淺談智能照明系統在倉庫廠房的應用

程瑜

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

【摘要】在**大力提倡節能減排，建設節能型、數字智能化工廠企業背景下，國內、外各大工廠企業正積推動廠房智能照明系統來替代傳統照明。本文以阿聯酋阿布扎比哈里發港場站項目一期工程為背景，闡述了智能照明系統在倉庫廠房的應用。本系統利用有線網絡平臺，智能燈具控制器、管理平臺等結合廠房現場工作情況搭建智能照明控制系統。通過平臺軟件對燈具進行區域劃分，實現分區智能控制，大大減少了燈具在自然光充足的條件下以及無人工作的區域，燈具持續高亮度工作帶來的電能浪費。與此同時，可通過本系統來實現燈具狀態查看及故障推送，大提高工作效率，降低人力成本。

【關鍵詞】智能控制；倉庫；節能；分區控制

0引言

對于工廠企業來說，照明用電是*基本的用電需求，而照明質量的好壞對勞動生產率、產品質量、生產安全等都有著直接的關系。作為生產重地的工業廠房，由于其結構高大、照明空間大、燈具數量多、電能消耗大等多個特點，決定了其高光效、恒照度及智能照明的需求。由于廠房建筑較高、面積較大，大面積的線纜鋪設以及燈具開關的人工控制都將十分不便，所以搭建和應用智能照明系統就變得特別重要。本文對智能照明系統進行了簡介，對系統的需求進行了分析，探討了系統總體設計，闡述了智能照明系統在倉庫廠房的應用[1]。

1系統組成

本系統采用軟件平臺產品、智能燈具控制器產品及多通道控制器產品組合形式來實現照明智能控制。整個系統由軟件平臺、智能燈具控制器、多通道控制器及紅外感應器組成，照明管理平臺與智能燈具控制器之間的連接方式為光纖，智能燈具控制器與多通道控制器之間的連接方式為RS485通訊,控制命令響應時間<1s，故障檢測延誤時間<5s，系統結構如圖1所示。

1.1照明管理平臺

照明管理平臺由本地服務器和客戶端軟件兩部分構成。對整個系統的運行情況進行監控，提供操作界面，實現人機交互等，并通過智能燈具控制器和多通道控制器對LED燈具進行控制。同時，平臺還具有燈具實時狀態展示、分區管理、能耗統計、故障處理、燈具設備管理、用戶權限設置、系統升級等功能，管理平臺可支持智能燈具控制器數量≤500套，智能燈具控制器支持多通道單燈控制器的數量≤500套[2]。

1.2智能燈具控制器

智能燈具控制器處于軟件管控平臺與多通道控制器之間，預處理和下發軟件管控平臺發送過來的操作指令，不間斷監測前端燈具狀態并按一定策略上報實時狀態、能耗等數據，總體起到數據中轉作用。同時具有人機界面，可自動/手動切換控制方式，顯示智能燈具控制器和LED燈具的狀態信息，并支持操作員在現場對LED燈具進行手動控制，手動控制優先級*高[3]。

1.3多通道控制器

多通道控制器向上連接智能燈具控制器，接收智能燈具控制器的指令，向下連接接觸器，用于控制每路分區下LED照明燈具的開啟和關閉。多通道控制器還內置故障檢測單元，可實時對各路分區下的LED照明燈具進行狀態監測，一旦LED照明燈具發生故障，可將故障信息上報至智能燈具控制器，進而推送至管理平臺接收端[4]。

1.4紅外感應器

紅外傳感器是杰瑞智能傳感器中的其中一種，其通過紅外探頭探測人體所發出紅外線，并基于此，控制線路的通斷電，實現人體感應開關控制[5]。

2廠房分區控制及管理

2.1倉庫區

本系統依據《GB50034-2013建筑照明設計標準》要求，并結合實際倉庫照明設備布局，等比例定制出一套倉庫照明實時狀態及控制圖，如圖3所示，便于照明管理人員可視化圖形化管理倉庫內的照明設備。圖中紅框內的一個小圓圈表示一個LED燈，LED頂燈的狀態有四種：開燈、關燈、故障、離線，LED燈的亮度值設置只有2種：0%或，0%表示關燈，表示開燈。紅色框表示一個分組，每個分組上有10盞左右LED頂燈，每個分組是*小控制單元，每個分組占用一個多通道控制器中的一路控制通道，每個分組下燈具只能一起進行開閉。點擊紅框內任意區域即可控制此分組燈具。每套多通道控制器*多可控制6路燈具，多通道控制器通過控制交流接觸器實現每路燈具的開閉。

將廠房劃分為5個分區，每個分區設置一個總開關，可以一鍵開關整個分區的燈。管理平臺放置在辦公室，智能燈具控制器及多通道控制器放置于各垮的配電箱中。平臺與終端設備（智能燈具控制器+多通道控制器）通過光纖進行通訊。

廠房分區1共需控制，TypeB型燈具16路，TypeC型燈具2路，TypeA型燈具1路，TypeH型燈具2路，即共需控制21路。即需1套智能照明控制機（智能燈具控制器+控制柜），4套多通道控制器。

廠房分區2共需控制，TypeB型燈具14路，TypeC型燈具2路，TypeA型燈具1路，TypeH型燈具2路，即共需控制19路。即需1套智能照明控制機（智能燈具控制器+控制柜），4套多通道控制器。

廠房分區3共需控制，TypeB型燈具12路，TypeC型燈具1路，TypeA型燈具2路,TypeH型燈具2路，即共需控制17路。即需1套智能照明控制機（智能燈具控制器+控制柜），4套多通道控制器。

廠房分區4共需控制，TypeB型燈具12路，TypeC型燈具1路，TypeA型燈具1路，TypeH型燈具2路，即共需控制16路。即需1套智能照明控制機（智能燈具控制器+控制柜），3套多通道控制器。

廠房分區5共需控制，TypeB型燈具14路，TypeC型燈具1路，TypeA型燈具1路，TypeH型燈具2路，即共需控制18路。即需1套智能照明控制機（智能燈具控制器+控制柜），4套多通道控制器。

CFS1號庫共需5套智能照明控制機、19套多通道控制器完成遠程開關控制。

2.2 辦公區

紅色框表示一個分組，每個分組上有 10 盞左右 LED 頂燈，每個分組是*小控制單元，每個分組占用一個多通道控制器中的一路通信通道，每個分組下燈具只能一起進行開閉。點擊紅框內任意區域即可控制單個分組。每套多通道控制器*多可控制 6 路燈具，多通道控制器通過控制交流接觸器實現每路燈具的開閉。 辦公區根據 1 個配電箱劃分為 21 個分組，辦公區共需 1 套智能燈具控制器、4 套多通道控制器、58 套紅外感應器完成照明開關控制，分組如下圖所示。

3系統功能

3.1控制模式

該系統中，每個分區上可有10盞LED頂燈（數量根據現場設備安裝情況），每個分區是*小控制單元，每個分區占用多通道控制器中的一路通道。該系統具有分區控制、分組控制、手動控制、預案控制、故障降級6種控制方式。（1）分區控制：在軟件管控平臺和智能燈具控制器上，均可實現廠房內任意分區的照明控制。（2）分組設置及控制：將分區燈具進行任意分組，實現分組燈具的整體控制[6]。（3）手動控制：現場通過智能燈具控制器進行手動控制，此控制模式優先級*高。（4）預案控制：系統通過預先設置的方案，對任意分區或分組燈具進行定時開關燈操作。（5）故障降級控制：出現任何一種通信故障或設備故障，相關燈具進入故障降級狀態，滿功率工作。（6）感應控制：該系統采用紅外感應器，在作業區域內實現“人在燈亮，人走燈熄”的功能。同時，通過智能燈具控制器的控制，確保白天燈管處于關閉狀態[7]。

3.2管理功能

整個系統具有節電統計、故障預測、故障統計、故障檢測與報警、維修管理、運行狀態檢測、預案管理等多種管理功能，系統運行狀況良好。（1）節電統計：可對任意分區、分組燈具進行電量統計，并在管理平臺進行分析、顯示及存儲。（2）故障檢測及報警：定時巡檢燈具，進行故障檢測；對故障燈具進行報警，以PC瀏覽器彈框報警。（3）故障統計：可對各路燈具運行情況進行統計，并對故障燈具進行分析及通知。（4）維修管理：管理好燈具的維護保養，根據故障種類、生產廠家、型號等進行數據統計。（5）運行狀態監測：實時監測所有燈具當前運行狀態。（6）預案管理：系統預案運行可進行優先級設置[8]。

4系統優點

（1）開放性信息管理：系統采用B/S設計體系，實現信息系統共享，提高了用戶對系統信息管理的效率。（2）可擴展性強：該系統采用模塊化技術架構，具有良好的持續升級和功能擴展能力，能夠隨著技術的發展和用戶功能需求的變化而持續升級[9]。（3）多種設置方式：可支持PC客戶端和現場手動控制，現場手動控制優先級*高。（4）系統容量大：系統*多可接入500套智能燈具控制器。（5）通信實時*：采用光纖及485有線傳輸，燈控響應迅速[10]。

5安科瑞智能照明控制系統

5.1概述

ALIBUS智能照明產品采用RS485總線技術，技術成熟可靠，安全穩定。開關驅動器具備獨立工作的能力，適用于一些中小型的項目；模塊化設計，可以任意拼接擴展，同時預留I/O口以及Modbus接口，還可以滿足與AcrelEMS企業微電網管理云平臺進行數據交換。

5.2應用場所

適合于各類智能小區、醫院、學校、酒店，以及體育場所、機場、隧道、車站等大型公建項目的照明控制需求。

5.3系統結構

5.4系統功能

1）實時檢測并顯示各個模塊的在線狀態，反饋現場受控回路的開關狀態，監控界面按照樓層各分區的布局和回路列表來瀏覽。

2）當發生模塊離線、網關設備掉線或者狀態反饋和下發控制命令不一致時會發生故障報警，并將故障報警信息記錄并顯示在界面中。

3）可以對單個照明回路實現開關控制；每個模塊、樓層都有相應的模塊控制開關和樓層控制開關，也可以一個模塊或者整個樓層實現開關控制。

4）開關驅動器支持過零觸發功能，負載（燈具）的分合操作僅在交流電過零時進行；可有效減少電磁干擾以及對電網的沖擊，延長燈具與控制裝置的壽命。

5）對每個照明回路可以預設掉電狀態，當照明電源掉電時，開關驅動器會自動切換到預設的掉電狀態；確保重新上電時燈具的開關狀態是確定與可控的。

6）拖動調光控件，照明設備從0%到進行調光，可以對單個照明回路實現調光控制，調光總控可以對一個模塊的照明回路實現調光控制，也可以對多個照明回路實現調光控制，通過圖標的亮滅狀態反饋現場開關的狀態。

7）點擊場景控件，打開或者關閉對應場景設置，軟件界面上顯示不同的場景模式和場景功能，通過圖標的亮滅顯示對應的場景狀態是打開還是關閉。

8）設置定時時間，確認時間點后，對該事件點執行的動作進行設置，設置燈在設定的時間點亮或者滅。

9）系統可以通過預設的當地經緯度信息，自動計算每天的日升日落時間；根據天文時鐘控制照明開關，實現日落開燈、日出關燈的功能。

10）所有定時控制計劃均可下發保存至驅動模塊；當上位機系統故障或模塊離線時，驅動模塊可以利用自帶的RTC時鐘維持定時控制計劃的正常執行，不影響日常的照明控制效果。

11）系統結構是分布式總線結構；系統內各元件不依賴于其他元件而能夠獨立工作；系統內各元件可以通過程序的設定實現功能的多樣性。

12）預留BA或三方集成平臺接口，采用modbus、opc等方式。