【摘要】提高照明系統的智能控制水平，不僅可以實(shí)現照明系統的自動(dòng)化管理，還可以減少能源消耗，緩解當前的能源緊缺問(wèn)題。將智能照明控制系統用于電氣照明節能設計，能夠達到節能和環(huán)保的目的。文章首先分析了智能照明控制系統的內結構和功能，然后總結在電氣照明節能設計中應用智能照明控制系統的必要性和相關(guān)措施。*后通過(guò)實(shí)例，詳細闡述了智能照明控制系統在電氣照明節能設計中的應用效果，并展望了其發(fā)展方向。

【關(guān)鍵詞】電氣照明；節能設計；智能照明；照明控制系統

0引言

隨著(zhù)社會(huì )經(jīng)濟的發(fā)展，能源消耗總量也在不斷增高，能源緊缺成為當下亟待解決的問(wèn)題。需要從多個(gè)方面著(zhù)手，加強對照明技術(shù)的科技投資，實(shí)現節能減排，以**應對電力供應不足，有效緩解電力供應緊張的局面。電力部門(mén)對此提出了相應的要求，即在發(fā)展照明節能技術(shù)時(shí)，不影響日常工作的視覺(jué)需要，保證照明效果。在電氣照明節能設計中應用智能照明控制系統，能夠實(shí)現能耗的智能化控制，從而達到節能、環(huán)保、可持續發(fā)展的目標[1]。

1智能照明控制系統的結構和功能

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1. 系統功能

智能照明控制系統具有數字化、智能化、模塊化的特點(diǎn)，可以對各個(gè)模塊進(jìn)行智能化的控制。同時(shí)，其通過(guò)總線(xiàn)與**控制系統進(jìn)行直接通信，使控制系統的運行更加*、可靠。（1）智能照明控制系統能夠根據不同的功能需求、使用時(shí)間、室內和戶(hù)外亮度進(jìn)行自動(dòng)調節。需要設計合理的照明場(chǎng)景，通過(guò)自動(dòng)控制或輔助控制來(lái)實(shí)現照明調節功能。（2）智能照明控制系統對照明進(jìn)行了分區，采用了與家用AIS**控制器有效連接的標準串口，可以與其他控制系統聯(lián)網(wǎng)[2]。

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1. 系統構成

智能照明控制系統的構成包括調光模塊、控制計算機、控制面板、LED觸摸顯示屏、開(kāi)關(guān)模塊、智能傳感器、PC接口、時(shí)鐘管理模塊。整個(gè)系統（除了電力供應模塊）的所有電力裝置都有內建的微處理器和存儲器，并且能夠經(jīng)由信號線(xiàn)路（光纖）與網(wǎng)絡(luò )相連。每*個(gè)單元的功能都可以由軟件設置，并由輸出裝置對各發(fā)光回路進(jìn)行負載控制[3]。

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1. 控制方式

（1）場(chǎng)景控制。用戶(hù)可以根據自己的需求，提前設定各種不同的場(chǎng)景，并且可以自動(dòng)切換到不同的應用場(chǎng)景。這種控制方式被廣泛地用于會(huì )議室、大型場(chǎng)館、圖書(shū)館、音樂(lè )廳、高級賓館等。（2）群組合控制。設置*個(gè)按鈕，就可以在多個(gè)區域的配電箱中進(jìn)行燈光控制，實(shí)現對照明的控制。（3）定時(shí)控制。用戶(hù)設定時(shí)間，系統可以根據不同的場(chǎng)景進(jìn)行切換。該方式主要應用地下停車(chē)場(chǎng)等場(chǎng)地。（4）光學(xué)傳感器控制。在照明系統中設置的光電感應器，其可以根據探測到的光線(xiàn)強度，自動(dòng)地開(kāi)啟和關(guān)閉照明燈具，通常應用在寫(xiě)字樓走廊，公共衛生間等公共場(chǎng)所。另外，接近外部窗戶(hù)的照明設備也可以利用光電傳感器來(lái)調節光線(xiàn)亮度，從而節約能源[4]。（5）遠程控制。利用網(wǎng)絡(luò )與照明控制系統的互聯(lián)，實(shí)現對燈光的遠距離控制。必要時(shí)，可設定各照明控制板的發(fā)光參數，以達到遠程控制的目的。（6）圖示化控制。通過(guò)系統的電子地圖功能，使用者可以直接控制整個(gè)照明區域。整個(gè)大樓的照明系統可以被錄入到系統中，相關(guān)系統的工作狀況可以在電子地圖中用不同的色彩來(lái)表達。（7）應急控制。當系統接到火災警報和安全系統警報時(shí)，區域內的燈光會(huì )自動(dòng)開(kāi)啟。（8）日程計劃控制?？梢詫?shí)時(shí)設定每天不同時(shí)間內的光照狀況，同時(shí)可以對現場(chǎng)的光照狀況進(jìn)行記錄、打印，方便管理[5]。

2智能照明系統的應用必要性

2.1減少能耗

在對現代建筑電氣智能照明系統進(jìn)行能量消耗分析時(shí)，可以更直觀(guān)地反映出該系統的節能特性。*般而言，沒(méi)有智慧的燈光控制，人員*進(jìn)門(mén)就會(huì )立刻把所有的燈點(diǎn)亮，并持續開(kāi)啟照明，因此存在大量的能源浪費現象。智能調光系統在室內照明中的耗電量與其他器件的耗電量之和是整個(gè)系統的總能量消耗。其他部件還包括5W的可選擇的電子鎮流器，以及其他大約4W的測量功率。在陽(yáng)光充足的情況下，選擇的電子鎮流器和其他調暗電路的功率比任何照明設備都要低，而且在正午時(shí)分，室內不同工作面上的自然光線(xiàn)也會(huì )照射進(jìn)來(lái)。當達到室內照明標準時(shí)，系統會(huì )自動(dòng)關(guān)掉全部照明設備。結果顯示，采用智能調暗系統[6]。

2.2增強功能

對比傳統電氣照明控制系統，智能照明控制系統具有諸多*性。隨著(zhù)LED光源的不斷發(fā)展，LED光源在節能方面的應用也達到了*個(gè)新的水平。為實(shí)現電力照明節能的進(jìn)*步發(fā)展，實(shí)現智能化照明系統的控制是*個(gè)重要的突破。（1）傳統電氣照明控制系統由于線(xiàn)路復雜、光照增加了能源消耗、建筑難度大、維護費用高；智能照明系統結合了便捷、快速、節能等特點(diǎn)，采用了CAN現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)，實(shí)現了智能照明系統中的信息同步和傳輸數據功能。上位機、CAN接口適配器（適配箱）、下位機的節點(diǎn)照明設備，采用CAN總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )平臺進(jìn)行分層連接。（2）傳統電氣照明控制系統需要人工進(jìn)行控制管理，成本高、效率低，難以實(shí)現節能設計；智能照明控制系統的PC機可以通過(guò)多個(gè)插槽來(lái)實(shí)現本地網(wǎng)絡(luò )通信，方便用戶(hù)進(jìn)行統*的調度和管理。PC機可以利用軟件開(kāi)發(fā)平臺，開(kāi)發(fā)各種不同的軟件，使之與之相適應，從而提高其自動(dòng)化程度，大幅降低了使用成本，實(shí)現了照明的節能應用[7]。

3智能照明控制系統在電氣照明節能設計中的應用策略

3.1合理選擇照明設備

在家用電器的照明設計中，室內和戶(hù)外的燈光是兩個(gè)重要的部分，在本課題的研究與設計中，*放在了室內燈光的設計上。好的室內空間采光，既可以滿(mǎn)足人們的日常生活需要，又可以創(chuàng )造出更加舒適、舒適的居住環(huán)境。例如，國內某區域的室內照明與節能設計單位，通過(guò)增加減光系數和使用系數，改善了室內照明發(fā)展的要求。根據照度原則，在設計和使用過(guò)程中，增加減光率和使用系數，有助于在普通的室內電器節能設計中進(jìn)*步提高照度。從而達到更好的亮度反差，達到更高的光度均勻度、*的色溫和顯示效果。從而提高了室內照明設備的照明品質(zhì)，減少了燈光的影響，同時(shí)也減少了對照明亮度的依賴(lài)性[8]。

3.2充分利用自然光源

自然界賦予人類(lèi)無(wú)窮的自然光，因此應該充分利用其來(lái)節約能源。如有條件，可采用自然光作為主要光源，節約用電。自然光的使用通常有兩種情形：*是直接使用，也就是與土建專(zhuān)業(yè)的電氣照明設計相結合，使建筑的開(kāi)窗形式達到*佳，使自然光能直接進(jìn)入室內，盡可能減少室內電氣照明的使用時(shí)間；**是間接使用，是指通過(guò)諸如傳光、散光等裝置和系統，把自然光轉移到建筑物的各個(gè)部分，如間接光效應、光纖導光、鏡面反射光等。間接使用過(guò)程中需要結合智能照明控制系統進(jìn)行自動(dòng)化操作，提高自然光源的利用率[9]。

3.3優(yōu)化照明配電結構

合理優(yōu)化照明結構，提高配電網(wǎng)的節能效率，也有助于在電氣照明節能設計中實(shí)現智能照明控制系統的應用。比如，國內某區域的智能電器照明節能設計單位，通過(guò)改進(jìn)電壓品質(zhì)，對電壓內部的閃變、波動(dòng)、電壓漂移等問(wèn)題進(jìn)行了有效地控制，實(shí)現了照明控制系統的穩定運行，對電氣節能起到保障作用。另外，該區域的設計單位還注重對照明系統的諧波進(jìn)行有效地控制，使三相配電網(wǎng)的各個(gè)照明負載達到均衡，從而有效地避免了頻閃的發(fā)生。此外，還要注重減少變壓器的損耗。短路損耗、空載損耗、雜散損耗等都是常見(jiàn)的變壓器損耗，會(huì )造成電能流失，且對電氣照明系統存在較大威脅。智能照明控制系統中*減少變壓器的損耗，可以通過(guò)選用低電阻線(xiàn)圈和適當的磁心，確保變壓器正常運行。

3.4引進(jìn)和培養專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才

對智能照明控制系統的應用來(lái)說(shuō)，需要配備相應的技術(shù)人才進(jìn)行定期維護和優(yōu)化升級，因此引進(jìn)專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人才非常重要，這也是保證樓宇照明智能化系統平穩運行的重要前提。具體的措施如下：（1）**應該持續鼓勵專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才的培養；（2）各個(gè)企事業(yè)單位應該重視對*人才的引進(jìn)及提供后續保障措施；（3）相關(guān)單位的工作人員應該多進(jìn)行溝通交流，提高自身的專(zhuān)業(yè)水平。

4智能照明控制系統在電氣照明節能設計中的應用效果

文章以某五星級酒店為例，對智能照明控制系統在電氣照明節能設計中的應用效果進(jìn)行論述。該酒店占地面*大，功能空間比較復雜，照明系統的節能性較差，需要引進(jìn)智能照明控制系統加以?xún)?yōu)化。根據國際總線(xiàn)標準，在賓館大廳、會(huì )議室、*套間、各樓層公用走廊等區域進(jìn)行智能化照明控制。智能照明系統可以降低管理者的工作量，提高員工的工作效率，實(shí)現靈活、方便的操作控制方式，同時(shí)降低照明系統的能源損耗。

4.1實(shí)現照明控制的自動(dòng)化、智能化

應用智能照明控制系統，可以依照預先設置的基本場(chǎng)景自動(dòng)地工作，各種狀態(tài)之間可以自動(dòng)切換。例如，在夜晚，智能控制系統會(huì )自動(dòng)根據環(huán)境和實(shí)際需求調節燈光亮度。還可以通過(guò)靈活編程設置各個(gè)區域的光照度，適應不同場(chǎng)合對燈光場(chǎng)景的需求。例如，在離窗戶(hù)比較近、自然采光比較好的場(chǎng)所，智能照明控制系統會(huì )適當降低燈光亮度，以便利用自然光照明。當天氣和自然光環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，智能照明控制系統會(huì )自動(dòng)調到**的亮度，確保室內光照環(huán)境符合使用需求。

4.2改善工作環(huán)境，提高工作效率

傳統的照明燈源存在頻閃問(wèn)題，讓人產(chǎn)生視覺(jué)疲勞，而智能照明控制系統的工作頻率有時(shí)高達70kHz，能有效克服頻閃問(wèn)題，保持亮度的穩定。這樣不僅能為人們帶來(lái)舒適的工作環(huán)境，也提高了人們的工作效率。

4.3實(shí)現電氣節能，降低電力損耗

智能照明控制系統運用了電子技術(shù)，以高度智能的光感設備探測酒店內部各個(gè)區域，并且會(huì )根據探測結果及時(shí)關(guān)閉無(wú)人區域的燈具，避免無(wú)效照明帶來(lái)的能源浪費。智能照明控制可以實(shí)時(shí)調控燈具，當室內比較亮時(shí)，會(huì )自動(dòng)調暗燈光，在確保光照環(huán)境符合要求的情況下，*大程度進(jìn)行節能，可以降低酒店的電力損耗。

4.4提高管理水平，減少維護費用

智能照明控制系統的應用，改變了傳統的照明控制系統需要人為打開(kāi)和關(guān)閉燈具的管理模式，可以實(shí)現自動(dòng)化的運行管理，不僅能減少了人力成本的支出，提高管理水平，還降低了建筑照明系統的維護費用。

5智能照明控制系統的發(fā)展展望

5.1系統互聯(lián)

隨著(zhù)科技水平的提高，智能照明控制系統在未來(lái)的發(fā)展中必將實(shí)現聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現各個(gè)網(wǎng)絡(luò )的互聯(lián)。在這個(gè)網(wǎng)絡(luò )中，有特定的程序控制燈光，以確保*后的燈光效果，流程的設置、編碼和識別由計算機網(wǎng)絡(luò )自動(dòng)完成，從而達到照明自動(dòng)化控制的目的。

5.2向智慧照明控制模式轉變

隨著(zhù)電子信息技術(shù)的不斷發(fā)展，智能照明控制系統的應用范圍不斷擴大，*累了大量的經(jīng)驗。在今后，智能照明的使用將更加地人性化和靈活，能夠滿(mǎn)足人們的生產(chǎn)和生活需要。智能照明控制模式將逐漸向智慧照明控制模式轉變，順應時(shí)代潮流，未來(lái)的燈具運用將更具人性化，并將與人工智能的發(fā)展有機地結合起來(lái)。

6安科瑞智能照明控制系統

6.1概述

ALIBUS智能照明產(chǎn)品采用RS485總線(xiàn)技術(shù)，技術(shù)成熟可靠，安全穩定。開(kāi)關(guān)驅動(dòng)器具備獨立工作的能力，適用于*些中小型的項目；模塊化設計，可以任意拼接擴展，同時(shí)預留I/O口以及Modbus接口，還可以滿(mǎn)足與AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)管理云平臺進(jìn)行數據交換。

6.2應用場(chǎng)所

適合于各類(lèi)智能小區、醫院、學(xué)校、酒店，以及體育場(chǎng)所、機場(chǎng)、隧道、車(chē)站等大型公建項目的照明控制需求。

6.3系統結構

6.4系統功能

1）實(shí)時(shí)檢測并顯示各個(gè)模塊的在線(xiàn)狀態(tài)，反饋現場(chǎng)受控回路的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，監控界面按照樓層各分區的布局和回路列表來(lái)瀏覽。

2）當發(fā)生模塊離線(xiàn)、網(wǎng)關(guān)設備掉線(xiàn)或者狀態(tài)反饋和下發(fā)控制命令不*致時(shí)會(huì )發(fā)生故障報警，并將故障報警信息記錄并顯示在界面中。

3）可以對單個(gè)照明回路實(shí)現開(kāi)關(guān)控制；每個(gè)模塊、樓層都有相應的模塊控制開(kāi)關(guān)和樓層控制開(kāi)關(guān)，也可以*個(gè)模塊或者整個(gè)樓層實(shí)現開(kāi)關(guān)控制。

4）開(kāi)關(guān)驅動(dòng)器支持過(guò)零觸發(fā)功能，負載（燈具）的分合操作僅在交流電過(guò)零時(shí)進(jìn)行；可有效減少電磁干擾以及對電網(wǎng)的沖擊，延長(cháng)燈具與控制裝置的壽命。

5）對每個(gè)照明回路可以預設掉電狀態(tài)，當照明電源掉電時(shí)，開(kāi)關(guān)驅動(dòng)器會(huì )自動(dòng)切換到預設的掉電狀態(tài)；確保重新上電時(shí)燈具的開(kāi)關(guān)狀態(tài)是確定與可控的。

6）拖動(dòng)調光控件，照明設備從0%到100%進(jìn)行調光，可以對單個(gè)照明回路實(shí)現調光控制，調光總控可以對*個(gè)模塊的照明回路實(shí)現調光控制，也可以對多個(gè)照明回路實(shí)現調光控制，通過(guò)圖標的亮滅狀態(tài)反饋現場(chǎng)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)。

7）點(diǎn)擊場(chǎng)景控件，打開(kāi)或者關(guān)閉對應場(chǎng)景設置，軟件界面上顯示不同的場(chǎng)景模式和場(chǎng)景功能，通過(guò)圖標的亮滅顯示對應的場(chǎng)景狀態(tài)是打開(kāi)還是關(guān)閉。

8）設置定時(shí)時(shí)間，確認時(shí)間點(diǎn)后，對該事件點(diǎn)執行的動(dòng)作進(jìn)行設置，設置燈在設定的時(shí)間點(diǎn)亮或者滅。

9）系統可以通過(guò)預設的當地經(jīng)緯度信息，自動(dòng)計算每天的日升日落時(shí)間；根據天文時(shí)鐘控制照明開(kāi)關(guān)，實(shí)現日落開(kāi)燈、日出關(guān)燈的功能。

10）所有定時(shí)控制計劃均可下發(fā)保存至驅動(dòng)模塊；當上位機系統故障或模塊離線(xiàn)時(shí)，驅動(dòng)模塊可以利用自帶的RTC時(shí)鐘維持定時(shí)控制計劃的正常執行，不影響日常的照明控制效果。

11）系統結構是分布式總線(xiàn)結構；系統內各元件不依賴(lài)于其他元件而能夠獨立工作；系統內各元件可以通過(guò)程序的設定實(shí)現功能的多樣性。

12）預留BA或*三方集成平臺接口，采用modbus、opc等方式。

6.5設備選型

7結束語(yǔ)

在全球范圍內，由于經(jīng)濟的發(fā)展，造成了大量的環(huán)境污染、資源短缺、光污染等問(wèn)題。這些問(wèn)題*直困擾著(zhù)人們的日常生活。因此，*將電力照明與現代智能化技術(shù)結合起來(lái)，實(shí)現資源的*利用。

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