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          2. 打造一體化智能照明系統解決方案
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            智能照明控制系統的設計

            發布日期:2018-04-17點擊:559來源:匯勒電氣

              智能照明控制系統的設計

              智能照明控制系統簡而言之就是根據某一區別的功能,每天不同的時間、室外光亮度或該區域的用途來進行自動控制照明,相較于傳統照明方式而言其特點是可以進行預設,即可以提前設定照明時間,使用時非常方便。

              1.控制系統設計

              系統為分布式結構。通訊方式以無線方式為主,輔助以電力載波。

              整個系統包括計算機,嵌入式控制器,電力線載波中繼,前端區域。如圖所示。其中,前端包括主控制器,若干單元調光控制器,電力線載波中繼,以及遙控器。如圖所示。

              

            智能照明控制系統

              圖 智能照明控制系統結構圖 圖 前端區域組成示意圖

              一個主控制器控制多個單元調光控制器,各單元調光控制器也可自主控制。主控制器控制與多個單元調光控制器通過無線方式進行數據交換,輔助以電力線載波中繼。其中,遙控器的控制方式靈活多樣,既可遙控主控制器,也可對某單元調光控制器直接控制。

              單元控制器與主控制器都具有遙控器學習功能。用戶可根據自己的需要,自己設定遙控器上每一個按鍵的功能,甚至可以一鍵多控。主控制器通過無線發射模塊對各單元調光控制器。主控制器可以對每一個單元調光控制器進行照度、情景模式等設定,并記錄和顯示設定值。各單元調光控制器通過光敏元件感知照度,可直接控制燈具的照度或亮度。其調光方式為前端斬波。如圖2所示。

              

            智能照明控制系統的設計

              如圖2所示,控制器中的MCU通過調節圖中的“可調時間t”,來控制一個周期內燈的得電時間,從而調節燈的亮度。單元調光控制器可以通過無線接收模塊接受主控制器的控制,通過對遙控器的學習后,也可以直接接受手持遙控器的控制。

              傳統機械式開關控制標準是控火線。為了安裝方便,并可以直接替代傳統機械式開關,而無須修改室內線路,單元控制器要設計為“單線制”取電模式。即只要接上火線與燈就可以正常工作,不用接零線。

              2.電氣節能設計

              (1)光源選擇

              照明器的控制要根據各房間使用的不同特點和要求區別對待,盡可能做到使用方便,又為節電創造條件。智能照明控制系統能對大多數燈具(包括白熾燈、日光燈、配以特殊鎮流器的鈉燈、水銀燈、霓虹燈等)進行智能調光,給需要的地方、在需要的時間以充分的照明。及時關掉不需要的燈具,充分利用自然光,其運行節能效果充分。實現智能照明控制一般可以節約20—40%的電能,不但降低了用戶電費支出,也減輕了供電壓力。[9]

              (2)改善照明器的控制器

              照明器的控制,要根據各房間使用的不同特點和要求區別對待,盡可能做到使用方便,又為節電創造條件。燈具損壞的一個主要原因是電網的電壓,過高的工作會使燈具的壽命大大降低。因此,有效地抑制電網電壓的波動可以延長光源的壽命。智能照明控制系統可以成功地抑制電網的沖擊電壓和浪涌電壓,使燈具不會因上述原因損壞。同時系統采用軟啟動和軟關斷技術,避免了開啟燈具時電流對燈絲的熱沖擊,使得燈具壽命進一步延長。從而減少更換燈具的工作量,降低照明系統的運行費用。通過上述方法,光源的壽命通??裳娱L2—4倍。

              (3)充分利用自然光

              建筑物內盡量利用自然采光,靠近室外部分的建筑面積,應將門窗開大,采用透光率較好的玻璃門窗,以達到充分利用自然光的目的。凡是可以利用自然光的這部分的照明,可采用按照度標準檢測現場照度進行燈光自動調節。

              照明節能中,在滿足照度、光色、顯色指數要求下,應采用高效光源及高效燈具,對能利用自然光部分的燈具或可變照度的照明采用成組分片的自動控制開停方式,可達到照明節能的效果。

              可調節有控光功能的建筑設備(如百頁窗簾)來調節控制天然光,還可以和燈光系統連動。當天氣發生變化時,系統能夠自動調節,無論在什么場所或天氣如何變化,系統均能保證室內的照度維持在預先設定的水平。智能照明控制系統可采用全自動狀態工作。系統有若干個基本狀態,這些狀態會按預先設定的時間相互自動切換,并將照度自動調整到最適宜的水平。

              (4)照明配電選擇照明配電

              1)穩定電壓;當光源端電壓升高時,電耗增加;設計中應考慮穩定電壓措施,如采用照明專用變壓器,并且必要時自動穩壓;和電力負荷共用變壓器時,應避開沖擊性負荷對照明的影響。

              2)提高COSΦ;

              3)降低線路阻抗,適當加大截面;

              4)合理的控制方式,如微機自動開關燈,調壓、調光方控,還有對道路燈(鈉燈)采用恒功率輸入,恒光通輸出,采用后半夜降低燈端電壓或燈功率,以降低光輸出,節約輸入電能等。

              (5)利用可再生能源。

              太陽能是一種取之不竭、用之不盡的綠色光源。但對其只能進行即時利用卻不能用于儲存。我們可通過對各種集光裝置的運用來完成對太陽能的采光。通過對照明的空調一體化技術(實質上是經過空調型照明裝置與建筑構造的整合,達到提高照明質量、節約電力能源和優化室內環境的一種建筑化照明技術)的實施來完成對太陽能的儲存,從而達到對可再生資源的很好利用。

              3.設計步驟

              (1)選用適當技術規格的控制器

             ?、侔措姽庠葱再|和場地照明效果設計的燈光布置進行回路的分類或分組,形成邏輯上可獨立控制的燈路。

             ?、谟嬎忝織l回路的實際視在功率并統計系統總回路數。

             ?、郯从嬎愠龅墓β屎突芈窋颠x擇相應型號、規格和數量的控制器。

             ?、軐⒋_定的控制器繪入圖紙。

              (2)選擇用戶要求使用的控制面板

              用戶控制面板的操作方式與常規使用的開關面板相似。不同的是控制面板上的每個按鈕能完成各種不同的智能任務,并不受控制區域范圍限制。

              (3)形成分布式控制網絡系統

              用一條五類通信線將區域內的所有控制面板,輔件和開關控制器等連接起來構成一個分布式控制網絡。

             ?、龠x配系統其它控制輔件。

             ?、趯⒚恳粋€實際控制區域或系統設計區域內選用的控制面板,控制輔件和控制器等用五類通信線全部按菊花鏈方式互連起來,構成整體的控制系統。

              4.結果和分析

              主控制器與各單元調光控制器之間通過無線方式進行數據的傳遞,可以用主控制器對各單元實施控制,也可以通過遙控器對各單元實施控制。應用無線智能照明系統不僅不需要考慮控制場景控制器的安裝位置,還不需要敷設傳統照明所需的控制線及預埋管。系統因此變得簡單化,只需要通過控制程序既能完成控制,不用拉過多的線去實現控制,系統簡化后,還方便了施工,節省了人工費。

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