胡冠楠

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定

   摘要：文章以智能照明控制系統為切入點(diǎn)，介紹了智能照明控制系統在城市夜景照明工程中的應用價(jià)值，并結合具體案例分析了城市夜景照明控制管理平臺的設計和具體應用。智能照明控制系統在城市夜景照明中應用時(shí)，可根據照明場(chǎng)景靈活調整照明模式、營(yíng)造不同氛圍，對優(yōu)化景觀(guān)照明效果有重要作用。

   關(guān)鍵字：智能照明控制系統；城市夜景照明；照明設計

0.引言

   現階段，我國城市基礎設施逐步完善，在現代城市發(fā)展中，夜景照明對城市發(fā)展及市民生活都有關(guān)鍵作用。智能照明控制系統的普及應用，是城市發(fā)展進(jìn)入現代智能化的標志之一，可以為市民創(chuàng )造良好的夜景環(huán)境。智能照明控制系統是城市夜景照明的發(fā)展關(guān)鍵，對于推進(jìn)節約型城市建設及促進(jìn)城市的可持續發(fā)展有重要作用。

1.智能照明控制系統概述

   智能照明控制系統應用了高新電子感應技術(shù)、電磁調壓技術(shù)等，實(shí)現了對照明供電系統的跟蹤監測管理。應用智能照明控制系統，可以自動(dòng)化靈活控制照明系統中的電流幅度及電壓幅度，可以防止出現電荷不穩的情況，避免增加額外的功耗；應用智能照明控制系統還能降低照明系統線(xiàn)路與設備的溫度，實(shí)現照明系統的優(yōu)化控制目標。

   智能照明控制系統主要由于調光控制模塊、控制面板模塊、液晶顯示觸摸屏模塊、編程接口模塊、時(shí)間控制模塊、編程控制模塊及網(wǎng)關(guān)模塊等重要部分組成，其基本組成結構如圖 1 所示。智能照明控制系統可以在確保照明設備正常運行的基礎上，為設備運行提供照明功率，優(yōu)化節能效果，讓照明系統在各種復雜運行環(huán)境中保持穩定，大幅度提升照明設備的照明年限，并降低設備后續檢修維護成本。

圖1 智能照明控制系統結構組成

   智能照明控制系統本質(zhì)上屬于數字模塊化控制系統，其能夠將系統中各類(lèi)控制功能分別配置給系統中對應的控制模塊。系統中的中央處理器模塊與各個(gè)功能模塊相互關(guān)聯(lián)，可以借助網(wǎng)絡(luò )總線(xiàn)實(shí)現各模塊之間的直接通信。系統控制靈活度和可靠性高，能夠根據不同照明區域的照明需求和室外光亮程度自動(dòng)控制照明系統，并且具備照明場(chǎng)景預設功能，可以借助調光控制模塊等實(shí)現照明設備的靈活調用。智能照明控制系統可以分成獨立的子網(wǎng)式控制系統、特定房間內的控制系統及大型的聯(lián)網(wǎng)式控制系統等類(lèi)型。其中，聯(lián)網(wǎng)式控制系統內部帶有標準串行端口，能夠顯著(zhù)提升中央控制器的集成控制效果，并且可以和其他類(lèi)型的控制系統組網(wǎng)。

2.智能照明控制系統在城市夜景照明中的運用價(jià)值

   城市夜景照明系統存在階段性運行特點(diǎn)，在沒(méi)有照明需求的時(shí)段，如果照明系統繼續運行，會(huì )增加非必要的電能消耗。應用智能照明控制系統可以避免這一情況，其能夠根據照明的實(shí)際需求，靈活控制照明系統運行時(shí)間，還能依照不同類(lèi)型場(chǎng)景的照明需求進(jìn)行個(gè)性化設置，并可使用時(shí)間控制模塊根據城市夜景照明時(shí)段調整系統的照明時(shí)間。系統可根據實(shí)際照明需求應用各類(lèi)傳感器裝置或者遙控裝置，合理調控照明系統，減少城市夜景照明系統運行期間消耗的電能。

   智能照明控制系統可以針對不同城市夜景設置不同的照明效果，營(yíng)造與之相符的藝術(shù)氛圍，創(chuàng )造更加舒適美觀(guān)的照明環(huán)境。與傳統的城市夜景照明系統相比，應用智能控制系統的城市夜景照明系統的控制功能得到了顯著(zhù)提升，系統設置更加靈活，功能更加，可滿(mǎn)足多元化控制需求，可以實(shí)現對城市夜景照明系統控制信息的智能數據化管理，根據控制信息對照明系統實(shí)施控制。將智能照明控制系統應用在城市夜景照明工程中，可借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現照明設備的監管，掌控系統中各個(gè)照明回路的實(shí)際運行狀態(tài)。如果系統某照明回路中出現突發(fā)問(wèn)題或者運行故障，監測模塊會(huì )及時(shí)發(fā)現并預警，上傳預警報告，相關(guān)人員可以及時(shí)對系統實(shí)施應急控制與維修，有利于城市夜景照明系統的日常檢修和技術(shù)維護工作的順利開(kāi)展。

3.智能照明控制系統在城市夜景照明中的運用實(shí)例

3.1 工程概況

   文章選取某城市夜景照明智能控制系統的運用實(shí)例進(jìn)行分析，為滿(mǎn)足城市夜景照明需求，實(shí)現城市市級夜景照明控制平臺與各區域照明控制平臺的對接互通等控制目標，創(chuàng )建了城市夜景智能照明控制系統管理中心。管理中心具備集中控制功能，可實(shí)現夜景照明系統的實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)控制，可以監測照明系統的運行，滿(mǎn)足系統的遠程指揮調度和智能化控制需求；可以針對城市內各區域夜景照明設備實(shí)施精細化控制管理，確保系統的穩定運行，優(yōu)化節能效果并滿(mǎn)足夜景照明要求。

3.2 具體應用

   建設工程設計人員依照該城市夜景照明系統的建設要求，針對投資、規劃、建設、運營(yíng)、服務(wù)等過(guò)程，實(shí)現了跨領(lǐng)域技術(shù)綜合集成、不同區域空間的綜合管理與利用、綜合資源協(xié)調等，完成了城市夜景照明控制管理平臺的設計和建設應用。

3.2.1 數據收集

   在城市夜景智能照明控制系統管理中心創(chuàng )建初期，設計人員充分考量城市市級和各區域區級控制管理中心在系統運行維護階段的實(shí)際管控需求，借助大數據分析技術(shù)、定位技術(shù)及 GIS物聯(lián)傳感技術(shù)等高新技術(shù)，采集整合了城市內各區域夜景照明需求數據、業(yè)務(wù)資源數據及機電設備傳感設備資源信息數據等，為系統框架設計工作提供了信息數據支持。

3.2.2 控制管理中心設備配置

   城市夜景智能照明控制管理中心由監控管理控制管理中心、會(huì )議室及機房設備區三個(gè)主要功能區域組成。監控管理控制管理中心及會(huì )議室中配置的主要設備系統包括DLP大屏幕、系統應急指揮控制系統等重要的基礎硬件控制平臺；機房設備區內配置了數據中心機房、夜景照明系統專(zhuān)用的數據服務(wù)器設備、網(wǎng)絡(luò )連接設備及網(wǎng)絡(luò )安全設備?？刂乒芾碇行慕Y構如圖2所示。

圖2?某城市夜景智能照明控制管理系統的控制管理中心結構圖

3.2.3 數據處理與系統數據庫的創(chuàng )建

   城市夜景智能照明控制系統管理平臺的創(chuàng )建涉及不同來(lái)源、不同結構及動(dòng)態(tài)分散的信息數據，數據信息的集成處理難度較大，為此工程設計人員選擇在地理空間數據的基礎之上，對城市夜景照明系統中的設備信息數據、照明主體信息數據、系統供配電信息數據、設備運維處理信息數據、系統附屬設施信息數據等關(guān)鍵業(yè)務(wù)信息數據進(jìn)行集成提取，搭建具有異構

   數據兼容和數據拓展功能的城市夜景照明系統專(zhuān)屬業(yè)務(wù)數據庫，確保系統信息化建設滿(mǎn)足系統的實(shí)際發(fā)展需求。

   技術(shù)人員在數據處理與數據庫建設期間，需要完成城市夜景照明二維數據的模型創(chuàng )建及數據庫的創(chuàng )建工作。離線(xiàn)地圖數據信息及系統業(yè)務(wù)數據信息的建設是GIS地圖數據建設工作中需要完成的內容。在建設系統業(yè)務(wù)數據的過(guò)程中要做好城市夜景照明設備數據信息建設、夜景照明載體數據信息建設及照明系統供配電數據信息建設等工作。

3.2.4 系統業(yè)務(wù)數據的建設

   控制系統業(yè)務(wù)數據的建設主要包括夜景照明主體數據信息的建設、夜景照明設備裝置數據信息的建設、系統供配電數據信息的建設、系統運維管理數據信息的建設及應急處理數據信息的建設等內容。其中，夜景照明主體數據信息包括照明主體自身的屬性信息，有照明主體的建筑類(lèi)型、規模、使用年限、所處位置及所屬單位等。夜景照明設備裝置的數據信息包括照明設備的類(lèi)別、設備功率、設備啟動(dòng)關(guān)閉時(shí)間、控制模式、安裝位置及應用年限等。系統供配電數據信息包括系統電表設備的電壓電流參數、有功和無(wú)功功率、三相或單相電能、功率因素及諧波監測數據信息等。系統運維管理數據信息包括夜景照明系統審批信息、系統巡查信息、維護信息、資產(chǎn)管理及折舊信息等。應急處理數據信息包括系統常規運維管理數據信息、故障應急處理數據信息、應急處理事后評估優(yōu)化數據信息等。

3.2.5 接口標準的制定

   創(chuàng )建城市夜景照明系統的專(zhuān)用控制管理中心，制定相應的接口標準，在平臺建設期間，技術(shù)人員需要做好系統及數據庫更新建設、信息數據的共享和應用、信息數據的安全管控及系統維護等方面的工作?，F場(chǎng)設備的在線(xiàn)數據監控接口及故障檢測接口處，需要借助TCP協(xié)議對局域網(wǎng)內部在線(xiàn)設備的運行狀態(tài)進(jìn)行統計分析。

3.2.6 系統可擴展接口的預留

   在城市夜景智能控制系統管理中心創(chuàng )建過(guò)程中，需統一控制區級建設夜景照明樓棟及市級建設片區夜景照明樓棟，通過(guò)計算得知，照明樓棟總數量為734棟，在這一數據基礎上，工程設計人員還需要預留容量，預留量至少為30%，可為后續相關(guān)業(yè)務(wù)系統的數據接入與數據擴展提供空間。此外，工程設計人員還應該預留與智慧城市及市級夜景控制平臺實(shí)施對接的接口，以便后續實(shí)施集成控制管理的過(guò)程中能夠實(shí)現信息共享。

4.安科瑞智能照明解決方案

4.1概述

   ALIBUS智能照明產(chǎn)品采用RS485總線(xiàn)技術(shù)，技術(shù)成熟可靠，安全穩定。開(kāi)關(guān)驅動(dòng)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(shí)預留I/O口以及Modbus接口，還可以滿(mǎn)足與AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)管理云平臺進(jìn)行數據交換。

4.2應用場(chǎng)所

   適合于各類(lèi)智能小區、醫院、學(xué)校、酒店、工廠(chǎng)，以及體育場(chǎng)所、機場(chǎng)、隧道、車(chē)站等大型公建項目的照明控制需求。

4.3系統結構

4.4系統功能

1）實(shí)時(shí)檢測并顯示各個(gè)模塊的在線(xiàn)狀態(tài)，反饋現場(chǎng)受控回路的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，監控界面按照樓層各分區的布局和回路列表來(lái)瀏覽。

2）當發(fā)生模塊離線(xiàn)、網(wǎng)關(guān)設備掉線(xiàn)或者狀態(tài)反饋和下發(fā)控制命令不一致時(shí)會(huì )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(gè)照明回路實(shí)現開(kāi)關(guān)控制；每個(gè)模塊、樓層都有相應的模塊控制開(kāi)關(guān)和樓層控制開(kāi)關(guān)，也可以一個(gè)模塊或者整個(gè)樓層實(shí)現開(kāi)關(guān)控制。

4）開(kāi)關(guān)驅動(dòng)器支持過(guò)零觸發(fā)功能，負載（燈具）的分合操作僅在交流電過(guò)零時(shí)進(jìn)行；可有效減少電磁干擾以及對電網(wǎng)的沖擊，延長(cháng)燈具與控制裝置的壽命。

5）對每個(gè)照明回路可以預設掉電狀態(tài)，當照明電源掉電時(shí)，開(kāi)關(guān)驅動(dòng)器會(huì )自動(dòng)切換到預設的掉電狀態(tài)；確保重新上電時(shí)燈具的開(kāi)關(guān)狀態(tài)是確定與可控的。

6）拖動(dòng)調光控件，照明設備從0%到100%進(jìn)行調光，可以對單個(gè)照明回路實(shí)現調光控制，調光總控可以對一個(gè)模塊的照明回路實(shí)現調光控制，也可以對多個(gè)照明回路實(shí)現調光控制，通過(guò)圖標的亮滅狀態(tài)反饋現場(chǎng)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)。

7）點(diǎn)擊場(chǎng)景控件，打開(kāi)或者關(guān)閉對應場(chǎng)景設置，軟件界面上顯示不同的場(chǎng)景模式和場(chǎng)景功能，通過(guò)圖標的亮滅顯示對應的場(chǎng)景狀態(tài)是打開(kāi)還是關(guān)閉。

8）設置定時(shí)時(shí)間，確認時(shí)間點(diǎn)后，對該事件點(diǎn)執行的動(dòng)作進(jìn)行設置，設置燈在設定的時(shí)間點(diǎn)亮或者滅。

9）系統可以通過(guò)預設的當地經(jīng)緯度信息，自動(dòng)計算每天的日升日落時(shí)間；根據天文時(shí)鐘控制照明開(kāi)關(guān)，實(shí)現日落開(kāi)燈、日出關(guān)燈的功能。

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

11）系統結構是分布式總線(xiàn)結構；系統內各元件不依賴(lài)于其他元件而能夠獨立工作；系統內各元件可以通過(guò)程序的設定實(shí)現功能的多樣性。

12）預留BA或第三方集成平臺接口，采用modbus、opc等方式。

4.5設備選型

5.結語(yǔ)

   當前，智能化控制技術(shù)的水平不斷提升，使得智能照明控制系統在照明領(lǐng)域中的應用范圍不斷擴大。未來(lái)，照明行業(yè)將朝著(zhù)高科技智能化方向發(fā)展，智能照明控制系統的出現改良了傳統照明控制系統，提高了城市夜景照明的控制效率，節省了更多電力能源，還滿(mǎn)足了不同場(chǎng)景的照明需求，實(shí)現了城市夜景照明系統的監管和集成控制，顯著(zhù)提升了城市夜景照明系統的整體控制水平。

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