淺談智能照明系統(tǒng)在地下水廠的應(yīng)用

【摘要】文章結(jié)合某地下水廠的智能照明系統(tǒng)的應(yīng)用，探討了智能照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及構(gòu)成部分，并結(jié)合該廠的照明配電箱系統(tǒng)做了簡(jiǎn)要的說(shuō)明，指出了智能照明系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，提高了整體照明系統(tǒng)效益，保證水廠的正常運(yùn)行。

【關(guān)鍵詞】地下水廠 ；智能照明 ；液晶顯示

1 智能照明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 

       為對(duì)照明做到智能的監(jiān)控與管理， 智能照明系統(tǒng)將管理的軟件與硬件融入 其中并結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)通信。系統(tǒng)的主要構(gòu)成有三部分，分別為站控、通信管理以及間隔,系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)來(lái)源為通信系統(tǒng)的歸集而后將數(shù)據(jù)傳輸至控制主站，以此來(lái)完成對(duì)照明系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制，可以對(duì)其進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)。通過(guò)通信系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確掌握照明的狀態(tài)是否處于正常，除了監(jiān)測(cè)之外還可完成各項(xiàng)數(shù)據(jù)的收集歸整與查看。 

該系統(tǒng)的主要遠(yuǎn)程控制方式具體可見(jiàn)圖1。主要將該智能照明系統(tǒng)運(yùn)用于地下水廠，可對(duì)其照明設(shè)備做出下列操控 ： 

1）可以運(yùn)用鍵盤(pán)操作照明開(kāi)關(guān)，在控制室進(jìn)行對(duì)照明系統(tǒng)給出開(kāi)或關(guān)的命令，之后運(yùn)用 RS485 通訊線將命令傳輸至每個(gè)照明控制端，而后各控制端能夠利用繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)照明設(shè)備的開(kāi)關(guān)控制，*后還能將設(shè)備處于開(kāi)或關(guān)的情況傳輸回控制室 ； 

2）每個(gè)照明的控制端主要通過(guò)對(duì)繼電器上經(jīng)過(guò)的電流來(lái)斷定是否照明設(shè)備存在異常，出現(xiàn)問(wèn)題。倘若看到有電流且繼電器也處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，則照明設(shè)備存在異常，設(shè)備異常的訊息可以 RS485 通訊線傳輸至總控制室。 

3）當(dāng)通過(guò)鍵盤(pán)對(duì)鍵入開(kāi)或關(guān)的命令時(shí)，總控制室的屏幕上會(huì)同時(shí)出現(xiàn)鍵入的 相關(guān)命令，并且也會(huì)出現(xiàn)命令傳輸后照明設(shè)備是否有被控制。 

4）在總控制室中設(shè)置的相關(guān)指示燈與照明設(shè)備相對(duì)應(yīng)，能夠同步及時(shí)觀察到照明設(shè)備的具體狀態(tài)，若指示燈為熄滅則表明設(shè)備為關(guān)閉的，若為亮起則表明設(shè)備為開(kāi)啟的，而當(dāng)其出現(xiàn)不同跳閃的情況時(shí)，則意味著設(shè)備出現(xiàn)異常。

2 智能照明系統(tǒng)方案 

2.1 項(xiàng)目概況 

       某一總面積為 4 萬(wàn) m2 的地下水廠為此次智能照明系統(tǒng)的項(xiàng)目工程，其主要是一體化箱體區(qū)域，一共可分為 8 個(gè)區(qū)域，由各工藝過(guò)程中池所組成，總體與局部分別為 2 層和 3 層。 

2.2 設(shè)計(jì)方案 

       1）以單控開(kāi)關(guān)的形式設(shè)計(jì)出入口照明開(kāi)關(guān)。該地下水廠占地面積較大，與出口相距*遠(yuǎn)的距離會(huì)＞ 200m。因此若僅以單控開(kāi)關(guān)開(kāi)控制照明系統(tǒng)，會(huì)給施工人員造成諸多困難，且若需要對(duì)水廠進(jìn)行例行檢查時(shí)，當(dāng)穿越 A 區(qū)，到達(dá) B 區(qū)之后，要關(guān)閉 A 區(qū)開(kāi)關(guān)則需重新到達(dá) A 區(qū)起點(diǎn)處，多行走 200m 的路程。 

       2）以雙控形式設(shè)計(jì)出入口照明開(kāi)關(guān)。 若要設(shè)計(jì)雙控開(kāi)關(guān)，由于地下水廠面積較大，照明設(shè)備較多，需要較多的線路連接，增加作業(yè)難度，且會(huì)因此增加總體施工成本。且地下水廠有較多的出入口，各區(qū)域之間位置錯(cuò)亂，雙控開(kāi)關(guān)的設(shè)置依舊不能提升整體工程效益。 

       3）照明節(jié)能。地下水廠占地面積較大，含有較多的照明設(shè)備，當(dāng)進(jìn)行例行檢查或作業(yè)時(shí)，需要開(kāi)啟較多數(shù)量的照明設(shè)備，卻并非所有區(qū)域均需照明，所以會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的能源浪費(fèi)現(xiàn)象。 

2.3 設(shè)計(jì)原則 

       1）操控的**保障。在智能照明控制系統(tǒng)中的開(kāi)關(guān)主要為傳輸指令。且傳輸信號(hào)為 24V，在**電壓范圍內(nèi)。且操作人員只需對(duì)繼電器進(jìn)行遙控，不會(huì)直接與電源進(jìn)行危險(xiǎn)接觸 [1]。 

       2）便于管理。設(shè)定與控制 T/U 地址以此來(lái)實(shí)現(xiàn)其與照明開(kāi)關(guān)的一一對(duì)應(yīng)，而后進(jìn)行對(duì)應(yīng)范圍內(nèi)照明設(shè)備的控制。依據(jù)不同的實(shí)際需求對(duì)開(kāi)關(guān)做出調(diào)整，以達(dá)到可進(jìn)行異地和集中控制等操作的標(biāo)準(zhǔn)。 針對(duì)不同區(qū)域的開(kāi)關(guān)進(jìn)行相應(yīng)標(biāo)記，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)對(duì)應(yīng)范圍照明設(shè)備情況。 

       3）節(jié)約能源。依據(jù)實(shí)際需求，對(duì)某些回路做處理，實(shí)現(xiàn)照明區(qū)域的變動(dòng)。依據(jù)照明的不同要求設(shè)定不同的照明模式。 

要啟用該模式只需對(duì)指定的模式開(kāi)關(guān)進(jìn)行操作就可。任一照明區(qū)域的照明情況度能夠在總控制室進(jìn)行監(jiān)測(cè)并控制。 

       4）減少工程費(fèi)用。智能照明控制系統(tǒng)采用總線式，任一回路與配電箱直接相連，只需就近選擇一個(gè)照明設(shè)備將設(shè)備中的兩根信號(hào)線連接，就能夠完成對(duì)所有照明設(shè)備的管控。并且當(dāng)照明區(qū)域發(fā)生變化也不需要對(duì)線路進(jìn)行更改，直接更改設(shè)定即可。 

3 照明系統(tǒng)的具體應(yīng)用 

3.1 控制單元 

       1）傳送單元。當(dāng)照明回路的數(shù)量低于 256 時(shí)可以只設(shè)置一個(gè)傳送單元，且其可以放入任一配電箱。 

       2）電磁遙控開(kāi)關(guān)。此地下水廠工程運(yùn)用 20A 的電磁遙控開(kāi)關(guān)，而開(kāi)關(guān)在使用時(shí)還需配和電磁遙控開(kāi)關(guān)控制 T/U 及控制系統(tǒng)用變壓器共同運(yùn)用。在開(kāi)關(guān)上設(shè)有自鎖功能，能夠進(jìn)行手動(dòng)控制，當(dāng)需要時(shí)開(kāi)啟不需要使用時(shí)即會(huì)自動(dòng)鎖定，節(jié)約了能源的同時(shí)還延長(zhǎng)了電磁遙控的使用時(shí)間，此外自動(dòng)鎖能夠保證當(dāng)有照明設(shè)備異常時(shí)依舊保持照明。 

       3）電磁遙控開(kāi)關(guān)控制 T/U。其主要搭配 20A 電磁遙控開(kāi)關(guān)一起操作，一個(gè)20A 電磁遙控開(kāi)關(guān)控制 T/U 搭配四個(gè)相同功率電磁遙控開(kāi)關(guān)。 

3.2 電氣系統(tǒng)圖 

       配電箱系統(tǒng)的檢查修理區(qū)域設(shè)置如圖2。根據(jù)圖 1 中可分析得知，一個(gè)電磁遙控開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)配置四個(gè)回路，并且配電箱中均安裝有一個(gè)控制系統(tǒng)用變壓器。配電箱與控制設(shè)備之間僅通過(guò)一根線路即可連接，能夠?qū)π盘?hào)指令進(jìn)行接受發(fā)送。 

這樣的智能照明系統(tǒng)很大程度上減輕了在占地面積如此大的地下水廠進(jìn)行照明控制時(shí)的工作量 。 

3.2 電氣系統(tǒng)圖 

       配電箱系統(tǒng)的檢查修理區(qū)域設(shè)置如圖2。 根據(jù)圖 1 中可分析得知，一個(gè)電磁遙控開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)配置四個(gè)回路，并且配電箱中均安裝有一個(gè)控制系統(tǒng)用變壓器。配電箱與控制設(shè)備之間僅通過(guò)一根線路即可連接，能夠?qū)π盘?hào)指令進(jìn)行接受發(fā)送。 

這樣的智能照明系統(tǒng)很大程度上減輕了在占地面積如此大的地下水廠進(jìn)行照明控制時(shí)的工作量。

圖 2 生物處理池區(qū)檢修工作區(qū)域的照明配電箱系統(tǒng)

方案中設(shè)計(jì)的智能照明可以借助于遙控器，施工人員只需輕輕按下整個(gè)遙控按鈕，就可以自動(dòng)開(kāi)啟廠內(nèi)照明系統(tǒng)。 

4 智能照明系統(tǒng)應(yīng)用中的注意事項(xiàng) 

       1）地下水廠的主廠房整體照明系統(tǒng)均在一個(gè)電源系統(tǒng)中控制，并且系統(tǒng)中回路均只負(fù)載照明，因此信息發(fā)送接收不易被gan擾，一般不會(huì)出現(xiàn)信息傳送異常情況。相較而言輔助廠房中的電源系統(tǒng)回路就會(huì)受到電動(dòng)機(jī)操作而受到影響， 因?yàn)槠溥B接于就地 MCC，信號(hào)傳送中斷的問(wèn)題時(shí)常出現(xiàn)，導(dǎo)致控制受阻。 

       2）由于單元控制與系統(tǒng)控制模塊以及接觸器等部件都被安裝于照明箱中，一定程度上增加了檢修的工作量。 

       3）若沒(méi)有對(duì)照明配線與照明控制方式做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，則對(duì)照明系統(tǒng)的節(jié)能功能形成一定的阻礙。當(dāng)有區(qū)域已經(jīng)使用PLC 照明控制系統(tǒng)時(shí)，只可以在控制中心運(yùn)用設(shè)備樹(shù)選擇區(qū)域，因此不能達(dá)到較好的直觀視圖。

5.智能照明系統(tǒng)--AcrelEMS-SW智慧水務(wù)能效管理平臺(tái)

       安科瑞電氣具備從終端感知、邊緣計(jì)算到能效管理平臺(tái)的產(chǎn)品生態(tài)體系，AcrelEMS-SW智慧水務(wù)能效管理平臺(tái)通過(guò)在污水廠源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)、充的各個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)安裝保護(hù)、監(jiān)測(cè)、分析、治理裝置，用于監(jiān)測(cè)污水廠能耗總量和能耗強(qiáng)度，重點(diǎn)監(jiān)測(cè)主要用能設(shè)備能效，保護(hù)污水廠運(yùn)行**可靠，提高污水廠能效，為污水處理的能效管理提供科學(xué)、精細(xì)的解決方案。

5.1 平臺(tái)組成

       AcrelEMS智慧水務(wù)綜合能效管理系統(tǒng)由變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)、電力監(jiān)控及能效管理系統(tǒng)組成，涵蓋了水務(wù)中壓變配電系統(tǒng)、電氣**、應(yīng)急電源、能源管理、照明控制、設(shè)備運(yùn)維等，貫穿水務(wù)能源流的始終，幫助運(yùn)維管理人員通過(guò)一套平臺(tái)、一個(gè)APP實(shí)時(shí)了解水務(wù)配電系統(tǒng)運(yùn)行狀況，并且根據(jù)權(quán)限可以適用于水務(wù)后勤部門(mén)管理需要。

5.2 平臺(tái)拓?fù)鋱D

6.平臺(tái)子系統(tǒng)

6.1變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)及電力監(jiān)控

       對(duì)水務(wù)配電系統(tǒng)中35kV、10kV電壓等級(jí)配置繼電保護(hù)和弧光保護(hù)，實(shí)現(xiàn)遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào)等功能，對(duì)異常情況及時(shí)預(yù)警。

       監(jiān)測(cè)變壓器、水泵、鼓風(fēng)機(jī)的電流、電壓、有功/無(wú)功功率、功率因數(shù)、負(fù)荷率、溫度、三相平衡、異常報(bào)警等數(shù)據(jù)。

 

6.2電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)與治理

       水務(wù)中大量的大功率電機(jī)、水泵變頻啟動(dòng)導(dǎo)致配電系統(tǒng)中存在大量諧波，通過(guò)監(jiān)測(cè)其配電系統(tǒng)的諧波畸變、電壓波動(dòng)、閃變和容忍度指標(biāo)分析其電能質(zhì)量，并配置對(duì)應(yīng)的電能質(zhì)量治理措施提高供電電能質(zhì)量。

 

6.3電動(dòng)機(jī)管理

       馬達(dá)監(jiān)控實(shí)現(xiàn)水務(wù)中電機(jī)的保護(hù)、遙測(cè)、遙信、遙控功能，電動(dòng)機(jī)保護(hù)器能對(duì)過(guò)載、短路、缺相、漏電等異常情況進(jìn)行保護(hù)、監(jiān)測(cè)和報(bào)警。高效、準(zhǔn)確地反映出故障狀態(tài)、故障時(shí)間、故障地點(diǎn)、及相關(guān)信息，對(duì)電機(jī)進(jìn)行健康診斷和預(yù)防性維護(hù)。同時(shí)支持與PLC、軟啟、變頻器等配合，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)自動(dòng)或遠(yuǎn)程控制，監(jiān)視、控制各個(gè)工藝設(shè)備,保障正常生產(chǎn)。

 

6.4能耗管理

       為水務(wù)搭建計(jì)量體系，顯示水務(wù)的能源流向和能源損耗，通過(guò)能源流向圖幫助水務(wù)分析能源消耗去向，找出能源消耗異常區(qū)域。

       將所有有關(guān)能源的參數(shù)集中在一個(gè)看板中，從多個(gè)維度對(duì)比分析，實(shí)現(xiàn)各個(gè)工藝環(huán)節(jié)的能耗對(duì)比，幫助領(lǐng)導(dǎo)掌控整個(gè)工廠的能源消耗，能源成本，標(biāo)煤排放等的情況。

       能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)采集水務(wù)中污水廠、自來(lái)水廠、水泵站等的用電、用水、燃?xì)?、冷熱量消耗量，同環(huán)比對(duì)比分析，能耗總量和能耗強(qiáng)度計(jì)算，標(biāo)煤計(jì)算和CO2排放統(tǒng)計(jì)趨勢(shì)。

       能效分析按三級(jí)計(jì)量架構(gòu)，分別進(jìn)行能效分析，契合能源管理體系要求，可對(duì)各車(chē)間/職能部門(mén)的能效水平進(jìn)行分析，同比、環(huán)比、對(duì)標(biāo)等。通過(guò)污水處理產(chǎn)量以及系統(tǒng)采集的能耗數(shù)據(jù)，在污水單耗中生成污水單耗趨勢(shì)圖，并進(jìn)行同比和環(huán)比分析，同時(shí)將污水的單耗與行業(yè)/國(guó)家/國(guó)際先進(jìn)指標(biāo)對(duì)標(biāo)，以便企業(yè)能夠根據(jù)產(chǎn)品單耗情況來(lái)調(diào)整生產(chǎn)工藝，從而降低能耗。

 

6.5智能照明控制

       系統(tǒng)為污水廠、自來(lái)水廠、水泵站等提供了照明控制管理方案，支持單控、區(qū)域控制、自動(dòng)控制、感應(yīng)控制、定時(shí)控制、場(chǎng)景控制、調(diào)光控制等多種控制方式，模塊可根據(jù)經(jīng)緯度自動(dòng)識(shí)別日出日落時(shí)間實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制功能，盡量利用自然光照，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)、廠區(qū)照明的智能控制達(dá)到**、節(jié)能、舒適、高效的目的。

6.6.典型硬件

 

 

 

 

7 結(jié)語(yǔ) 

       在特殊教育學(xué)校當(dāng)中，通過(guò)加強(qiáng)視覺(jué)感知范圍，提高視覺(jué)注意力等方面補(bǔ)償聽(tīng)障人員在聽(tīng)覺(jué)方面的不足，在智能觸感系統(tǒng)、色彩系統(tǒng)、智能燈光等方面對(duì)特殊教育學(xué)校交通空間提出設(shè)計(jì)策略，保證聽(tīng)覺(jué)障礙學(xué)生在行走方面無(wú)障礙行走，希望能對(duì)特教學(xué)校交通空間設(shè)計(jì)方面提供一定的參考。

 

參考文獻(xiàn) 

[1] 黃冏 .智能照明系統(tǒng)在地下水廠的應(yīng)用

[2] 張翼 . 基于特殊兒童障礙特征的我國(guó)特殊教育學(xué)校建筑設(shè)計(jì)研究

[3] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2022.05版

作者簡(jiǎn)介：

       李婧婧，女，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司，主要從事配電室在線監(jiān)控系統(tǒng)相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)及應(yīng)用。