潔凈廠房智能照明控制系統研制

徐森　薛金超　林育凡

摘 要：根據潔凈廠房的特殊結構以及各潔凈室對照明光源的特殊要求，設計了一套智能照明控制系統。采用該控制系統可以有效的提高工作效率、節約能源、提高廠區安全、實現快速巡檢、遠程操作、照明燈具故障預報等功能；具有良好的實用價值與經濟價值。

關鍵詞：潔凈廠房；嵌入式系統；照明控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.20.104

0 引言

微電子、生物制藥、手術醫療、精密儀器制造等企業所用的潔凈廠房一般均由多個潔凈室組成，人員流動路線復雜，出入通道迂回；人員進出潔凈廠房時需要有自凈時間，耗時較長；潔凈廠房大多為無窗廠房，加上各潔凈室對照明的特殊要求，所以潔凈廠房的照明功率較大；有些潔凈室具有保密要求，不希望無關人員進入。目前，潔凈廠房內對照明的控制方式仍采用傳統的就地控制方法，也就是各照明單元由本地的開關進行開、關控制。這就存在以下幾個不足：

（1）有些潔凈室需要有預開照明要求，傳統控制方法需要就地開照明后，然后等待，工作效率較低；

（2）人員進、出潔凈廠房時，不能預開、后關通道照明，對人員進出帶來不便；

（3）根據安全、節能規范要求，值班人員需要在職工下班后對各潔凈室的照明關閉情況進行巡檢，由于潔凈廠房的特殊結構、以及有些潔凈室的保密要求，這一巡檢過程不但耗時耗力，且不符合保密要求。

本文根據潔凈廠房的特點和各潔凈房間對照明光源的不同要求，設計了一套基于遠程的集中照明控制系統，解決了以上不足之處。

1 智能照明控制系統構成原理

智能照明控制系統的原理框圖如圖1所示。通過該控制系統主要實現對潔凈廠房內的所有照明設施實現如下控制：

（1）照明集中控制臺通過鍵盤輸入開、關指令，并通過RS485通訊線傳送給各照明控制終端，各照明控制終端通過繼電器對照明燈具實現開、關控制，并將燈具的開、關的狀態返回給照明集中控制臺；

（2）各照明控制終端通過檢測流過繼電器觸點的電流判斷燈具是否出現故障。如果繼電器閉合，但沒有檢測到電流，說明燈具故障，故障信息通過RS485通訊線返回給照明集中控制臺；

（3）照明集中控制臺輸入開、關指令時，液晶顯示屏同步顯示輸入的信息，并同步顯示所控制燈具的控制結果；

（4）照明集中控制臺的指示燈和各照明燈具的開、關、故障狀態同步，指示燈不亮為關狀態、指示燈亮為開狀態、指示燈閃爍為故障狀態。

2 智能照明控制系統的技術實現

本智能照明控制系統的結構圖如圖2所示。各模塊功能為：

（1）主控制板（CPU）：包括微處理器、RS485通訊電路、液晶顯示控制電路、指示燈控制電路、鍵盤控制電路、電源等；

（2）液晶顯示：鍵盤輸入命令及操作結果顯示；

（3）指示燈區：顯示各照明燈具的狀態，包括開燈狀態、關燈狀態、故障狀態；

（4）照明控制終端：每組燈具安裝一套，包含微處理器、RS485通訊電路、燈具故障檢測電路、燈具開關控制電路、電源變換等；

（5）雙絞線：其中4根作為24V直流電源線，用以給各終端供電；2根作為RS485通訊線；另外2根備用；

（6）繼電器觸點：由照明控制終端上的繼電器提供，用以控制燈具的開關；

（7）電流檢測：用以檢測燈具電流。如果繼電器觸點閉合，當檢測到流過燈具組的電流偏離設定值較多時，說明燈具組中有部分燈具或全部燈具電路故障。

根據潔凈廠房內部結構復雜，且進入廠房時需要自凈時間，值班人員如果巡查每個潔凈房間耗時較長；潔凈室照明功率較大，房間無人時需要確保照明關閉；以及個別潔凈室具有保密要求，不希望值班人員進入的特點，該控制系統通過對潔凈廠房內照明實現集中控制，解決了傳統的就地控制照明的一系列問題。方案的具體實施方法如下：

（1）將潔凈廠房內的燈具組編號為1，2，…，N，通過鍵盤操作區輸入相應燈具組編號以及開關指令，主控制板上的微處理器將指令通過雙絞線發送給相應燈具組的照明控制終端，實現對相應燈具組的開關控制；液晶屏顯示鍵盤操作的實時指令；

（2）指示燈區有和燈具組相同數量的LED指示燈，且編號一一對應。主控制板上的微處理器通過RS485通訊每20ms進行一次輪巡，返回對應照明燈具組的開、關、故障狀態，LED指示燈常亮時表示相應燈具組打開；LED指示燈不亮時表示相應燈具組關閉；LED指示燈閃爍時表示相應燈具組可能有故障；

（3）照明控制終端實時檢測流過燈具組的電流，當燈具組打開，而檢測的電流小于設定電流值過多時，說明燈具組中部分燈具不亮，部分燈具或其電路可能有故障；

（4）照明控制終端接收到開關指令時，通過繼電器實現對燈具組開關控制；接收到輪巡指令時，將燈具的狀態返回，供指示燈區實現顯示。

3 結語

企業潔凈廠房照明采用集中控制方法還沒有同類產品，與傳統的就地控制方法相比，本智能照明控制系統具有以下優點：（1）可以大大提高職工的工作效率；（2）有利于方便人員通行，提高安全因素；（3）可以使值班人員快速完成巡檢任務，方便可靠；（4）可以徹底避免了通宵燈現象，實現節能、方便維護；（5）可以使值班人員對潔凈室照明實現遠程操作，更符合保密要求；本照明控制系統成本較低，安裝方便，用戶接受度高，推廣容易，因此具有較好的經濟價值和社會價值。

參考文獻：

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