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浅谈地下水厂智能照明控制系统的设计与应用

发布时间:2020-08-24   点击次数:89次

【摘要】文章结合某地下水厂的智能照明系统的应用,探讨了智能照明系统的设计及构成部分,并结合该厂的照明配电箱系统做了简要的说明,指出了智能照明系统的应用优势,提高了整体照明系统效益,保证水厂的正常运行。

【关键词】地下水厂;智能照明;液晶显示

1智能照明系统的结构

  为对照明做到智能的监控与管理,智能照明系统将管理的软件与硬件融入其中并结合互联网络通信。系统的主要构成有三部分,分别为站控、通信管理以及间隔,系统中的数据来源为通信系统的归集而后将数据传输至控制主站,以此来完成对照明系统的远程控制,可以对其进行远程调节。通过通信系统,能够准确掌握照明的状态是否处于正常,除了监测之外还可完成各项数据的收集归整与查看。该系统的主要远程控制方式具体可见图1。主要将该智能照明系统运用于地下水厂,可对其照明设备做出下列操控:

 

  1)可以运用键盘操作照明开关,在控制室进行对照明系统给出开或关的命令,之后运用RS485通讯线将命令传输至每个照明控制端,而后各控制端能够利用继电器来实现照明设备的开关控制,还能将设备处于开或关的情况传输回控制室;

  2)每个照明的控制端主要通过对继电器上经过的电流来断定是否照明设备存在异常,出现问题。倘若看到有电流且继电器也处于关闭状态时,则照明设备存在异常,设备异常的讯息可以RS485通讯线传输至总控制室。

  3)当通过键盘对键入开或关的命令时,总控制室的屏幕上会同时出现键入的相关命令,并且也会出现命令传输后照明设备是否有被控制。

4)在总控制室中设置的相关指示灯与照明设备相对应,能够同步及时观察到照明设备的具体状态,若指示灯为熄灭则表明设备为关闭的,若为亮起则表明设备为开启的,而当其出现不同跳闪的情况时,则意味着设备出现异常。

2 智能照明系统方案

  2.1项目概况

  某一总面积为4万m2的地下水厂为此次智能照明系统的项目工程,其主要是一体化箱体区域,一共可分为8个区域,由各工艺过程中池所组成,总体与局部分别为2层和3层。

  2.2设计方案

  1)以单控开关的形式设计出入口照明开关。该地下水厂占地面积较大,与出口相距远的距离会>200m。因此若仅以单控开关开控制照明系统,会给施工人员造成诸多困难,且若需要对水厂进行例行检查时,当穿越A区,到达B区之后,要关闭A区开关则需重新到达A区起点处,多行走200m的路程。

  2)以双控形式设计出入口照明开关。若要设计双控开关,由于地下水厂面积较大,照明设备较多,需要较多的线路连接,增加作业难度,且会因此增加总体施工成本。且地下水厂有较多的出入口,各区域之间位置错乱,双控开关的设置依旧不能提升整体工程效益。

  3)照明节能。地下水厂占地面积较大,含有较多的照明设备,当进行例行检查或作业时,需要开启较多数量的照明设备,却并非所有区域均需照明,所以会出现严重的能源浪费现象。

  2.3设计原则

  1)操控的安全保障。在智能照明控制系统中的开关主要为传输指令。且传输信号为24V,在安全电压范围内。且操作人员只需对继电器进行遥控,不会直接与电源进行危险接触[1]。

  2)便于管理。设定与控制T/U地址以此来实现其与照明开关的一一对应,而后进行对应范围内照明设备的控制。依据不同的实际需求对开关做出调整,以达到可进行异地和集中控制等操作的标准。针对不同区域的开关进行相应标记,实时监测对应范围照明设备情况。

  3)节约能源。依据实际需求,对某些回路做处理,实现照明区域的变动。依据照明的不同要求设定不同的照明模式。要启用该模式只需对指定的模式开关进行操作就可。任一照明区域的照明情况度能够在总控制室进行监测并控制。

4)减少工程费用。智能照明控制系统采用总线式,任一回路与配电箱直接相连,只需就近选择一个照明设备将设备中的两根信号线连接,就能够完成对所有照也不需要对线路进行更改,直接更改设定即可。

3 照明系统的具体应用

  3.1控制单元

  1)传送单元。当照明回路的数量低于256时可以只设置一个传送单元,且其可以放入任一配电箱。

  2)电磁遥控开关。此地下水厂工程运用20A的电磁遥控开关,而开关在使用时还需配和电磁遥控开关控制T/U及控制系统用变压器共同运用。在开关上设有自锁功能,能够进行手动控制,当需要时开启不需要使用时即会自动锁定,节约了能源的同时还延长了电磁遥控的使用时间,此外自动锁能够保证当有照明设备异常时依旧保持照明。

  3)电磁遥控开关控制T/U。其主要搭配20A电磁遥控开关一起操作,一个20A电磁遥控开关控制T/U搭配四个相同功率电磁遥控开关。

  4)控制系统用变压器。在每个配电箱中配置一个24V的控制系统用变压器,以保证电磁遥控开关正常使用。

  5)触摸式液晶屏。使用可触摸的液晶显示屏,以便能够更好的进行手动式触摸控制照明系统开关,且照明设备的实际情况可由显示屏按键侧边的指示灯来展现。并且液晶屏还有可直接触摸编辑的模式,能够直接通过显示屏对开关的相关设定命名做更改。此地下水厂配置了一台液晶触摸屏,以便工作人员能够实施检测照明设备的实际情况。

3.2电气系统图

 

配电箱系统的检查修理区域设置如图2。根据图1中可分析得知,一个电磁遥控开关对应配置四个回路,并且配电箱中均安装有一个控制系统用变压器。配电箱与控制设备之间仅通过一根线路即可连接,能够对信号指令进行接受发送。这样的智能照明系统减轻了在占地面积如此大的地下水厂进行照明控制时的工作量。

4 安科瑞智能照明控制系统

4.1系统简介

Acrel-BUS智能照明控制系统,是基于KNX总线技术设计的控制系统。KNX总线技术起源于欧洲,是在EIB,Batibus和EHS这三种住宅和楼宇的总线控制技术上发展起来的,其中EIB是该总线技术的主体。

Acrel-BUS智能照明控制系统采用标准的2*2*0.8EIBBUS总线(即KNX总线)作为总线线缆,将所有的智能照明控制模块连接到一起并组成一套完整的控制系统,既可实现照明灯具的远程集中控制,又可实现就近控制功能。该系统理论连接控制模块数量达580000多个。

安科瑞智能照明产品种类齐全,方案完善。用户可通过控制面板、人体感应、照度感应、微波感应、上位机系统、触摸屏、手机、平板端等多种控制终端实现灵活多样的智能控制,特别适合于各类智能小区、医院、学校、酒店,以及体育场所、机场、隧道、车站等大型公建项目的照明系统。

4.2系统结构

系统一般采用分层结构,搭建项目时,划分成域、支线、域-支线这种分布式总线结构。一方面其布局清晰,布线简单,容量大,对各种类型的项目尤其是大型公建项目特别适用,另一方面有效提高了系统的可靠性。由于每个域和每条支路分别分配了总线电源,这种电气的隔离使得系统的某个部分出现故障时,其他部分仍能继续工作,一条线路或一个域内的数据通信不会影响到其它范围的数据通信。

 

4.3产品介绍及选型

产品分类

型号及对应名称

主要功能

电源

ASL100-P640/30

总线电源模块,为KNX/EIB系统标准供电电源,该模块可为与其在同一支线上的其他控制模块进行供电。

该电源模块输入端接入普通的市电回路,输出端使用KNX总线线缆将其他模块接入系统中。该电源模块不仅可以为总线提供电压,耦合总线信号,并且监测KNX/EIB/系统的电压。另外该电源模块还会提供一个30V的辅助直流电压,为其他的外设(如触摸屏幕、IP网关等)提供电压。

开关驱动器

ASL100-S2/16

该系列开关驱动器,有四路、八路、十二路三种型号可选择。该模块是用于对负载进行开关控制的驱动器,具有手动操作开关、开关延时设定、状态反馈、总线电压断开和恢复后继电器开关状态的设定,还具有场景开关、阈值开关等功能。

ASL100-S4/16

ASL100-S8/16

ASL100-S12/16

调光驱动器

ASL100-SD2/16

该系列0—10V调光驱动器,有两路、四路两种型号可选择。该模块既可以对负载进行开关控制,还可以输出0—10V调光信号对具有0-10V调光接口的灯具进行调光,此外该模块还可通过设置实现预设控制、场景控制功能。

ASL100-SD4/16

ASL100-TD2/5

可控硅调光驱动器,既可以对负载进行开关控制,还可以对支持可控硅调光的灯具进行调光此外该模块还可通过设置实现预设控制、场景控制功能。

智能面板

 

ASL100-F1/2

该系列智能面板有一联两键、两联四键、四联八键三种选择。该系列面板使用标准接线端子和KNX总线线缆将面板接入系统,无需额外的供电模块。

该系列智能面板通过弱电控制强电,避免智能面板直接控制强电存在的危险。

该系列智能面板可通过区分按键短按长按并结合不同参数设置实现开关控制、调光控制、百叶窗控制、场景控制、数值发送控制等功能。

 

ASL100-F2/4

 

ASL100-F4/8

二合一传感

ASL100-T2/BM

该系列两通道传感器,分别探测人体移动(物体移动)和光照度,将感应的信号处理后传递给其他控制模块(如调光驱动器、开关驱动器等)并实现相应的自动控制功能。

ASL100-T2/BR

输入模块

ASL100-DI4/20

干接点输入模块,通过外部输入或(和)手动操作按键来控制驱动器的动作。该模块自带20V的DC输入信号,因此无需外部电压输入,当检测到外部干接点信号输入时,模块可根据功能设定向总线发送相应的报文。

该模块的功能设定主要包括:四路开关信号,调光功能,窗帘功能,数值发送,场景控制,顺序发送,计数功能,多重操作功能。

ASL100-WI4/230

湿接点模块通过外部输入或(和)手动操作按键来控制驱动器的动作。该湿接点模块支持12V~230VACDC电压输入。当系统检测到外部有源信号输入时,模块可根据预设功能向总线发送报文。

该模块的功能设定主要包括:四路开关信号,调光功能,窗帘功能,数值发送,场景控制,顺序发送,计数功能,多重操作功能。

5 智能照明的优势

  较之于传统的照明方案,在地下水厂使用智能照明系统有如下几点明显的优点:

  1)从控制照明系统方面来看,传统的地下水厂照明方式主要依靠于现场操作。因此工作人员找准灯具的开关位置,否则无法启动水厂照明。但本明设备的管控。并且当照明区域发生变化方案中设计的智能照明可以借助于遥控器,施工人员只需轻轻按下整个遥控按钮,就可以自动开启厂内照明系统。

2)本方案中智能照明系统中装有智能显示屏,该系统中的重要数据会直接显示在触摸屏幕上。便于工作人员采集相关数据,省去了人工巡检记录数据的不便。

3)本工程所涉及到的照明系统接线较为简单,采取就近原则,直接从智能控制设备上引两根线到灯具,避免了灯具之间相互关联的接线过多,出现线路繁杂,给维修带来不便。

6 智能照明系统应用中的注意事项

  1)地下水厂的主厂房整体照明系统

  均在一个电源系统中控制,并且系统中回路均只负载照明,因此信息发送接收不易被干扰,一般不会出现信息传送异常情况。相较而言辅助厂房中的电源系统回路就会受到电动机操作而受到影响,因为其连接于就地MCC,信号传送中断的问题时常出现,导致控制受阻。

  2)由于单元控制与系统控制模块以及接触器等部件都被安装于照明箱中,一定程度上增加了检修的工作量。

3)若没有对照明配线与照明控制方式做出适当的调节,则对照明系统的节能功能形成一定的阻碍。当有区域已经使用PLC照明控制系统时,只可以在控制中心运用设备树选择区域,因此不能达到较好的直观视图。

7 结语

  综上所述,将智能照明控制系统运用在此地下水厂中,使整体照明系统效益都有所提升,效率提升的同时还降低了施工成本费用且达到节能的效果,具有一定的经济实用性,也满足安全保障需求,现实意义大。  

参考文献

  [1]刘福皓.智能照明系统 [J]. 电子制作 ,2018(21):75-77.

  [2]李成成.智能照明系统在大型站房中的应用[J].智能建筑与智慧城市,2018(10):131-132.

  [3]黄冏.智能照明系统在地下水厂的应用

  [4]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2020.06

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