智能照明系統(tǒng)原理

智能照明控制系統(tǒng)原理1、引言隨著人民生活水平的不斷提高，人們對工作和生活環(huán)境的要求越來越高，同時對照明系統(tǒng)的要求也越來越高。照明領域的能源消耗在總的能源消耗中占了相當大的比例，節(jié)約能源和提高照明質(zhì)量是當務之急。照明用電作為電力消耗的重要部分，已經(jīng)占到了電力消耗的10%左右，并且隨著我國國民經(jīng)濟的迅猛發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，照明用電還將不斷增加。傳統(tǒng)照明技術受到了強烈沖擊。一方面，由于信息技術和計算機的發(fā)展對照明技術的變化提供了技術支撐；另一方面，由于能源的緊缺，國家對照明節(jié)能越來越重視，新型的照明技術得以迅速發(fā)展，以滿足使用者節(jié)約能源、舒適性、方便性的要求。智能照明系統(tǒng)是最先進的一種照明控制方式，它采用全數(shù)字、模塊化、分布式的系統(tǒng)結構，通過五類控制線將系統(tǒng)中的各種控制功能模塊及部件連接成一個照明控制網(wǎng)絡，它可以作為整個建筑物自動化管理系統(tǒng)（BA系統(tǒng)）的，一個子系統(tǒng)通過網(wǎng)絡軟件接入BA系統(tǒng)，也能作為獨立系統(tǒng)單獨運行，在照明控制實現(xiàn)手段上更專業(yè)、更靈活，可實現(xiàn)對各種照明燈的調(diào)光控制或開關控制，是實現(xiàn)舒適照明的有效手段，也是節(jié)能的有效措施。智能照明系統(tǒng)可對白熾燈、日光燈(專用鎮(zhèn)流器)、節(jié)能燈、石英燈等多種光源調(diào)光,滿足各種環(huán)境對照明的要求。適用范圍有:大型公共建筑,如會展中心、航站樓、客運站、體育場館、大型商場等;博物館、美術館、圖書館等文化建筑和教學建筑;星級酒店和高檔寫字樓的宴會廳、多功能廳、會議室、大堂、走道等場所。通過采用智能照明系統(tǒng) ,可實現(xiàn)以下控制功能:時鐘控制:通過時間設定實現(xiàn)各照明區(qū)域的不同控制。調(diào)光控制:通過照度探測器和調(diào)光模塊,達到各區(qū)域照度值始終在預先設定值范圍。區(qū)域場景控制:通過控制面板和調(diào)光模塊,實現(xiàn)各照明區(qū)域的場景切換控制。動靜探測控制:通過動靜探測器和調(diào)光/開關模塊,實現(xiàn)各照明區(qū)域的自動開關控制。手動遙控器控制;通過紅外線遙控器,實現(xiàn)在正常狀態(tài)下各區(qū)域內(nèi)的照明燈具的手動控制和區(qū)域場景控制。應急照明控制:系統(tǒng)對特殊區(qū)域內(nèi)的應急照明所執(zhí)行的控制。2智能照明的國內(nèi)外現(xiàn)狀2.1國外現(xiàn)狀1983年第一座帶有智能化概念的建筑物在美國落成后，樓宇智能化成為建筑電氣發(fā)展的主流技術。各發(fā)達國家，如美國、日本及歐洲各國都對綠色節(jié)能照明提出了各自的工作計劃及目標。為貫徹執(zhí)行資源的開發(fā)和節(jié)約并舉、將節(jié)約置于首位的方針。美國從2000年起投資5億美元實施"國家智能照明計劃"。[6]美國能源部預測，到2010年前后，美國將有55%的白熾燈和熒光燈被半導體燈具替代，每年僅節(jié)電就可達350億美元。世界著名的印制電路板生產(chǎn)公司、奧地利的AT&S也積極開發(fā)LED用于印制電路板，并打算將該類印制電路板作為未來的支柱產(chǎn)品。韓國政府則在實施將路燈更換成智能照明系統(tǒng)的計劃。歐盟已經(jīng)規(guī)定，自2009年9月1日起，所有超市不允許銷售白熾燈泡，也不允許銷售高壓的熒光燈燈泡，只能銷售節(jié)能燈。波士頓大學教授ThomasLittle說道：“我們現(xiàn)在正在做的事情就是抓住這個機會，把聯(lián)網(wǎng)功能嵌入照明革命之中。隨著白熾燈和日光燈被取代，我們希望把聯(lián)網(wǎng)技術嵌入智能照明之中。”32.2國內(nèi)現(xiàn)狀前后，在國外智能照明蓬勃發(fā)展的背景下，眾多企業(yè)相繼投入大量人力物力進行研發(fā)，十年過去，成果磐然。隨著國家主席胡錦濤訪美期間參觀世界首富比爾·蓋茨位于西雅圖的私人豪宅，所有電器設備均被連接成一個可控網(wǎng)絡，含蓋了包括智能氣象、智能照明、智能通風、智能電工和智能安防等各項“未來科學技術”，堪稱世界智能家居的“未來之屋”。上海世博會上，大家見識到了不同的館區(qū)不同的國家有著不同的風采，但是，不管是美國館，加拿大館，文化中心還是上汽通用汽車館，都有一個共同點，那就是室內(nèi)照明全部采用被稱為“21世紀綠色光源”的智能照明系統(tǒng)。由此可見，智能照明已經(jīng)成為全球各國各行業(yè)的照明方面的共識。在中國“綠色照明工程促進項目”實施計劃的推動下，智能照明控制系統(tǒng)應運而出，集四大節(jié)能功效于一身 :智能穩(wěn)壓（節(jié)電）、提高功率因素（節(jié)能）、消除浪涌諧波、延長燈具壽命。這充分體現(xiàn)了“智能照明”的宗旨：節(jié)約用電、提高工作和生活的質(zhì)量。43、智能照明控制系統(tǒng)原理與組成智能照明系統(tǒng)是基于計算機控制平臺的全數(shù)字、模塊化、分布式總線型控制系統(tǒng)。中央處理器、模塊之間通過網(wǎng)絡總線直接通信，利用總線使照明、調(diào)光、百葉窗、場景、控制等實現(xiàn)智能化，并成為一個完整的總線系統(tǒng)?？梢罁?jù)外部環(huán)境的變化自動調(diào)節(jié)總線中設備的狀態(tài)，達到安全、節(jié)能、人性化的效果，并能在今后的使用中根據(jù)用戶的要求通過計算機重新編程來增加或修改系統(tǒng)的功能，而無須重新敷設電纜，智能照明控制系統(tǒng)的可靠性高，控制靈活，是傳統(tǒng)的照明控制方式所無法做到的。智能照明的系統(tǒng)通常主要由調(diào)光模塊、繼電器模塊、控制面板、液晶顯示觸摸屏、智能傳感器、場景定時模塊、通信協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊等部件組成。線路系統(tǒng)：總線式智能照明簡單的開關特點：負載回路連線接到輸出單元的輸出端，控制開關用四芯通信線與輸出單元相連。負載容量較大時僅考慮加大輸出單元容量，控制開關不受影響；開關距離較遠時，只須加增加相應的CANHUB智能設備；可通過軟件設置多種功能（開/關、調(diào)光、定時等）。5控制方式：智能照明控制，控制功能強、方式多、范圍廣、自動化程度高，通過實現(xiàn)場景的預設置和記憶功能，操作時只須按一下控制面板上某一個鍵即可啟動一個燈光場景（各照明回路不同的亮暗搭配組成一種燈光效果），各照明回路隨即自動變換到相應的狀態(tài)。上述功能也可以通過其他界面如遙控器等實現(xiàn)。照明方式：智能照明控制系統(tǒng)采用“調(diào)光模塊”，通過燈光的調(diào)光在不同使用場合產(chǎn)生不同燈光效果，營造出不同的舒適的氛圍。管理方式：傳統(tǒng)控制對照明的管理是人為化的管理；智能控制系統(tǒng)可實現(xiàn)能源管理自動化，通過分布式網(wǎng)絡，只需一臺計算機就可實現(xiàn)對整幢大樓的管理。6圖1總線制智能照明控制系統(tǒng)4、智能照明系統(tǒng)應用潛力分析1)良好的節(jié)能效果采用智能照明控制系統(tǒng)的主要目的是節(jié)約能源，智能照明控制系統(tǒng)借助各種不同的預設置控制方式和控制元件，對不同時間不同環(huán)境的光照度進行精確設置和合理管理，實現(xiàn)節(jié)能。這種自動調(diào)節(jié)照度的方式，充分利用室外的自然光，只有當必需時才把燈點亮或點到要求的亮度，利用最少的能源保證所要求的照度水平，節(jié)電效果十分明顯，一般可達30%以上。[10]此外，智能照明控制系統(tǒng)中對熒光燈等進行調(diào)光控制，由于熒光燈采用了有源濾波技術的可調(diào)光電子鎮(zhèn)流器，降低了諧波的含量，提高了功率因數(shù)，降低了低壓無功損耗。（2)延長光源壽命。不僅可以節(jié)省大量資金，而且大大減少更換燈管的工作量，降低了照明系統(tǒng)的運行費用，管理維護也變得簡單了。無論是熱輻射光源，還是氣體放電光源，電網(wǎng)電壓的波動是光源損壞的一個主要原因。因此，有效地抑制電網(wǎng)電壓的波動可以延長光源的壽命。智能照明控制系統(tǒng)能成功地抑制電網(wǎng)的浪涌電壓，同時還具備了電壓限定和軛流濾波等功能，避免過電壓和欠電壓對光源的損害。采用軟啟動和軟關斷技術，避免了沖擊電流對光源的損害。通過上述方法，光源的壽命通?？裳娱L2～4倍。3）改善工作環(huán)境，提高工作效率良好的工作環(huán)境是提高工作效率的一個必要條件。良好的設計，7合理地選用光源、燈具及優(yōu)良的照明控制系統(tǒng)，都能提高照明質(zhì)量。智能照控制系統(tǒng)以調(diào)光模塊控制面板代替?zhèn)鹘y(tǒng)的平開關控制燈具，可以有效地控制各房間內(nèi)整體的照度值，從而提高照度均勻性。同時，這種控制方式內(nèi)所采用的電氣元件也解決了頻閃效應，不會使人產(chǎn)生不舒適、頭昏腦脹、眼睛疲勞的感覺。（4）實現(xiàn)多種照明效果多種照明控制方式，可以使同一建筑物具備多種藝術效果，為建筑增色不少?，F(xiàn)代建筑物中，照明不單純地為滿足人們視覺上的明暗效果，更應具備多種的控制方案，使建筑物更加生動，藝術性更強，給人豐富的視覺效果和美感。以某工程為例，建筑物內(nèi)的展廳、報告廳、大堂、中庭等，如果配以智能照明控制系統(tǒng)，按其不同時間、不同用途、不同的效果，采用相應的預設置場景進行控制，可以達到豐富的藝術效果。5）管理維護方便智能照明控制系統(tǒng)對照明的控制是以模塊式的自動控制為主，手動控制為輔，照明預置場景的參數(shù)以數(shù)字式存儲在EPROM中，這些信息的設置和更換十分方便，使大樓的照明管理和設備維護變得更加簡單。6）有較高的經(jīng)濟回報率我們以上海地區(qū)為參照點，僅從節(jié)電和省燈這兩項做過一個估算，得出這樣一個結論：用三至五年的時間，業(yè)主就可基本收回智能照明控制系統(tǒng)所增加的全部費用。而智能照明控制系統(tǒng)可改善環(huán)境，8提高員工工作效率以及減少維修和管理費用等，也為業(yè)主節(jié)省下一筆可觀的費用。5、結論智能照明已經(jīng)正式列入國家計