集成消防应急的工房智能照明系统设计

刘仁瑞，林启宽，俞 键

（厦门烟草工业有限责任公司，福建厦门 361000）

0 引言

在工业厂房场所中，照明部分可分为普通日常生产活动照明及消防应急照明，而且这两种照明相互独立。目前，消防应急照明灯用于消防应急照明，是消防应急中最为普遍的一种照明工具，在实际生活中应用范围广泛。主要安装在消防通道、安全出口等位置，具有成熟的产品供消费者选择。但目前市场上的消防应急照明灯存在照明功率偏小，普遍在3～5 W。近年来，随着计算机及其网络的发展，智能照明控制系统由于具有系统操控性能的先进性、安全稳定可靠性，智能照明得到广泛推广应用。

1 系统方案设计

系统设计的目的是提供一种带消防应急照明的智能照明系统装置：在日常工作中，它作为普通的区域照明使用，具有照明亮度强的特点；在应急时可用做应急照明使用，断电后能提供高亮度的照明。可以通过以下技术手段实现。

（1）这种带消防应急照明的智能照明系统装置，包括计算机、网络模块、接口转换模块、以太网、BUS 总线及照明电控箱，照明电控箱装有空气开关、智能灯控输入模块、UPS 电源、信号转换器、智能继电器（图1）。计算机通过Internet 网可装在厂房车间入口区域、车间管理室等位置，通过软件编程实现区域内等控制。智能灯控输入模块通过BUS 总线通信就近安装在照明区域附件的墙壁上或照明配电箱门上，通过编程实现特定区域的照明控制。BUS 是计算机各种功能部件之间传送信息的公共通信干线，UPS 电源即不间断电源。

（2）接口转换模块可装在照明配电箱内或机房交换机柜内，实现总线信号与Internet 信号互相转换。网络模块根据负责控制的照明区域大小、BUS 总线节点多少适当地把总线分成不同的网段，安装在照明配电箱中。

（3）UPS 电源安装在照明配电箱内，给应急照明回路及智能继电器提供工作电源。功率大小根据照明区域、环境适当选型。

（4）智能继电器安装在照明配电箱内，接收总线的输入模块或计算机控制信号，实现照明控制回路的通断；消防应急时由信号转换器控制；且可由继电器上的辅助触点实现手动控制。智能继电器可根据照明回路选型及组合，根据应急情况下的环境要求灵活分配线路给应急照明回路使用。图1 中H4 照明回路为应急照明回路。

（5）信号转换器检测UPS 的进端电源，当照明供电被切断后，信号转换器进入工作状态，给总线传输信号，控制智能继电器工作。当照明供电被切断后，智能继电器由UPS 电源供电，接收到信号转换器传送过来总线信号，H4 灯持续点亮，直至UPS电源耗尽。

2 实际案例分析

案例所述是厦门烟草工业有限责任公司一区卷包车间的带消防应急照明的智能照明装置，它包括2 台计算机、1 个网络模块、1 个接口转换模块、以太网、C-BUS 总线及31 个照明电控箱（图2）。照明电控箱装有空气开关、智能灯控输入模块、UPS 电源、信号转换器、智能继电器。照明控制车间生产所有区域：主车间、封箱区、滤棒收发室、滤棒成型、格栅、1F-2F 办公室、储丝房、胶水间、拆坏烟间。系统将主车间、格栅、办公室区域划分为一个网络（N1），储丝房及其他辅房区域划分为另一个网络（N2）。

其中，PC1 计算机装在车间入口，通过编程组态实现全区域的照明管理控制，并通过OPC Server 对外提供数据接口；PC2计算机OPC Client 通过以太网实现对PC1 通信，实现车间生产网的人机交互系统对照明控制的集成。

参照图1，以N101 照明电控箱为例，带消防应急照明的智能照明装置的功能实现有以下两个步骤。

图2 带消防应急照明的智能照明装置

（1）在正常供电模式下，通过编程，PC1、PC2 或N101 电控箱上的输入设备触摸屏实现对照明回路的开关，日常生产中，应急照明充当普通照明灯具使用。当火灾消防控制时，即电控箱没有电源输入。UPS 电源给带有应急照明的智能继电器、应急照明回路继续供电；且信号转换器进入工作状态，让智能继电器全部闭合，此时，只有应急回路点亮，实现应急照明功能。

（2）N101 电控箱中UPS 电源功率为2.4 kW，应急照明回路并联8 盏48 W 的LED 灯具，可实现约6 h 的高亮度应急照明。消防照明检查时，断开UPS 上端空开即可。应急回路照明灯具均匀地布局在车间生产的人员出入通道、逃生通道上方。整个生产主车间面积9600 m2，配置56 盏48 W 应急照明灯具。

3 方案效果

（1）该设计方案集成了消防应急照明的照明系统，除具有普通照明功能外，还具有智能管理控制功能及消防应急照明功能，且其中消防应急照明具有大功率的特性，能为应急逃生时提供更高亮度的照明。

（2）系统具有很好的远程管控功能，案例所述是应用于厦门烟草工业有限责任公司一区卷包车间，照明区域面积超30 000 m2。如果采用传统的本地开关控制，日常的照明开启关闭巡视一圈需花费近1 h。现在通过网络，在办公室计算机上可实现全区域的照明管控，使照明管理更加便利，相应降低了工作强度。

（3）智能化的编程，实现照明管理与生产结合。实现局部区域的精细化照明控制，照明控制可以具体到对应机台设备的照明回路，达到节约照明用电。

（4）一键式实现多种照明控制模式、多种工作场景切换，实现管理智能化。根据生产和实际使用需求，可以一键打开或关闭不同区域照明，可以一键控制不同生产模式（如早班上班、夜班收尾、月底停产）的照明需求。智能管理控制功能可以为工房提供多种照明方案，并且照明方案可以根据用户需求进行自定义，具有较高的灵活性。