论智能照明系统在烟草行业中的应用

1 前言
智能照明是现代智能化建筑设计的重要组成部分。照明控制系统从最为简单的机械式开关正在向着分布式总线结构的系统演进。伴随物联网的建设和发展，环境控制系统将会在园区级、城市级大量应用，该系统已经逐渐成为节能型建筑中不可或缺的部分，在各种功能性建筑物中，能实现全面的综合性的能源管理，对节能减排发挥着显著作用。“都宝制丝线技术改造”项目对照明设计的要求非常高，不仅要求能为生产、工作提供良好的视觉条件，还要考虑到管理智能化和操作简单化，并且需要做到充分利用和节约能源。
2 “都宝线”智能照明控制需求分析
智能照明控制系统是“都宝线”建筑智能化系统的一个重要有机组成部分，为了达到对车间生产照明控制的多样化，管理智能化要求，芜湖“都宝线技改”智能照明控制区域主要分布在制丝车间（A区）和综合库（B区）。
（1）制丝车间
A区域一层包含区域有：热端设备间、冷端设备间、成品烟丝装箱间、膨胀烟丝外运间、走廊、管道入口间、机修加工间、生产辅房、香料厨房、压棒间、烟丝加工间、加香间1、加香间2、混丝间、烟叶加工间、白肋烟处理间、生产试验间、制丝车间、烟梗预处理间、片烟高架库、片烟入库区、工房内走廊、楼梯出入口等。
A区域二层包含区域有：膨胀烟丝车间、干冰生丝暂存车间、空调机房、变配电间、除尘间，走廊楼梯出入口等。
（2）综合库
B区域包含区域有：成品烟丝高架库、辅料高架库、辅料一级库、辅料配盘间、成品烟丝高架库入库区、丝束暂存间、空调机房、滤棒成型发射间、走廊、楼梯出入口等。
芜湖卷烟厂制丝工房、综合库主要分为生产、仓储、办公、公共区域等各种功能区域自然光的采光各不相同，如生产、仓储区自然采光较少，利用自然光达不到所需照度；而办公区域自然采光比较充分，在日照比较强时，自然光就可以满足该区域所需照度。其次不同功能区域使用性质的不同，对照明控制要求也不同，如生产区空间大、照明回路多，在控制上主要考虑便于该区域的集中管理，多样化控制，而公共区域需充分体现节能的要求，仓储等区域主要以现场控制为主。此外还需要考虑节假日、上下班等不同时段对照明的不同需求。
3 “都宝线”智能照明控制系统的实现
芜湖卷烟厂智能照明控制系统为总线式控制系统，并且采用模块化结构。该结构具有灵活性较强，易于扩展，控制相对独立，成本相对较低等特点（如图1所示）。
该控制系统为数字式照明管理系统，它由输入模块、输出模块、联网监控三部分组成。除网桥模块外，每个设备通过软件设定其网络唯一单元地址，并通过软件编写其功能，然后通过输出单元来控制各照明回路。系统采用集中控制及现场控制两种方式，通过总线将控制命令与各智能照明模块进行通信联络，同时接收来自智能照明模块的工作状态，并在异常情况下采取处理措施。
现场照明控制可通过中央集控和本地智能面板控制，中央集控位于带班长办公室，由专人管理控制，本地智能面板位于照明现场，为便于现场人员操作控制。
3.1 中央集控
芜湖卷烟厂智能照明中央集控系统采用某品牌Dynalite监控软件，它提供一个直观的全中文友好用户界面，类似Windows资源管理器的树型结构目录，可以方便地对各照明控制区域进行监控和管理。可视化的照明平面图形可直观地显示出各场景的真实状况。简明的虚拟场景控制按钮，使灯光的场景控制操作变得非常容易（如图2所示）。
3.2 现场控制
制丝车间各生产区域照明采用智能照明系统控制，车间班组可根据生产工艺需求启用不同照明场景，不仅满足现场照度要求，同时也为企业节约能耗。与传统照明控制方式比较，智能照明控制系统的最大优点是能实现单回路任意组合控制，较传统照明控制更灵活、便利，提高了车间照明管理水平。若每个区域照明场景需要切换时，只需轻点一个按键就能实现。图3~4为烟叶加工间开启1/8照明场景及现场照度。
依据车间生产工艺及柔性化生产要求，已将各生产区域照明预设多种控制场景，方便车间在不同时间段和不同生产模式下可采用相应的照明场景，具体场景预设如下表所示。
3.3 定时控制
在走廊等公共区域，通过时钟模块定时控制实现不同时段的场景切换，与传统手动控制相比较能够降低能耗的同时减少大量的人员管理成本。例如，对于综合库与制丝车间之间消防通道照明，采用定时控制（06:00—18:00关闭；18:00—06:00开启）。其控制效果明显（如图5~6所示）。
4 系统产生的经济效益
灯具：双管日光灯1200套 2×36W
电磁感应灯2100套 150W
总功率：401.4kW
工作时间：24小时/天，22天/月，264天/年
电费：0.8元/度
系统投入资本：1100000元
以烟叶加工间照明控制为例，对烟叶加工间1贮烟柜区域140盏照明（150W）采用智能控制，通过现场科学合理调试，对现场照明预设：全开、1/2开、1/4开、1/8开、全关五种场景控制，排除设备检修及其它调试等情况，在正常生产情况下，该区域生产照明选择1/8开场景可满足现场照度需求（如图7~8所示）。
对烟叶加工间2贮烟柜区域140盏照明（150W）采用传统继电器控制，正常生产情况下，现场照明设置为：全开、1/3开、1/2开、2/3开、全关五种场景控制，现场最节能状态可处1/3开场景，还不能确保工作区现场照度是否满足要求。通过现场试验比较，烟叶加工间1贮烟柜区域1/8场景照明与烟叶加工间2贮烟柜区域1/3场景照明均能满足现场工作照度，因此，烟叶加工间1一天生产照明能耗（一天按三班生产计）：w=1/8×140×150×24=63kWh，而烟叶加工间2一天生产照明能耗：w=1/3×140×150×24=168kWh，与传统照明控制相比较，采用智能照明控制区域单位照明节电率为：k=（168-63）/168=0.625.以此类推整个工房内智能控制系统一年（264天工作日）可节约电费为：401.4×1/3×24×0.625×0.8×264=423561元。由此可见，采用智能照明控制系统，为企业节约能耗可观，产生经济效益明显，一年可为企业节约电能费用约42.3561万元，其中还不含灯具使用损坏及维修等隐性成本费用，整个系统投入回报时间只需2.6年。
5 结束语
综上所述，芜湖卷烟厂“都宝线技改”选用智能照明控制系统不仅可以节约能源、提高照明质量、延长灯具寿命，还可以简化照明管理、降低维护费用、减少人员管理成本，拥有良好的使用效果与经济效应，是照明控制领域的一大进步。对推动我国绿色建筑发展，树立绿色照明设计理念，增强企业的社会责任感具有重要的实践价值。