一、引言

隨著(zhù)互聯(lián)網(wǎng)、芯片技術(shù)、通信傳輸的技術(shù)革新和成熟，智能照明已經(jīng)廣泛應用于居民生活和工業(yè)發(fā)展領(lǐng)域。傳統的工業(yè)照明設計，常在門(mén)口附近設置集中控制箱，由控制箱內相應開(kāi)關(guān)控制照明。當工廠(chǎng)面積較大，照明區域需求不同、負荷較大時(shí)，傳統的開(kāi)關(guān)箱就無(wú)法靈活控制現場(chǎng)照明。智能照明就是對傳統照明進(jìn)行技術(shù)改造，實(shí)現對現有照明設備的智能控制，符合綠色建筑要求。

1. 智能照明的意義

根據調查統計，不同類(lèi)型的建筑照明負荷相差不大，平均為總負荷的10%~20％。針對目前大多數建筑物內燈具設備分布范圍廣，而控制端又過(guò)于集中的特點(diǎn)，傳統的隨手關(guān)燈已經(jīng)不適宜目前照明控制的要求，一種新的“現場(chǎng)智能總控開(kāi)關(guān)"系統應運而生。同時(shí)，系統還可以對用戶(hù)使用習慣和照明設備工作中的實(shí)時(shí)數據進(jìn)行智能分析，提高能源效率，降低系統運行和維護的成本，實(shí)現操作習慣和照明能耗高度和諧統一。

1. 工程概況

某建筑面積約為4萬(wàn)㎡的地下污水處理廠(chǎng)為主體工程一體化區域，全部為地下設施，整體共兩層，設8個(gè)分區，分別為污水處理過(guò)程池，局部3層。

1. 預見(jiàn)效果

①出水區入口設計單控開(kāi)關(guān)。當巡檢或者操作人員進(jìn)入出水區時(shí)，打開(kāi)照明燈，進(jìn)入下一區域時(shí)無(wú)法自動(dòng)關(guān)閉當前區域照明，只能返回入口關(guān)燈，操作麻煩效率低下。

②在出入口設計雙控燈具開(kāi)關(guān)。設置照明雙控開(kāi)關(guān)可解決①的問(wèn)題，較大程度上提高了操作便捷化，但是雙控開(kāi)關(guān)的設計需要增加回路數量，增加的線(xiàn)路造成施工和材料成本增加。

③照明節能。地下污水處理廠(chǎng)照明燈具較多，若沒(méi)有電腦后臺監控系統，人工無(wú)法巡視到位，無(wú)法保證每一個(gè)燈具的狀態(tài)符合需求。當采用智能照明系統后，不僅可以自動(dòng)檢測到照明燈具的狀態(tài)，還可以遠程或者程序化啟停照明，提高燈具的使用效率，達到節能效果。

④延長(cháng)燈具壽命。智能照明系統利用自動(dòng)控制技術(shù)進(jìn)行程序化控制照明，程序化軟件啟動(dòng)方式可以減少電流對電路和燈具的直接沖擊，提高燈具使用年限。

⑤改善照明質(zhì)量。與傳統的燈具硬開(kāi)關(guān)不同，智能照明系統可以通過(guò)控制面板根據現場(chǎng)需求調節照明亮度，不僅可以達到能源利用效率好，還可以減少燈具頻閃現象。

⑥豐富照明效果。智能照明系統可以根據照明場(chǎng)景需求不同，按照不同時(shí)間、不同用途、不同效果設置不同的照明方案，實(shí)現多種照明效果。

⑦維護檢修方便。智能照明控制系統根據照明需求編制方案，按照方案編寫(xiě)好照明程序，通過(guò)可更改的程序控制燈具照明?，F場(chǎng)控制采用模塊控制，人工控制為輔，燈具壽命的提高使現場(chǎng)檢修維護頻率低、操作便捷。

1. 設計原則

①電路安全可靠。智能照明系統控制總線(xiàn)和各種模塊電壓為24V，實(shí)現低壓控制高壓的安全控制方式。

②實(shí)現地下污水廠(chǎng)照明靈活控制。智能照明系統控制靈活多樣，可以根據現場(chǎng)需求設置不同的控制方式，并且具有遠程控制、定時(shí)控制、亮度調節、根據現場(chǎng)亮度自動(dòng)調節等功能。

③降低建設和改造成本。污水廠(chǎng)照明布線(xiàn)按照常規方式直接接入配電箱，采用2根信號線(xiàn)與控制開(kāi)關(guān)串聯(lián)的方式實(shí)現控制功能。

1. AcrelEMS-SW智慧水務(wù)能效管理平臺

1.平臺概述

安科瑞電氣具備從終端感知、邊緣計算到能效管理平臺的產(chǎn)品生態(tài)體系，AcrelEMS-SW智慧水務(wù)能效管理平臺通過(guò)在污水廠(chǎng)源、網(wǎng)、荷、儲、充的各個(gè)關(guān)鍵節點(diǎn)安裝保護、監測、分析、治理裝置，用于監測污水廠(chǎng)能耗總量和能耗強度，監測主要用能設備能效，保護污水廠(chǎng)運行安全可靠，提高污水廠(chǎng)能效，為污水處理的能效管理提供科學(xué)、精細的解決方案。

2.平臺組成

AcrelEMS智慧水務(wù)綜合能效管理系統由變電站綜合自動(dòng)化系統、電力監控及能效管理系統組成，涵蓋了水務(wù)中壓變配電系統、電氣安全、應急電源、能源管理、照明控制、設備運維等，貫穿水務(wù)能源流的始終，幫助運維管理人員通過(guò)一套平臺、一個(gè)APP實(shí)時(shí)了解水務(wù)配電系統運行狀況，并且根據權限可以適用于水務(wù)后勤部門(mén)管理需要。

3.平臺拓撲圖

4.平臺子系統

4.1變電站綜合自動(dòng)化系統及電力監控

對水務(wù)配電系統中35kV、10kV電壓等級配置繼電保護和弧光保護，實(shí)現遙測、遙信、遙控、遙調等功能，對異常情況及時(shí)預警。

監測變壓器、水泵、鼓風(fēng)機的電流、電壓、有功/無(wú)功功率、功率因數、負荷率、溫度、三相平衡、異常報警等數據。

4.2電能質(zhì)量監測與治理

水務(wù)中大量的大功率電機、水泵變頻啟動(dòng)導致配電系統中存在大量諧波，通過(guò)監測其配電系統的諧波畸變、電壓波動(dòng)、閃變和容忍度指標分析其電能質(zhì)量，并配置對應的電能質(zhì)量治理措施提高供電電能質(zhì)量。

4.3電動(dòng)機管理

馬達監控實(shí)現水務(wù)中電機的保護、遙測、遙信、遙控功能，電動(dòng)機保護器能對過(guò)載、短路、缺相、漏電等異常情況進(jìn)行保護、監測和報警。準確地反映出故障狀態(tài)、故障時(shí)間、故障地點(diǎn)、及相關(guān)信息，對電機進(jìn)行健康診斷和預防性維護。同時(shí)支持與PLC、軟啟、變頻器等配合，實(shí)現電動(dòng)機自動(dòng)或遠程控制，監視、控制各個(gè)工藝設備,保障正常生產(chǎn)。

4.4能耗管理

為水務(wù)搭建計量體系，顯示水務(wù)的能源流向和能源損耗，通過(guò)能源流向圖幫助水務(wù)分析能源消耗去向，找出能源消耗異常區域。

將所有有關(guān)能源的參數集中在一個(gè)看板中，從多個(gè)維度對比分析，實(shí)現各個(gè)工藝環(huán)節的能耗對比，幫助領(lǐng)導掌控整個(gè)工廠(chǎng)的能源消耗，能源成本，標煤排放等的情況。

能耗數據統計采集水務(wù)中污水廠(chǎng)、自來(lái)水廠(chǎng)、水泵站等的用電、用水、燃氣、冷熱量消耗量，同環(huán)比對比分析，能耗總量和能耗強度計算，標煤計算和CO2排放統計趨勢。

能效分析按三級計量架構，分別進(jìn)行能效分析，契合能源管理體系要求，可對各車(chē)間/職能部門(mén)的能效水平進(jìn)行分析，同比、環(huán)比、對標等。通過(guò)污水處理產(chǎn)量以及系統采集的能耗數據，在污水單耗中生成污水單耗趨勢圖，并進(jìn)行同比和環(huán)比分析，同時(shí)將污水的單耗與行業(yè)/國家/指標對標，以便企業(yè)能夠根據產(chǎn)品單耗情況來(lái)調整生產(chǎn)工藝，從而降低能耗。

4.5智能照明控制

系統為污水廠(chǎng)、自來(lái)水廠(chǎng)、水泵站等提供了照明控制管理方案，支持單控、區域控制、自動(dòng)控制、感應控制、定時(shí)控制、場(chǎng)景控制、調光控制等多種控制方式，模塊可根據經(jīng)緯度自動(dòng)識別日出日落時(shí)間實(shí)現自動(dòng)控制功能，盡量利用自然光照，實(shí)現室內、廠(chǎng)區照明的智能控制達到安全、節能、舒適的目的。

4.6電氣安全

（1）電氣火災監測

監測配電系統回路的漏電電流和線(xiàn)纜溫度，實(shí)現對污水廠(chǎng)、自來(lái)水廠(chǎng)、水泵站的電氣安全預警。

（2）消防應急照明和疏散指示

根據預先設置的應急預案快速啟動(dòng)疏散方案引導人員疏散。系統接入消防應急照明指示系統數據，通過(guò)平面圖顯示疏散指示燈具工作狀態(tài)和異常情況。

（3）消防設備電源監測

監測消防設備的工作電源是否正常，保障在發(fā)生火災時(shí)消防設備可以正常投入使用。

（4）防火門(mén)監控系統

防火門(mén)監控系統集中控制其各終端設備即防火門(mén)監控模塊、電動(dòng)閉門(mén)器、電磁釋放器的工作狀態(tài)，實(shí)時(shí)監測疏散通道防火門(mén)的開(kāi)啟、關(guān)閉及故障狀態(tài)，顯示終端設備開(kāi)路、短路等故障信號。系統采用消防二總線(xiàn)將具有通信功能的監控模塊相互連接起來(lái)，當終端設備發(fā)生短路、斷路等故障時(shí)，防火門(mén)監控器能發(fā)出報警信號，能指示報警部位并保存報警信息，保障了電氣安全的可靠性。

4.7環(huán)境監測

污水廠(chǎng)、自來(lái)水廠(chǎng)、水泵站等場(chǎng)所溫濕度、煙霧、積水浸水、視頻、UPS電池間可燃氣體濃度展示和預警，保障污水廠(chǎng)、自來(lái)水廠(chǎng)、水泵站等安全運行。當可燃氣體或有害氣體濃度超標可自動(dòng)啟動(dòng)排風(fēng)風(fēng)機或新風(fēng)系統，排除隱患，保持良好的水處理環(huán)境。

4.8分布式光伏監測

實(shí)時(shí)監測低壓并網(wǎng)柜每路的電流、電壓、功率等電氣參數及斷路器開(kāi)關(guān)狀態(tài)，逆變器運行監視，對逆變器直流側每一光伏組串的輸入直流電壓、直流電流、直流功率，逆變器交流電壓、交流電流、頻率、功率因數、當前發(fā)電功率、累計發(fā)電量進(jìn)行監測，以曲線(xiàn)方式繪制上述監測的各個(gè)參量的歷史數據。

平臺結合廠(chǎng)區實(shí)際分布情況，通過(guò)3D或2.5D平面圖顯示分布式光伏組件在屋頂、車(chē)棚的分布情況，顯示匯流箱、并網(wǎng)點(diǎn)位置，各個(gè)屋頂的裝機容量。

4.9工藝仿真監控

平臺通過(guò)2D、3D方式實(shí)時(shí)監視粗格柵、污水提升、細格柵、曝氣沉砂、改良生化處理、二沉、加氯接觸消毒、污泥濃縮壓濾、生物除臭等工藝設備運行狀態(tài)。在格柵清渣機、污水提升泵、回流泵、曝氣風(fēng)機、加藥泵、濃縮壓濾機、吸沙泵、吸泥泵等低壓電動(dòng)機控制柜或低壓饋電柜安裝電動(dòng)機保護，進(jìn)行短路、過(guò)流、過(guò)載、起動(dòng)超時(shí)、斷相、不平衡、低功率、接地/漏電、te保護、堵轉、逆序、溫度等保護以及外部故障連鎖停機，與PLC、軟啟、變頻器等配合，實(shí)現電動(dòng)機自動(dòng)或遠程控制，監視、控制各個(gè)工藝設備,保障正常生產(chǎn)。

七、結語(yǔ)

在傳統的照明方式下，大空間地下污水處理場(chǎng)因面積大、照明系統所需回路多、材料管線(xiàn)及施工成本高，無(wú)法對大面積照明燈具實(shí)現自動(dòng)靈活管控。通過(guò)引入智能照明系統，不僅節省了施工和后續改造成本，同時(shí)智能照明系統的自適應、遠程性實(shí)現了照明的智慧靈活控制，增加了廠(chǎng)區的照明的舒適度，有效提高了廠(chǎng)區的自動(dòng)化、現代化和電能利用水平。

參考文獻

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