工业厂房照明智能控制设计研究

付晓白

(上海电子工程设计研究院有限公司,上海 200083)

工业厂房照明智能控制设计研究

付晓白

(上海电子工程设计研究院有限公司,上海 200083)

照明系统的设计要求，简单研究智能照明控制系统在工业厂房照明系统中的应用，并对相关的工业厂房照明智能控制系统的设计方法进行介绍和分析。

工业厂房 照明系统 智能控制

1 照明智能控制系统的发展情景

随着现代电子科技和信息技术的不断发展和进步，目前，智能化系统已经成为了当今城市及工业发展的必备条件，不仅仅是照明系统，就连是空调系统、安全防范系统以及消防系统等多个领域，都能够看见智能控制系统的身影。在众多智能控制系统之中，照明智能控制系统往往得不到人们的重视。从二十世纪九十年代开始，照明智能控制系统才开始在我国市场进行推广，但一直至今，都没有得到人们足够的重视和广泛应用。但作者相信，随着智能化、数字化概念的提出和推广，照明智能控制系统将会成为智能控制系统最重要的组成部分之一，越来越受到人们重视，大到整个城市，小至每个家庭。

在工业生产的领域中,照明智能控制系统不仅能够提供良好的照明环境，节省更多的电能源，而且还能够让工业厂房照明的管理工作化繁为简。

2 工业厂房照明方式及智能控制设计要点

照明用电是工业生产中最基本的用电，照明系统质量的好坏，直接与工业生产的生产安全、劳动生产率、产品质量，甚至和劳动保护都有直接的关联。目前我国大部分的工业厂房都采用天然日光照明和人工照明相结合的照明方式。

常用的照明智能控制系统是数字式照明管理系统，主要包括三部分，分别是系统单元、输入单元以及输出单元。这三部分，每一部分都会设置唯一的单元地址，并利用特定的计算机软件设定每一个单元的功能，这样就能够通过输出单元来控制每一个负载回路。

工业厂房一般建筑结构高、跨距大。灯具安装悬挂高，照明空间大，灯具数量多等特点，对照明质量具有一定的照明需求。根据工业厂房的不同生产工作、不同功能区域的使用特征，主要分为以下几种照明方式及智能控制设计要点：

(1)部分工业厂房由于其天棚高度的要求，一般都会使用高（低）悬挂天井灯，多采用中高功率的高压气体放电灯作为光源，如功率400W的金属卤化物灯；这种灯具的启动电流较大，功率因数低，需配置补偿电容。一般小电流控制设备不能满足负荷要求，这时候就需要采用16A继电器来控制高（低）悬挂天井灯等这类中、大功率的灯具，同时继电器具有双态稳定、机械自锁等特点，并且通过小电流低电压来控制大电流大功率灯具的启动，能够很好地适应智能控制对电流、电压的需求。

(2)对于需要进行精密生产工作的工业厂房，其防尘要求较高，照明配电箱多设置在车间生产线以外的区域。因此照明控制开关常常不能设置在车间室内，再加上某些车间消毒除尘的入口和出口不在同一位置。这时就需要在入口、出口等多个位置设置照明控制开关，为有效进行灯光管理，则需要实现多点控制，集中管理的功能和目的。使用传统照明控制，想要实现多点控制、集中控制的功能，那么就需要需要大量铺设强电线缆，这时候采用智能照明控制系统，通过4芯信号线连接所有位置的开关，减少强电布线，就可轻松实现多点和集中控制，在节约施工成本的同时，更便于工厂运营时期的日常照明管理工作。

(3)其次，根据工厂工人的生产作息时间，可以设计一套自动智能控制程序，以便工厂作息管理，及节省用电，同时为满足工厂对于照明按作息控制的需求，具体方法是把工厂的照明回路接入智能照明控制系统，然后根据生产线的作业时间以及灯光使用规律，编制照明系统的开关程序，控制在不同的时间段启用预设好的灯光；也可以根据工业厂房的工作时间或其他时间为一个周期，预设好不同程序对应的灯光场景，从而最大限度、人性化的实现对于工作时间照明回路的有效管理。

(4)由于工厂厂房面积较大，需要对同一区域的灯具实现不同组合及多点控制，不仅满足平时工作人员的日常使用，还可实现不同的使用要求和与之相对应的照明功能。把同一区域内的各个照明回路接入智能控制系统，在进出口等控制位置设置一个3.5寸液晶多功能触控面板，通过控制界面可以实现对整个照明区域的灯光编程、场景预设、单、多照明回路的控制以及对灯光明暗程度的调节等功能的实现。也可以通过简单按键控制整个区域的照明。实现车间大区域的多点控制和集中控制的需求。

(5)针对工厂对照明集中控制的需求，可以通过将智能照明系统接入工厂的智能管理控制系统，如中央控制室PC机或控制平台进行操作，实现对整体工厂的照明情况进行集中监视和控制。通过控制面板的指示灯，或照明中央监控系统的界面地图显示功能，在中控室直观的了解各区域灯具的开启情况，并按照相应的控制需要，进行灯具的集中控制。

图1是某工业厂房的智能照明控制系统的设计。

3 工业厂房照明智能控制设计的要求

3.1 合理的照明方式

合理、科学的照明方式将会决定了照明系统的质量。工业厂房照明系统的质量是由照明系统的光效、显色指数是否合理，眩光指数是否在合理数值以内，以及照度分布是否均匀合理等要求综合指标决定的。总而言之，工业厂房的照明设计既要满足经济实用的设计原则，又需要根据工业厂房的生产工作性质和不同场合的照明需要所决定的的。

3.2 合理选择照明灯具

由于灯具悬挂高度较高，所以其工作功率、使用寿命等性质都是十分重要的。一般来说，用于工业厂房的照明光源主要分为两大类，一个是荧光灯，另一个是金属卤化物灯。荧光灯显色性能较好，节能性能好，启动电压宽，采用电子整流器的无频闪。而金属卤化物灯的发光效率较高，平均可达70Lx/W-100Lx/W，但对电压稳定性要求较高。工业厂房的照明系统一般要求有较好的显色性，以满足对物体本来颜色的还原，尤其是生产检测区域。同时，光源应具有较高的发光效率，以达到节能的目的。

3.3 合理选择智能控制系统

总的来说，目前较常用的照明控制系统有BAS照明控制系统、DDC控制系统以及CAN控制系统。BAS照明控制系统的主要功能为：获取节能型开关的位置信息、现场控制与远程控制的相互融合和转换、实现了对灯照开关的智能控制，以及现场执行机构设有自动和手动功能。DDC的开启和关闭时间确定的时间都是有程序所控制，能够增强人们的节能控制舒适度要求的意识。根据在使用过程中遇到的问题，而专门开发了照明系统的时间控制，在大型厂房的智能照明控制器智能照明控制器。而CAN控制系统是一种多主方式的串行通讯总线，具有较高的位速率，抗电磁干扰性能良好，还能够检测系统中出现的任何错误。再者，CAN控制系统具有硬件仲裁机制，能够自动根据报文的ID而决定发送次序的先后，这样就可以不用担心以太网络系统会因为同时发送信号的出现崩溃现象。

图1

4 工业厂房照明智能控制系统的设计步骤

(1)确定照明智能控制室的位置。选择控制室的主要原则是为了方便管理系统的设备，大多选择在厂房中合适的位置作为控制室；

(2)根据厂房的建筑面积、工作位置的照明需要以及厂房照明需求绘制照明器具的布置图，然后根据布置图在进一步确定厂房内每一个工作区域的照明控制要求；

(3)根据厂房的需要和照明器具布置图，选择最适用的继电器并确定继电器的安装位置，并在平面图上标记出个照明器具、配电盘的位置以及电线的位置等；

(4)选择照明智能控制系统的开关及安装位置，把主控开关的布线位置标记到平面图上；

(5)最后，完成照明智能控制系统的明细表制作。

5 结语

在目前全球节约能源、保护环境为宗旨的现代社会中，应该积极推广智能控制照明，大力加强照明节约用电的意识，切实提高照明能效。合理地设计工业厂房照明智能控制系统，不仅能提高照明质量及工厂生产、工作的视觉效能，便于人员的使用和管理，而且对建筑物的节能也有着深远的意义和作用。而对于智能控制系统的发展方面，随着智能化、数字化建筑概念的提出和推广，照明智能控制系统必将会成为建筑物最重要的组成部分之一。

[1]赵庆勇.工业厂房的照明设计[J].电工电气,2010.

[2]栾新源.车间照明节能设计实例[J].现代显示.2010.