工業廠房照明智能控制設計研究

付曉白

(上海電子工程設計研究院有限公司,上海 200083)

工業廠房照明智能控制設計研究

付曉白

(上海電子工程設計研究院有限公司,上海 200083)

照明系統的設計要求，簡單研究智能照明控制系統在工業廠房照明系統中的應用，并對相關的工業廠房照明智能控制系統的設計方法進行介紹和分析。

工業廠房 照明系統 智能控制

1 照明智能控制系統的發展情景

隨著現代電子科技和信息技術的不斷發展和進步，目前，智能化系統已經成為了當今城市及工業發展的必備條件，不僅僅是照明系統，就連是空調系統、安全防范系統以及消防系統等多個領域，都能夠看見智能控制系統的身影。在眾多智能控制系統之中，照明智能控制系統往往得不到人們的重視。從二十世紀九十年代開始，照明智能控制系統才開始在我國市場進行推廣，但一直至今，都沒有得到人們足夠的重視和廣泛應用。但作者相信，隨著智能化、數字化概念的提出和推廣，照明智能控制系統將會成為智能控制系統最重要的組成部分之一，越來越受到人們重視，大到整個城市，小至每個家庭。

在工業生產的領域中,照明智能控制系統不僅能夠提供良好的照明環境，節省更多的電能源，而且還能夠讓工業廠房照明的管理工作化繁為簡。

2 工業廠房照明方式及智能控制設計要點

照明用電是工業生產中最基本的用電，照明系統質量的好壞，直接與工業生產的生產安全、勞動生產率、產品質量，甚至和勞動保護都有直接的關聯。目前我國大部分的工業廠房都采用天然日光照明和人工照明相結合的照明方式。

常用的照明智能控制系統是數字式照明管理系統，主要包括三部分，分別是系統單元、輸入單元以及輸出單元。這三部分，每一部分都會設置唯一的單元地址，并利用特定的計算機軟件設定每一個單元的功能，這樣就能夠通過輸出單元來控制每一個負載回路。

工業廠房一般建筑結構高、跨距大。燈具安裝懸掛高，照明空間大，燈具數量多等特點，對照明質量具有一定的照明需求。根據工業廠房的不同生產工作、不同功能區域的使用特征，主要分為以下幾種照明方式及智能控制設計要點：

(1)部分工業廠房由于其天棚高度的要求，一般都會使用高（低）懸掛天井燈，多采用中高功率的高壓氣體放電燈作為光源，如功率400W的金屬鹵化物燈；這種燈具的啟動電流較大，功率因數低，需配置補償電容。一般小電流控制設備不能滿足負荷要求，這時候就需要采用16A繼電器來控制高（低）懸掛天井燈等這類中、大功率的燈具，同時繼電器具有雙態穩定、機械自鎖等特點，并且通過小電流低電壓來控制大電流大功率燈具的啟動，能夠很好地適應智能控制對電流、電壓的需求。

(2)對于需要進行精密生產工作的工業廠房，其防塵要求較高，照明配電箱多設置在車間生產線以外的區域。因此照明控制開關常常不能設置在車間室內，再加上某些車間消毒除塵的入口和出口不在同一位置。這時就需要在入口、出口等多個位置設置照明控制開關，為有效進行燈光管理，則需要實現多點控制，集中管理的功能和目的。使用傳統照明控制，想要實現多點控制、集中控制的功能，那么就需要需要大量鋪設強電線纜，這時候采用智能照明控制系統，通過4芯信號線連接所有位置的開關，減少強電布線，就可輕松實現多點和集中控制，在節約施工成本的同時，更便于工廠運營時期的日常照明管理工作。

(3)其次，根據工廠工人的生產作息時間，可以設計一套自動智能控制程序，以便工廠作息管理，及節省用電，同時為滿足工廠對于照明按作息控制的需求，具體方法是把工廠的照明回路接入智能照明控制系統，然后根據生產線的作業時間以及燈光使用規律，編制照明系統的開關程序，控制在不同的時間段啟用預設好的燈光；也可以根據工業廠房的工作時間或其他時間為一個周期，預設好不同程序對應的燈光場景，從而最大限度、人性化的實現對于工作時間照明回路的有效管理。

(4)由于工廠廠房面積較大，需要對同一區域的燈具實現不同組合及多點控制，不僅滿足平時工作人員的日常使用，還可實現不同的使用要求和與之相對應的照明功能。把同一區域內的各個照明回路接入智能控制系統，在進出口等控制位置設置一個3.5寸液晶多功能觸控面板，通過控制界面可以實現對整個照明區域的燈光編程、場景預設、單、多照明回路的控制以及對燈光明暗程度的調節等功能的實現。也可以通過簡單按鍵控制整個區域的照明。實現車間大區域的多點控制和集中控制的需求。

(5)針對工廠對照明集中控制的需求，可以通過將智能照明系統接入工廠的智能管理控制系統，如中央控制室PC機或控制平臺進行操作，實現對整體工廠的照明情況進行集中監視和控制。通過控制面板的指示燈，或照明中央監控系統的界面地圖顯示功能，在中控室直觀的了解各區域燈具的開啟情況，并按照相應的控制需要，進行燈具的集中控制。

圖1是某工業廠房的智能照明控制系統的設計。

3 工業廠房照明智能控制設計的要求

3.1 合理的照明方式

合理、科學的照明方式將會決定了照明系統的質量。工業廠房照明系統的質量是由照明系統的光效、顯色指數是否合理，眩光指數是否在合理數值以內，以及照度分布是否均勻合理等要求綜合指標決定的。總而言之，工業廠房的照明設計既要滿足經濟實用的設計原則，又需要根據工業廠房的生產工作性質和不同場合的照明需要所決定的的。

3.2 合理選擇照明燈具

由于燈具懸掛高度較高，所以其工作功率、使用壽命等性質都是十分重要的。一般來說，用于工業廠房的照明光源主要分為兩大類，一個是熒光燈，另一個是金屬鹵化物燈。熒光燈顯色性能較好，節能性能好，啟動電壓寬，采用電子整流器的無頻閃。而金屬鹵化物燈的發光效率較高，平均可達70Lx/W-100Lx/W，但對電壓穩定性要求較高。工業廠房的照明系統一般要求有較好的顯色性，以滿足對物體本來顏色的還原，尤其是生產檢測區域。同時，光源應具有較高的發光效率，以達到節能的目的。

3.3 合理選擇智能控制系統

總的來說，目前較常用的照明控制系統有BAS照明控制系統、DDC控制系統以及CAN控制系統。BAS照明控制系統的主要功能為：獲取節能型開關的位置信息、現場控制與遠程控制的相互融合和轉換、實現了對燈照開關的智能控制，以及現場執行機構設有自動和手動功能。DDC的開啟和關閉時間確定的時間都是有程序所控制，能夠增強人們的節能控制舒適度要求的意識。根據在使用過程中遇到的問題，而專門開發了照明系統的時間控制，在大型廠房的智能照明控制器智能照明控制器。而CAN控制系統是一種多主方式的串行通訊總線，具有較高的位速率，抗電磁干擾性能良好，還能夠檢測系統中出現的任何錯誤。再者，CAN控制系統具有硬件仲裁機制，能夠自動根據報文的ID而決定發送次序的先后，這樣就可以不用擔心以太網絡系統會因為同時發送信號的出現崩潰現象。

圖1

4 工業廠房照明智能控制系統的設計步驟

(1)確定照明智能控制室的位置。選擇控制室的主要原則是為了方便管理系統的設備，大多選擇在廠房中合適的位置作為控制室；

(2)根據廠房的建筑面積、工作位置的照明需要以及廠房照明需求繪制照明器具的布置圖，然后根據布置圖在進一步確定廠房內每一個工作區域的照明控制要求；

(3)根據廠房的需要和照明器具布置圖，選擇最適用的繼電器并確定繼電器的安裝位置，并在平面圖上標記出個照明器具、配電盤的位置以及電線的位置等；

(4)選擇照明智能控制系統的開關及安裝位置，把主控開關的布線位置標記到平面圖上；

(5)最后，完成照明智能控制系統的明細表制作。

5 結語

在目前全球節約能源、保護環境為宗旨的現代社會中，應該積極推廣智能控制照明，大力加強照明節約用電的意識，切實提高照明能效。合理地設計工業廠房照明智能控制系統，不僅能提高照明質量及工廠生產、工作的視覺效能，便于人員的使用和管理，而且對建筑物的節能也有著深遠的意義和作用。而對于智能控制系統的發展方面，隨著智能化、數字化建筑概念的提出和推廣，照明智能控制系統必將會成為建筑物最重要的組成部分之一。

[1]趙慶勇.工業廠房的照明設計[J].電工電氣,2010.

[2]欒新源.車間照明節能設計實例[J].現代顯示.2010.