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深度解析:建筑電氣工程中的智能照明系統(tǒng)優(yōu)化設計實踐與效能提升

 更新日期:2024-08-27 點擊量:160

摘要:在現(xiàn)代建筑工程中,為了起到裝飾或照明效果,在電氣工程中安裝了大量的照明設施,但是照明設施規(guī)模龐大,不但會造成資源浪費,而且在出現(xiàn)故障問題時會影響整體建筑工程美觀,阻礙建筑工程自身功能發(fā)揮,在這種情況下,相關部門研發(fā)出了智能照明系統(tǒng)。通過數據調查,在建筑電氣工程中應用智能照明系統(tǒng)后,不但保證了建筑整體照明效果,也能節(jié)省資源,幫助企業(yè)控制成本。文章在闡述智能照明基本內涵及應用優(yōu)勢的基礎上,進一步探討了如何在建筑電氣工程中實現(xiàn)智能照明系統(tǒng)的整體設計。

關鍵詞:建筑電氣工程;智能照明系統(tǒng);供電設備

0引言

現(xiàn)代建筑工程風格多、功能多樣,其中電氣工程內容更加復雜。近幾年,照明系統(tǒng)在建筑電氣工程中應用非常廣泛,且照明系統(tǒng)技術發(fā)展水平不斷提高,發(fā)展步伐加快。同時,在建筑行業(yè)發(fā)展中,照明系統(tǒng)設計功能由之前的采光需求漸漸轉變?yōu)檠b飾需求。因此,在照明系統(tǒng)設計中,應從整體角度入手,在保證照明系統(tǒng)基本功能的同時還要滿足建筑整體美學要求。

此外,在建筑電氣工程中,智能化已經是照明系統(tǒng)改革發(fā)展的主要方向,故通過在建筑電氣工程照明系統(tǒng)設計中從智能化角度入手,實現(xiàn)智能照明系統(tǒng)優(yōu)化設計,可以為建筑電氣工程的智能化發(fā)展提供條件。

1 智能照明系統(tǒng)的基本內涵

智能照明系統(tǒng)指的是可結合不同時間段和應用場所,實現(xiàn)照明照度靈活調節(jié)的照明系統(tǒng)。其不僅實現(xiàn)了能源的集中化管理,也能讓系統(tǒng)監(jiān)控變得更具集約化。通過對智能照明系統(tǒng)組成成分的分析可得,在建筑電氣工程中,智能照明系統(tǒng)的基本內涵包括以下幾點。

  1. 智能控制工作原理。

當前,智能照明系統(tǒng)主要以集中控制為主,其在執(zhí)行方面呈現(xiàn)出分散性,從物理層面來說也就是電路并聯(lián)。并聯(lián)電路和串聯(lián)電路不同,基于串聯(lián)電路的照明系統(tǒng)中如果某一個燈具出現(xiàn)

故障問題或電源故障,整個照明系統(tǒng)都將會陷入癱瘓狀態(tài),而這種分散執(zhí)行的方式即便照明系統(tǒng)中某部分燈具出現(xiàn)故障問題,也不會影響其他燈具的正常運行。實現(xiàn)分散執(zhí)行的基本原理在于,智能照明控制系統(tǒng)在每個燈具內部安裝了獨立的CPU處理器及EEPROM數據存儲器。

在智能照明系統(tǒng)中,各項數據分別被保存在對應的燈具系統(tǒng)中,即便系統(tǒng)出現(xiàn)故障問題,也不會給其他 燈具正常運行造成影響。對于控制器,其作用就是 利用主控計算機和主控通信系統(tǒng)實現(xiàn)對照明系統(tǒng)宏觀 管控,把對應指令傳遞給通信系統(tǒng),由通信系統(tǒng)將指令 分布在每個燈具中。該系統(tǒng)包含控制器、輸入單元和 輸出單元,其中輸入單元也就是開關、傳感器等。這些 設備可以根據建筑內部環(huán)境科學判斷,把亮度信息反 饋給輸出單元,即智能調光器,之后在計算機系統(tǒng)和通 信設備配合下反饋并處理相關信息。整個運行過程由 電源提供,而在斷電情況下無法正常運行。

  1. 智能照明功能。智能照明系統(tǒng)能實現(xiàn)對白熾 燈、節(jié)能燈、日光燈等燈具亮度的智能化調節(jié),滿足在 不同環(huán)境下(如大型商場、演出廳等)對照明系統(tǒng)的使 用要求,且根據每個區(qū)域照明需求控制亮度和照明時 間。智能照明系統(tǒng)也可以根據燈具使用場景進行燈光 切換,其主要由控制面板和調光系統(tǒng)實現(xiàn),也可以讓 照明區(qū)域的燈光亮度進行自由切換。另外,在智能照 明系統(tǒng)中,還可以安裝自動開關并根據相關指令控制 照明系統(tǒng),如在有聲音的情況下啟動照明系統(tǒng),在無聲音的環(huán)境下關閉燈具。

  2. 安科瑞智能照明控制解決方案ALIBUS(Acrel Lighting intelligent Bus)系統(tǒng)基于成熟的RS485通訊控制技術,同時創(chuàng)新地引入了載波偵聽和沖突碰撞檢測機制,多機間實現(xiàn)了實時雙向通訊,線材使用普通的屏蔽網線,一次性解決通訊與供電問題。由于其滿足相關標準,已經在建筑行業(yè)中得到了廣泛應用。在該系統(tǒng)初步發(fā)展階段,只能實現(xiàn)對燈具進行智能化控制,隨著時代發(fā)展,其控制功能變得強大,可以對建筑內各個電氣設備(如空調、電動窗簾、洗衣機、照明系統(tǒng)等)進行智能化控制。之前分散式控制系統(tǒng)功能得到了優(yōu)化,如遠程控制、定時控制、延時控制等,且也具備氣象控制、感應控制等功能,給人們的工作和生活提供了便利條件。安科瑞ALBUS智能建筑控制系統(tǒng)在操作方面也比較方便,可以讓智能設備得到更好的維護和檢修,即只要一臺計算機系統(tǒng)就能實現(xiàn)整個系統(tǒng)的智能化控制。通過采用一體化控制方式,不但節(jié)省了資源,也促進了工程智能化管理水平提升,從而為我國智能照明系統(tǒng)改革發(fā)展提供了新方向。

2 智能照明系統(tǒng)的應用優(yōu)勢

2.1 保證工程節(jié)能性

智能照明系統(tǒng)的出現(xiàn)滿足了提出的節(jié)能發(fā)展要求。20世紀90年代,西方為了實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保發(fā)展目標,提出了綠色照明的概念,并在其他推廣,之后我國也提出滿足中國改革發(fā)展要求的綠色工程項目。在智能照明系統(tǒng)中,涉及和傳統(tǒng)照明系統(tǒng)相關的組成部分,如光源、燈具、電路等,與傳統(tǒng)照明系統(tǒng)相比,不同在于運行方式和管理方法。在智能照明系統(tǒng)中,引進了現(xiàn)代化技術,如通信技術、計算機技術,并在各種控制元件和控制要求下,實現(xiàn)了對照明系統(tǒng)的靈活設計,以此達到節(jié)能效果。這種照明方式借助自然光,根據對應場景調節(jié)照明設施亮度,在保證照明質量的同時,減少了資源消耗,且節(jié)電效果。另外,在照明系統(tǒng)中使用濾波技術,能夠控制諧波數量,保證照明質量,進一步提高節(jié)能效果。

2.2 延長燈具使用期限

在照明系統(tǒng)中,光源是比較常見的部件,如在人們生活中比較常見的光源為白熾燈和熒光燈。如果可以延長光源配件的使用期限,不僅能節(jié)約照明成本,也能減輕相關人員工作壓力,避免頻繁更換光源,從而更好地控制維修管理成本。在建筑工程中,如果電網電壓不太穩(wěn)定,也可能會對光源配件的使用期限產生影響。

根據發(fā)光原理對光源進行分類,光源主要包括氣體放電光源及熱輻射光源。氣體放電光源是氣體放電產生的電源,給其使用期限產生影響的因素是電網電壓變化。如果電壓比較高,則會造成電極溫度升高,電壓下降,不利于電源正常運行,從而影響電源使用壽命。由此可知,控制電壓變化??梢匝娱L光源使用時間。熱輻射光源則是將電能轉變?yōu)闊崮艿倪^程,即物體熱量將會達到白熾狀態(tài)而不斷發(fā)光,從而產生熱輻射光源,給其使用期限產生影響的因素在于電網電壓。隨著電壓上升,光源使用期限將不斷下降?;诖?,為了延長光源使用期限,比較常見的方式在于控制照明供電電壓。

2.3 提升工作效率

為了取得良好的工作效果,保證工作效率,需要創(chuàng)造良好的工作環(huán)境。當前,人們生活節(jié)奏較快,忙于生計,每天從事各種活動,而工作環(huán)境的氛圍將會對人們的工作效率產生直接影響。照明是工作環(huán)境中重要的一部分,在營造工作氛圍方面發(fā)揮著重要意義。在辦公場所內,合理使用光源燈具,不但能夠起到美化工作環(huán)境的效果,也能保證照明質量,營造舒適且安逸的工作氛圍。例如,傳統(tǒng)鎮(zhèn)流器熒光燈在運行中,其工作電源閃動頻率一般在100 kHz,該頻率容易造成人的視覺疲勞,從而影響工作效率和質量。通過使用智能照明系統(tǒng),能夠將該問題科學處理,因為其內部安裝的電子鎮(zhèn)流器可以對閃動頻率進行科學把控,讓其控制在70 kHz之內,不僅可以減輕人的視覺疲勞,也能讓人的視覺體驗更加舒適。除了上述優(yōu)勢,智能照明系統(tǒng)還具備其他優(yōu)勢。例如,讓照明效果更具多樣化,不僅能滿足照明要求,也能發(fā)揮裝飾作用,讓建筑內部環(huán)境變得更加靈動和多樣,且讓人們從中獲得良好的體驗。智能照明控制系統(tǒng)中重要的部件為計算機,其內部保存了大量信息,程序在運行中不會發(fā)生錯誤,能夠有效規(guī)避傳統(tǒng)照明系統(tǒng)人工變換操作問題,且讓操作更加穩(wěn)定與安全。同時,其所有電路控制都在控制箱內,有效規(guī)避了人工操作產生的觸電風險。

3安科瑞智能照明控制系統(tǒng)

3.1概述

ALIBUS智能照明產品采用RS485總線技術,技術成熟可靠,安全穩(wěn)定。開關驅動器具備獨立工作的能力,適用于一些中小型的項目;模塊化設計,可以任意拼接擴展,同時預留I/O口以及Modbus接口,還可以滿足與AcrelEMS企業(yè)微電網管理云平臺進行數據交換。

3.2應用場所

適合于各類智能小區(qū)、醫(yī)院、學校、酒店,以及體育場所、機場、隧道、車站等大型公建項目的照明控制需求。

3.3系統(tǒng)結構

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3.4系統(tǒng)功能

1)實時檢測并顯示各個模塊的在線狀態(tài),反饋現(xiàn)場受控回路的開關狀態(tài),監(jiān)控界面按照樓層各分區(qū)的布局和回路列表來瀏覽。

2)當發(fā)生模塊離線、網關設備掉線或者狀態(tài)反饋和下發(fā)控制命令不一致時會發(fā)生故障報警,并將故障報警信息記錄并顯示在界面中。

3)可以對單個照明回路實現(xiàn)開關控制;每個模塊、樓層都有相應的模塊控制開關和樓層控制開關,也可以一個模塊或者整個樓層實現(xiàn)開關控制。

4)開關驅動器支持過零觸發(fā)功能,負載(燈具)的分合操作僅在交流電過零時進行;可有效減少電磁干擾以及對電網的沖擊,延長燈具與控制裝置的壽命。

5)對每個照明回路可以預設掉電狀態(tài),當照明電源掉電時,開關驅動器會自動切換到預設的掉電狀態(tài);確保重新上電時燈具的開關狀態(tài)是確定與可控的。

6)拖動調光控件,照明設備從0%到100%進行調光,可以對單個照明回路實現(xiàn)調光控制,調光總控可以對一個模塊的照明回路實現(xiàn)調光控制,也可以對多個照明回路實現(xiàn)調光控制,通過圖標的亮滅狀態(tài)反饋現(xiàn)場開關的狀態(tài)。

7)點擊場景控件,打開或者關閉對應場景設置,軟件界面上顯示不同的場景模式和場景功能,通過圖標的亮滅顯示對應的場景狀態(tài)是打開還是關閉。

8)設置定時時間,確認時間點后,對該事件點執(zhí)行的動作進行設置,設置燈在設定的時間點亮或者滅。

9)系統(tǒng)可以通過預設的當地經緯度信息,自動計算每天的日升日落時間;根據天文時鐘控制照明開關,實現(xiàn)日落開燈、日出關燈的功能。

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

11)系統(tǒng)結構是分布式總線結構;系統(tǒng)內各元件不依賴于其他元件而能夠獨立工作;系統(tǒng)內各元件可以通過程序的設定實現(xiàn)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。

3.5設備選型

名稱

型號

功能

備注

安科瑞智能照明控制系統(tǒng)

ALIBUS

可通過控制面板、人體感應、照度感應、微波感應、上位機系統(tǒng)、觸摸屏、手機、平板端等多種控制終端實現(xiàn)靈活多樣的智能化控制


名稱

型號

上行

下行

外形尺寸

備注

智能通信管理機

Anet-1E1S1

1路以太網

1路RS485

140*90*50


智能通信管理機

Anet-1E2S1

1路以太網

1路RS485

140*90*50


智能通信管理機

Anet-2E4S1

2路以太網

4路RS485

168*113*54


智能通信管理機

Anet-2E8S1

2路以太網

8路RS485

168*113*54


名稱

型號

負載電流

安裝方式

外形尺寸

備注

4路開關驅動器

ASL220Z-S4/16

16A

導軌式

144*90*70

1.控制火線

2.每回路額定電流16A

3.磁保持繼電器

4.延時控制

5.電流檢測

6.定時控制

8路開關驅動器

AS220Z-S8/16

16A

導軌式

216*90*70

1.控制火線

2.每回路額定電流16A

3.磁保持繼電器

4.延時控制

5.電流檢測

6.定時控制

12路開關驅動器

ASL220Z-S12/16

16A

導軌式

288*90*70

1.控制火線

2.每回路額定電流16A

3.磁保持繼電器

4.延時控制

5.電流檢測

6.定時控制

16路開關驅動器

ASL220Z-S16/16

16A

導軌式

360*90*70

1.控制火線

2.每回路額定電流16A

3.磁保持繼電器

4.延時控制

5.電流檢測

6.定時控制

8路調光驅動器

ASL220Z-SD8/16

16A

導軌式

360*90*70

1.控制火線

2.每回路額定電流16A

3.磁保持繼電器

4.延時控制

5.0-10V調光

名稱

型號

性能

安裝方式

外形尺寸

備注

紅外感應傳感器

ASL220-PM/T

3-5m

120°

嵌入式吸頂

φ80

開孔55mm

微波感應傳感器

ASL220-RM/T

5-7m

120°

嵌入式吸頂

φ80

開孔55mm

微動感應傳感器

ASL220-PR/T

5-7m

120°

嵌入式吸頂

φ80

開孔55mm

IP網關

ASL200-485-IP

ALIBUSnet/IP

導軌式

14*28*39

系統(tǒng)組網元件

監(jiān)控軟件接口設備

1聯(lián)2鍵智能面板

ASL220-F1/2

2組控制指令

86盒

86*24*86

開關

調光

場景

2聯(lián)4鍵智能面板

ASL220-F2/4

4組控制指令

86盒

86*24*86

3聯(lián)6鍵智能面板

ASL220-F3/6

6組控制指令

86盒

86*24*86

4聯(lián)8鍵智能面板

ASL220-F4/8

8組控制指令

86盒

86*24*86

4 結語

在建筑電氣工程中,相關人員應靈活掌握智能照明系統(tǒng)設計思路和方法,對智能照明系統(tǒng)進行科學規(guī)劃。在實際設計中,除了要保證建筑電氣工程設計合理,還要結合智能照明系統(tǒng)設計要求和具體標準,從各環(huán)節(jié)入手進行質量控制,保證智能照明系統(tǒng)安裝質量。與此同時,規(guī)范智能照明系統(tǒng)設計流程,確定線路安裝思路,實現(xiàn)每個環(huán)節(jié)相互對接,并在智能化技術作用下,對照明系統(tǒng)智能化調控,減少設備維護成本,以達到更好的節(jié)能效果。

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