随着社会的进步,节约能源已是世界发展的趋势。而现代建筑物的能耗相当大,据有关统计资料显示,建筑的能耗达整个国家能耗总量的30%,建筑物的能耗通常体现在建筑设备的能耗上。建筑物的设备能耗按不同类别划分,照明及办公设备用电占建筑设备用电的39%。在照明领域,照明控制起到了重要的作用。传统的照明控制是在靠近回路处加上开关,由开关来控制照明。很难达到“由管理室对全体照明实行成批监视、控制”,“在现场也可以灵活控制照明”的要求。为此,下面结合智能照明控制系统的实际应用,阐述智能照明系统是先进、节能、便于管理的配线系统。
1智能照明系统的应用价值
长期以来,智能照明在国内一直被忽视,大多数建筑物仍然沿用传统的照明控制方式,部分智能大厦采用楼宇自控(BA)系统来监控照明,但也只能实现简单的区域照明和定时开关功能。相比之下,智能照明系统体现出强大的优越性,它在智能建筑中的应用越来越广泛。采用智能照明控制系统总的效应如下。
1.1实现建筑照明的人性化
由于不同的区域对照明质量的要求不同,要求调整控制照度,以实现场景控制、定时控制、多点控制等各种控制方案。而且它可以改善工作环境,提高工作效率。传统照明系统中,配有传统镇流器的日光灯以100Hz的频率闪动,这种频闪使工作人员头脑发胀、眼睛疲劳,降低了工作效率。而智能照明系统中的可调光电子镇流器则工作在很高频率(40~70kHz)不仅克服了频闪,而且消除了起辉时的亮度不稳定,在为人们提供健康、舒适环境的同时,也提高了工作效率。
1.2建设节能建筑的必要环节
利用智能传感器感应室外亮度来自动调节灯光,以保持室内恒定照度,既能使室内有最佳照明环境,又能达到节能的效果。根据各区域的工作运行情况进行照度设定,并按时进行自动开、关照明,使系统能最大限度地节约能源。
1.3提高了现代化楼宇管理水平
将传统的开关控制照明灯具的通断,转变成智能化的管理,使高素质的管理意识用于系统,以确保照明的质量。智能照明控制系统将普通照明人为的开与关转换成了智能化管理,不仅使大楼的管理者能将其高素质的管理意识运用于照明控制系统中去,而且将大大减少大楼的运行维护费用,并带来较大的投资回报。
1.4节约维护成本,延长灯具使用寿命
众所周知,照明灯具的使用寿命取决于电网电压,由于电网过电压越高,灯具寿命将会成倍地降低,反之,则灯具寿命将成倍地延长,因此防止过电压并适当降低工作电压是延长灯具寿命的有效途径。而且,系统设置抑制电网冲击电压和浪涌电压装置,并人为地限制电压以提高灯具寿命。采取软启动和软关断技术,避免灯具灯丝的热冲击,以进一步使灯具寿命延长。
2系统的结构和组成
智能照明控制系统按网络的拓扑结构,大致有以下两种型式,总线式和以星形结构为主的混合式。它们各有特色,前者灵活性较强,易于扩展,控制相对独立,成本较低。后者可靠性较高,故障诊断和排除简单,存取协议简单,传输速度较高。
一般智能照明控制系统都为数字式照明管理系统,它由系统单元,输入单元和输出单元三部分组成。除电源设备外,每一单元设置唯一的单元地址,并用软件设定其功能。通过输出单元来控制各负载回路,各种形式的单元简述如下:
2.1系统单元:用于提供工作电源,源系统时钟及各种系统的接口,包括系统电源、各种接口(PC、以太网、电话等),网络桥。主系统对各区域实施相同的控制和信号采样的网络;子系统则对各分区实施不同具体控制的网络。主系统和子系统之间通过信息等元件连接,实现数据传输。
2.2输入单元:用于将外部控制信号变换成网络上传输的信号;如可编程的多功能(开/关、调光、定时、软启动/软关断等)输入开关、红外线接收开关及红外线遥控器(实现灯光调光或开/关功能)。各种型式及多功能的控制板,(如有的提供LCD页面显示和控制方式,并以图形、文字、图片来做软按键,可进行多点控制、时序控制、存储多种亮模式等),各种功能传感器(如红外线传感器可感知人的活动以控制灯具或其他负载的开关,亮度传感器),通过对周围环境的亮度的检测,调整光源的亮度,使周围环境保持适宜的照度,以达到有效利用自然光,节约电能。
2.3输出单元:智能控制系统的输出单元是用于接受来自网络传输的信号,控制相应回路的输出以实现实时控制。输出单元有各种型式的继电器。调光器(以负载电流为调节对象,除调光功能外,还可用作灯具的软启动,软关闭)模拟量输出单元,照明灯具调光接口,红外输出模块等。系统一般采用集中控制和管理、分散执行的方式,亦即配置中央监控中心和智能控制照明柜,前者有控制计算机、主通信控制器等设备,用于对整个系统进行控制和管理工作,通过网络将控制命令与各智能控制柜的可编程控制器进行通信联络,同时接收来自智能控制柜内可编程控制器的有关自动及手动工作状态、灯具开/关状态等,并在异常情况下采取处理措施。
3智能照明控制系统的控制内容
3.1时钟控制
通过时钟管理器等电气元件,实现对各区域内用于正常工作状态的照明灯具时间上的不同控制。
3.2照度自动调节控制
通过每个调光模块和照度动态检测器等电气元件,实现在正常状态下对各区域内用于正常工作状态的照明灯具的自动调光控制,使该区域内的照度不会随日照等外界因素的变化而改变,始终维持在照度预设值左右。
3.3区域场景控制
通过每个调光模块和控制面板等电气元件,实现在正常状态下对各区域内用于正常工作状态的照明灯具的场景切换控制。
3.4动静探测控制
通过每个调光模块和动静探测器等电气元件,实现在正常状态下对各区域内用于正常工作状态的照明灯具的自动开关控制。
3.5应急状态减量控制
通过每个对正常照明控制的调光模块等电气元件,实现在应急状态下对各区内用于正常工作状态的照明灯具减免数量和放弃调光等控制。
3.6手动遥控器控制
通过红外线遥控器,实现在正常状态下对各区域内用于正常工作状态的照明灯具的手动控制和区域场景控制。
3.7应急照明的控制
这里的控制主要是指智能照明控制系统对特殊区域内的应急照明所执行的控制,包含以下两项控制:①正常状态下的自动调节照度和区域场景控制同调节正常工作照明灯具的控制方式相同。②应急状态下的自动解除调光控制,通过每个对应急照明控制的调光模块等电气元件,实现在应急状态下对各区域内用于应急工作状态的照明灯具放弃调光等控制,使处于事故状态的应急照明达到100%。
随着微电子技术与数字化技术的发展,开发出了智能化水平更高的专业照明控制的独立系统,从而能节约能源、延长灯具寿命、提高照明质量。根据使用单位的经验,不仅在照明管理与设备维修的简单及降低费用外,还对环境改善、提高工作效率都有着显著的效果。
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