智能照明控制系统.docx

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智能照明控制系统

　　随着计算机技术、通信技术、自动控制技术、总线技术、信号检测技术和微电子技术的迅速发展和相互渗透，照明控制技术有了很大的发展，照明进入了智能化控制的时代。

实现照明控制系统智能化的主要目的有两个：

一是可以提高照明系统的控制和管理水平，减少照明系统的维护成本；二是可以节约能源，减少照明系统的运营成本。

1、智能照明控制系统的基本概念

　　随着照明系统应用场合的不断变化，应用情况也逐步复杂和丰富多彩，仅靠简单的开关控制已不能完成所需要的控制，所以要求照明控制也应随之发展和变化，以满足实际应用的需要。

尤其是计算机技术、计算机网络技术、各种新型总线技术和自动化技术的发展，使得照明控制技术有了很大的改观。

　　利用照明智能化控制可以根据环境变化、客观要求、用户预定需求等条件而自动采集照明系统中的各种信息，并对所采集的信息进行相应的逻辑分析、推理、判断、并对分析结果按要求的形式存储、显示、传输，进行相应的工作状态信息反馈控制，以达到预期的控制效果。

　　智能化照明控制系统具有以下特点：

①   系统集成性。

是集计算机技术、计算机网络通信技术、自动控制技术、微电子技术、数据库技术和系统集成技术于一体的现代控制系统。

②    智能化。

具有信息采集、传输、逻辑分析、智能分析推理及反馈控制等智能特征的控制系统。

③    网络化。

传统的照明控制系统大都是独立的、本地的、局部的系统，不需要利用专门的网络进行连接，而智能照明控制系统可以是大范围的控制系统，需要包括硬件技术和软件技术的计算机网络通信技术支持，以进行必要的控制信息交换和通信。

④    使用方便。

由于各种控制信息可以以图形化的形式显示，所以控制方便，显示直观，并可以利用编程的方法灵活改变照明效果。

2、照明控制系统的基本类型

　　按照控制系统的控制功能和作用范围，照明控制系统可以分为以下几类。

（1）      点（灯）控制型

　　点（灯）控制就是指可以直接对某盏灯进行控制的系统或设备，早期的照明控制系统和家庭照明控制系统及普通的室内照明控制系统基本上都采用点（灯）控制方式，这种控制方式具有简单，仅使用一些电器开关、导线及组合就可以完成灯的控制功能，是目前使用最为广泛和最基本的照明控制系统，是照明控制系统的基本单元。

（2）      区域控制型

　　区域控制型照明控制系统，是指能在某个区域范围内完成照明控制的照明控制系统，特点是可以对整个控制区域范围内的所有灯具按不同的功能要求进行直接或间接的控制。

由于照明控制系统在设计时基本上是按回路容量进行的，即按照每回路进行分别控制的，所以又叫做路（线）控型照明控制系统。

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　　一般而言，路（线）控型照明控制系统由控制主机、控制信号输入单元、控制信号输出单元和通信控制单元等组成。

主要用于道理照明控制、广场及公共场所照明、大型建筑物、城市标志性建筑物、公共活动场所和桥梁照明控制等应用场合。

（3）      网络控制型

　　网络控制型照明控制系统通过计算机网络技术将许多局部小区域内的照明设备进行联网，从而由一个控制中心进行统一控制的照明控制系统，在照明控制中心内，由计算机控制系统对控制区域内的照明设备进行统一的控制管理，网络控制型照明系统一般由以下几部分组成。

1） 控制系统中心

　　一般由服务器、计算机工作站、网络控制交换设备等组成的计算机硬件控制系统和由数据库、控制应用软件等组成的照明控制软件等两大部分组成，采用网络型照明控制系统主要有以下优点。

①    便于系统管理，提高系统管理效率。

②    提高系统控制水平。

③    提高系统维护效率。

④    减少系统运营、维护成本。

⑤    可以进行照明设备的编程控制，产生各种所需要的照明效果。

⑥    便于采用各种节能措施，实现照明系统的节能控制。

2） 控制信号人民传输系统

　　通过控制信号传输系统完成照明网络控制系统中有关控制信号和反馈信号的传输，从而完成对控制区域内的照明设备进行控制。

3） 区域照明控制

　　网络照明控制系统实际上是对一定控制区域的若干小区域的照明控制系统（设备）进行联网控制，区域照明控制系统（设备）是整个联网控制系统的一个子系统，它既可以作为一个独立的控制系统使用，也可以作为联网控制系统的终端设备使用。

4） 灯控设备

　　通过整个照明控制系统要完成对每盏灯的控制，灯控设备安装在每盏灯上，并可以通过远程控制信号传输单元与照明控制中心通信，从而完成对每盏灯的有关控制（如开/关、调光控制），并可以通过照明控制中心对每盏灯的工作状态进行有关监控，从而完成对每盏灯的控制。

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（4）      节能控制型

　　照明系统的节能是全球普遍关注的问题，照明节能一般可以通过两条途径实现：

一是使用高效的照明装置（例如光源、灯具和镇流器等）；二是在需要照明时使用，不需要照明时关断，尽量减少不必要的开灯时间、开灯数量和过高照明亮度，这点需要通过照明控制来实现，它主要包含以下两方面的内容。

1） 照明灯具的节能

　　提高电光源的发光效率，实现低能耗，高效率照明是电光源发展的一个重要方向。

2） 照明控制设备的节能

　　采用适当的照明控制设备也可以很好地提高照明系统的工作效率，例如采用红外线运动检测技术、恒亮（照）度照明技术，在照明环境有人出现需要照明时，就通过照明控制系统接通照明光源，反之如果照明环境没有人，不需要照明时，就关断照明光源。

再如，如果室外自然光较强时，可以适当降低室内照明电光源的发光强度，而当室外自然光源较弱时，可以适当提高室内照明电光源的发光强度，从而实现照明环境的恒亮（照）度照明，达到照明节能的效果。

3） 营造良好的照明环境

　　人们对照明环境的要求与从事的活动密切相关，以满足不同使用功能的要求，具体体现如下。

①    可以通过控制照明环境来划分照明空间，当照明房间和隔断发生变化时，可以通过相应的控制使之随着灵活变化。

②    通过采用控制方法可以在同一房间中营造不同的气氛，通过不同的视觉感受，从生理上、心理上给人积极的影响。

4） 节约能源

　　随着社会生产力的发展，人们对生活质量的要求不断提高，照明在整个建筑能耗中所占的比例日益增加，据统计，在楼宇能量消耗中，仅照明就占33%（空调占50%，其他占17%），照明节能日显重要，发达国家在20世纪60年代末、70年代初已开始重视这方面的工作，特别是从保护环境的角度出发，世界各国都非常重视推行“绿色照明”计划。

 1 采用智能照明控制系统的优越性 

1.1 良好的节能效果

　　采用智能照明控制系统的主要目的是节约能源，智能照明控制系统借助各种不同的%26quot;预设置%26quot;控制方式和控制元件，对不同时间不同环境的光照度进行精确设置和合理管理，实现节能。

这种自动调节照度的方式，充分利用室外的自然光，只有当必需时才把灯点亮或点到要求的亮度，利用最少的能源保证所要求的照度水平，节电效果十分明显，一般可达30%以上。

此外，智能照明控制系统中对荧光灯等进行调光控制，由于荧光灯采用了有源滤波技术的可调光电子镇流器，降低了谐波的含量，提高了功率因数，降低了低压无功损耗。

1.2 延长光源的寿命

　　延长光源寿命不仅可以节省大量资金，而且大大减少更换灯管的工作量，降低了照明系统的运行费用，管理维护也变得简单了。

　　无论是热辐射光源，还是气体放电光源，电网电压的波动是光源损坏的一个主要原因。

因此，有效地抑制电网电压的波动可以延长光源的寿命。

　　智能照明控制系统能成功地抑制电网的浪涌电压，同时还具备了电压限定和轭流滤波等功能，避免过电压和欠电压对光源的损害。

采用软启动和软关断技术，避免了冲击电流对光源的损害。

通过上述方法，光源的寿命通常可延长2～4倍。

1.3 改善工作环境，提高工作效率

　　良好的工作环境是提高工作效率的一个必要条件。

良好的设计，合理地选用光源、灯具及优良的照明控制系统，都能提高照明质量。

　　智能照明控制系统以调光模块控制面板代替传统的平开关控制灯具，可以有效地控制各房间内整体的照度值，从而提高照度均匀性。

同时，这种控制方式内所采用的电气元件也解决了频闪效应，不会使人产生不舒适、头昏脑胀、眼睛疲劳的感觉。

1.4 实现多种照明效果

　　多种照明控制方式，可以使同一建筑物具备多种艺术效果，为建筑增色不少。

现代建筑物中，照明不单纯地为满足人们视觉上的明暗效果，更应具备多种的控制方案，使建筑物更加生动，艺术性更强，给人丰富的视觉效果和美感。

以某工程为例，建筑物内的展厅、报告厅、大堂、中庭等，如果配以智能照明控制系统，按其不同时间、不同用途、不同的效果，采用相应的预设置场景进行控制，可以达到丰富的艺术效果。

1.5 管理维护方便

　　智能照明控制系统对照明的控制是以模块式的自动控制为主，手动控制为辅，照明预置场景的参数以数字式存储在EPROM中，这些信息的设置和更换十分方便，使大楼的照明管理和设备维护变得更加简单。

1.6 有较高的经济回报率

　　我们以上海地区为参照点，仅从节电和省灯这两项做过一个估算，得出这样一个结论：

用三至五年的时间，业主就可基本收回智能照明控制系统所增加的全部费用。

而智能照明控制系统可改善环境，提高员工工作效率以及减少维修和管理费用等，也为业主节省下一笔可观的费用。

2 智能照明控制系统的构成

　　我们知道，智能照明控制系统仅仅是大楼控制系统中的一个部分。

如果要将各个控制系统都集中到控制中心去控制，那么各个控制系统就必须具备标准通信接口和协议文本。

虽然这样的系统集成在理论上是可行的，但真正实行起来却十分困难。

因而，在工程中，我们的楼宇智能管理系统采用了分布式、集散型方式，即各个控制子系统相对独立，自成一体，实施具体的控制，楼宇智能管理系统对各控制子系统相对独立，自成一体，实施具体的控制，楼宇智能管理系统对各控制子系统只是起一个信号收集和监测作用。

　　目前，智能照明控制系统按网络的拓扑结构分，大致有以下两种形式，即总线式和以星形结构为主的混合式。

这两种形式各有特色，总线式灵活性较强一些，易于扩充，控制相对独立，成本较低；混合式可靠性较高一些，故障的诊断和排除简单，存取协议简单，传输速率较高。

　　工程设计中，我们考虑大楼的智能照明控制系统作为一个独立的子系统，采用国际标准的通信接口和协议文本，纳入楼宇智能管理系统。

智能照明控制系统采用分布式、集散型方式，即各单元的调光控制相对独立，自成一体，互不干扰，通过集中管理器和信息接口，与楼宇智能管理系统相连接，实现大楼控制中心对该子系统的信号收集和监测。

总之，智能照明控制主系统应是一个由集中管理器、主干线和信息接口等元件构成的，对各区域实施相同的控制和信号采样的网络；其子系统应是一个由各类调光模块、控制面板、照度动态检测器及动静探测器等元件构成的，对各区域分别实施不同的具体控制的网络，主系统和子系统之间通过信息接口等元件来连接，实现数据的传输。

3 智能照明控制系统的控制范围和控制内容

　　某工程中采用智能照明控制系统控制的范围主要包括以下几类：

工艺办公大厅、计算机中心等重要机房、报告厅等多功能厅、展厅、会议中心、门厅和中庭、走道和电梯厅等公用部位；大楼的总体和立面照明也由智能照明控制系统提供开关信号进行控制。

控制内容名词释义：

（1）时钟控制

　　通过时钟管理器等电气元件，实现对各区域内用于正常工作状态的照明灯具时间上的不同控制。

（2）照度自动调节控制

　　通过每个调光模块和照度动态检测器等电气元件，实现在正常状态下对各区域内用于正常工作状态的照明灯具的自动调光控制，使该区域内的照度不会随日照等外界因素的变化而改变，始终维持在照度预设值左右。

（3）区域场景控制

　　通过每个调光模块和控制面板等电气元件，实现在正常状态下对各区域内用于正常工作状态的照明灯具的场景切换控制。

（4）动静探测控制

　　通过每个调光模块和动静探测器等电气元件，实现在正常状态下对各区域内用于正常工作状态的照明灯具的自动开关控制。

（5）应急状态减量控制

　　通过每个对正常照明控制的调光模块等电气元件，实现在应急状态下对各区内用于正常工作状态的照明灯具减免数量和放弃调光等控制。

（6）手动遥控器控制

　　通过红外线遥控器，实现在正常状态下对各区域内用于正常工作状态的照明灯具的手动控制和区域场景控制。

（7）应急照明的控制

　　这里的控制主要是指智能照明控制系统对特殊区域内的应急照明所执行的控制，包含以下两项控制：

　　 1） 正常状态下的自动调节照度和区域场景控制同调节正常工作照明灯具的控制方式相同。

　　 2） 应急状态下的自动解除调光控制，通过每个对应急照明控制的调光模块等电气元件，实现在应急状态下对各区域内用于应急工作状态的照明灯具放弃调光等控制，使处于事故状态的应急照明达到100%。

　　以上是对智能照明控制系统特点的分析和在某办公大楼中具体应用的一些体会，希望能起到抛砖引玉的作用，让该项技术在照明领域中充分发挥其作用。

控制内容一览表：