforplantgrowthanddevelopmentlJ1.Computers&ElectronicsinAgriculture,2013,9248—53.

[3]张明.智能照明控制系统在办公大楼中的应用[J].智能建筑与城市信息,2014(18):84—85.

[4]黄天宏.LED照明技术的研究和设计实例[D].湖南大学,2009:5.

[5]OnoKeikoMikiMitsunoriYoshimiMasatoeta1.DevelopmentofanIntelligentLightingSystemUsingLEDCeilingLightsintoanActualOffice[J].ElectronicsCommunicationsinJapan,2012,95(10):54—63

[6]ByunJinsungHongInsungLeeByounNooeta1.IntelligenthouseholdLEDlightingsystemconsideringenergyeficiencyandusersatisfaction[J].IEEETransactionsonConsumerElectronics.,2013,59(1):70—76.

[7]李智华,周峰,王元章,等.基于ZigBee的LED智能照明控制系统.现代建筑电气,2013(6):9—12

[8]孙良,肖 虹,建筑工程中的智能照明控制系统研究展望.

[9]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2022.05