电气工程系智能照明控制系统课程设计报告.docx
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电气工程系智能照明控制系统课程设计报告
广东工业大学自动化学院
楼宇智能化技术
课程设计报告
报告题目电气工程系智能照明控制系统
专业班别电气4班
年级2013级
姓名张尚华
学号3213001431
同组陈希、马浩林、徐建辉、
王彩意、冯程锋
指导教师曾珞亚
（2016年09月）
目录
1、设计目的与要求1
1.1、设计目的1
1.2、设计要求1
2、系统设计方案1
2.1、系统原理图1
2.2、设备平面布置图3
2.3、工作原理4
2.4、照明控制及流程5
3、设备选型及工程造价5
3.1设备选型及工程造价5
3.1.1、走道设备选型及造价6
3.1.2、实验室设备选型及造价6
3.1.3、研究生室设备选型及造价7
3.1.4、教师办公室设备选型及造价7
3.1.5、工作站设备选型及造价7
3.1.6、其他设备选型及造价8
3.2、设备选型依据8
3.2.1、灯具选型依据8
3.2.2、开关面板选型依据8
3.2.3、传感器选型依据9
3.2.4、工作站选型依据9
3、个人任务9
4、心得体会9
5、参考文献10
1、设计目的与要求
1.1、设计目的
智能照明体现在对照明设备的智能化控制方式，其实现涉及先进计算机技术、嵌入式系统、网络通讯技术和工程布线技术等工程应用技术，具有智能化信息处理的能力；能够调节灯光输出强度、照明设备可软启动、设置场景模式以及设备定时开闭，最终实现工作生活环境在舒适性、安全性和环保节能方面的改善。
本次课程设计需要对电气工程系教师办公区、研究生学习区、实验室、公共走廊等场所的照明进行智能照明方案设计，该智能照明系统能达到节能、有效地延长灯具的寿命、美化照明环境和方便管理维护的作用。
1.2、设计要求
1.2.1架构要求
系统由管理工作站、网络控制器、控制器、控制面板、照度感应器、时钟管理器等部件组成。
系统工作站设于实验室1，并通过建筑设备管理系统（BMS）进行系统集成。
1.2.2性能要求
1）要求采用全数字分布式照明控制系统，模块化结构，分散式布置。
每个控制器均要求带有处理器（CPU），在系统出现故障的情况下仍可独立地完成各种控制功能。
2）控制器装于照明配电箱内，控制器内开关控制模块应采用导轨式或插接式安装方式。
3）传感器、现场控制面板等应直接接于控制层总线上。
4）系统应具有时钟管理器。
2、系统设计方案
2.1、系统原理图
图2.1
2.2、设备平面布置图
图2.2
图2.3
图2.4
图2.5走道
2.3、工作原理
本设计采用DALI系统。
DALI是数字照明控制国际标准，是一种两线双向串行数字通信协议，全称是数字可寻址接口标准，DALI提供了一种简单的数字通讯方式，控制简单灵活，可以混搭不同厂商符合DALI标准的照明设备。
DALI是目前世界上最先进的灯光控制系统，能够对每个灯进行单独控制，可以实现亮度、色温、颜色等线性控制，对灯具进行分组控制，设置不同的情景模式、计划任务、能耗监控、灯具的健康状态监控等等。
兼容在DALI系统中的灯具可以用电脑控制，还可以通过其他移动终端进行控制。
数字照明网络使系统能够控制每一个独立的数字镇流器，系统包括了静态的部件（根据时段编程好的调光或开关）和动态的部件（根据检测到的状况和周围的光线亮度进行开关或调光）。
利用串联工作的数字电子镇流器的固有优点，可以实现不同效率光源、调光和开关（如传感器、已编制的开关切换、日光的吸收、最大调光负荷），这样能耗可降低30%到60%。
在负荷最大的阶段，还可通过设置不同负载的调光点来降低有效的负荷，从而实现能耗的进一步降低，具有低成本，易于维护和使用灵活的特点。
2.4、照明控制及流程
1、对于办公室和实验室，每个门设置一个DALI红外传感器，当所有人离开5分钟之后，通过DALI红外传感器发出DALI信号进而断开所有灯的电源。
2、每个教师办公室有一个2键控制面板，亮度传感器控制，灯光根据环境亮度自动调节，当环境较亮时，灯光自动调暗，反之亦然；
3、每个实验室、研究生室有一个4键控制面板，亮度传感器控制，灯光根据环境亮度自动调节，当环境较亮时，灯光自动调暗，反之亦然；
4、走廊灯仅由亮度传感器控制以排除不可靠的干扰。
5、其中，控制面板可以通过长按、短按分别实现手动开关、手动调光，这与自动调节作用为叠加效果，不会出现亮度突变的情况。
6、分别在每个办公室面板灯前面加入输出调光模块，以实现控制面板长按调光功能。
3、设备选型及工程造价
3.1设备选型及工程造价
光源的选择需要满足使用场所对显色指数要求，并考虑色表。
对于日常使用光源，采用尽量接近自然光，波段连续不缺失的光源。
考虑节能，力求选择高效光源。
考虑限制炫光，开关频率等因素。
灯具选择需要与光源配套，按相应环境条件选择相应防护等级的灯具。
根据限制直接炫光和光幕反射等要求，选择灯具的避光角和表面亮度。
根据《建筑照明设计标准》（GB50034-2013）第5章照明标准值第3条公共建筑和《建筑照明设计标准》（GB50034-2013）第6章照明节能第3条照明功率密度限值可以分别算出4个区域所需的总光通量，如下表3.1所示。
表3.1
房间
大小
照度
所需光通量
实验室
1620*950cm
300
46170
研究生室
1620*600cm
300
29160
教师办公室
540*350cm
300
5670
走廊
4860*250cm
50
6075
3.1.1、走道设备选型及造价
表3.2
型号规格
性能指标
数量
单位
单价/元
金额/元
吸顶灯12-XD-47515
照度：
300lx、色温：
5700K、光通量：
1800lm、功率：
4.5W
6
盏
50
300
亮度传感器L30-RX
使用温度：
-15~+55（℃）
4
个
65
260
3.1.2、实验室设备选型及造价
表3.3
型号规格
性能指标
数量
单位
单价/元
金额/元
日光灯管T8/LED
照度：
300lx、色温：
6700K、光通量：
1800lm、功率：
20W
78
盏
13
1014
亮度传感器L30-RX
使用温度：
-15~+55（℃）
4
个
65
260
红外传感器L30-RQ-1
使用温度：
-15~+55（℃）
4
个
70
280
3.1.3、研究生室设备选型及造价
表3.4
型号规格
性能指标
数量
单位
单价/元
金额/元
面板灯ZZ01-B01
照度：
300lx、色温：
6500K、光通量：
1300lm、功率：
18W
66
盏
198
13068
亮度传感器L30-RX
使用温度：
-15~+55（℃）
4
个
65
260
红外传感器L30-RQ-1
使用温度：
-15~+55（℃）
4
个
70
280
3.1.4、教师办公室设备选型及造价
表3.5
型号规格
性能指标
数量
单位
单价/元
金额/元
面板灯ZZ01-B01
照度：
300lx、色温：
6500K、光通量：
1300lm、功率：
18W
36
盏
198
7128
亮度传感器L30-RX
使用温度：
-15~+55（℃）
9
个
65
585
红外传感器L30-RQ-1
使用温度：
-15~+55（℃）
9
个
70
630
3.1.5、工作站设备选型及造价
表3.6
型号规格
性能指标
数量
单位
单价/元
金额/元
戴尔（DELL）Vostro3800-R6308
平台：
Intel平台；操作系统Windows7CPU型号i3-4170；内存容量：
4GB硬盘：
容量500G；光驱：
类型DVD光驱；显示器：
尺寸戴尔（DELL）E2014H19.5英寸LED背光液晶显示器
1
台
3349
3349
3.1.6、其他设备选型及造价
表3.7
型号规格
性能指标
数量
单位
单价/元
金额/元
LD-P1电源
1
个
460
460
LZ86F-4
12
个
320
3840
LZ86F-2
9
个
300
2700
工程总造价：
34414.00元
3.2、设备选型依据
3.2.1、灯具选型依据
灯具选型原则：
满足设计及消防要求，注重实用、经济、使用寿命、维护方便。
过道一般对照明亮度的需求不是很强烈，但灰尘比较大，因此用结构简单，便于清洁的小吸顶灯就行了。
吸顶灯12-XD-47515功率4.5W，比较节能。
LED面板灯采用反光面板及密封式设计，配合高效导光板，及铝合金材料制成，发光效果均匀，照度更高，适合研究生室及教师办公室使用。
实验室范围较大，选择以质优、耐用、节能为主要特点的LED日光灯最为合适，且T8型号日光灯功率20W，亮度相当于普通40W日光灯，同时抗高温，防潮防水，防漏电，寿命为普通灯管的10-18倍以上，几乎免维护，无须经常更换灯管、镇流器等。
绿色环保的半导体电光源，光线柔和，光谱纯，有利于使用者的视力保护及身体健康。
3.2.2、开关面板选型依据
开关板选型原则：
设计简洁，装卸轻松，阻燃耐腐蚀，一体化后盖设计避免多线路安装时变型、破裂及短路等现象，抗压性能强不易变型。
3.2.3、传感器选型依据
传感器选型原则：
具有较高性能的传感信号处理集成电路。
它配以热释电红外传感器和少量外接元器件构成被动式的热释电红外开关。
能自动快速开启各类白炙灯、荧光灯、蜂鸣器、自动门、电风扇、烘干机和自动洗手池等装置，特别适用于企业、宾馆、商场、库房及家庭的过道等敏感区域，或用于安全区域的自动灯光、照明和报警系统。
3.2.4、工作站选型依据
工作站选型原则：
Intel2014酷睿第四代升级版本处理器采用22nm技术，睿频高志2.7GHz性能良好，可完成多任务运行。
提供可值得信赖的长期性能，平均故障时间间隔可达500000小时，丰富的设备端口，可即插即用。
3、个人任务
4、心得体会
通过这次的楼宇课程设计，我充分了解到了实际的楼宇智能系统设计的难点和重点，并感受到了产品选型以及安装布置的重要性。
对于一项工程来说，技术、原理只是一方面。
而有一大方面是考虑在实际生活中究竟能否实现，如何更加简单快捷的实现目的。
所以，我们做工程的时候更要立足入实际点，才能达到理想的效果。
设计过程加深了解系统中每个组件的功能原理和协作工作过程，比课堂学习更加深刻；选取产品需要对比众多同类产品的优缺点，考虑稳定性和可靠性，哪种更加适合当时情景；如何在工程质量和造价之间取得平衡。
5、参考文献
1.《建筑照明设计标准》（GB50034-2013）；
2.《智能建筑设计标准》（GB50314-2015）；
3.《LED灯具标准》（GB7000.1-2007/2015）；
4.《DALI标准协议》（IEC62386-101-2009；IEC62386-102-2009）；
5.《控制网络HBES技术规范住宅和楼宇控制系统》（GB/Z20965-2013）；
6.《欧司朗产品手册》;
7.《欧普照明产品手册》;
8.《莱明智控产品手册》
9.《西门子智能照明办公大楼的应用》
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