韓歡慶

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

【摘要】：鑒于常規地下停車(chē)場(chǎng)中的照明控制系統在使用 期間存在光源長(cháng)時(shí)間開(kāi)啟、能耗較高、智能化不足等問(wèn)題，文章結合現代信息技術(shù)、自動(dòng)控制系統技術(shù)等， 提出智能照明控制系統。首先論述了常規照明控制系 統的局限性，然后分析智能照明控制系統的優(yōu)勢，介紹了其原理及組成，*后結合具體工程實(shí)例，對物聯(lián) 網(wǎng)智能控制系統在地下停車(chē)場(chǎng)的應用予以分析。

【關(guān)鍵字】：智能照明；地下停車(chē)場(chǎng)；物聯(lián)網(wǎng)

1 常規照明控制系統的局限性

隨著(zhù)城市的發(fā)展和人們生活水平的提高，以及私 家車(chē)的大量普及和停放需求，人們對住宅、辦公及商 業(yè)等業(yè)態(tài)的地下停車(chē)場(chǎng)等配套設施提出了更高的要求。當前較多高層建筑在設計、施工中都有配套的地下停車(chē)場(chǎng)，便于滿(mǎn)足業(yè)主的停車(chē)需要。地下停車(chē)場(chǎng)屬于一個(gè)特殊場(chǎng)所，如果照明及運行體驗感較差，很容易讓人心理上感覺(jué)不安，通過(guò)合理地在地下停車(chē)場(chǎng)應用照明控制系統，可以滿(mǎn)足地下停車(chē)場(chǎng)的照明需要，改善地下空間的環(huán)境氛圍 [1]。

照明控制系統是地下停車(chē)場(chǎng)的一個(gè)重要組成，設置時(shí)需考慮較多問(wèn)題，如地下停車(chē)場(chǎng)應滿(mǎn)足白天、夜間不同的照明需求。地下停車(chē)場(chǎng)的出入口位置通常讓人產(chǎn)生光線(xiàn)突然變亮或變暗的感覺(jué)，對駕駛員的視覺(jué)產(chǎn)生短暫影響，因而地下停車(chē)場(chǎng)的出入口需要采取過(guò)渡照明方式；地下停車(chē)場(chǎng)中還存在坡度，在設置照明時(shí)，需要考慮坡道路面區域的照明要求，該區域的照明需要高于平面路面區段照明，以減少視覺(jué)盲區，保證車(chē)輛在進(jìn)入或駛出地下停車(chē)場(chǎng)時(shí)的安全?？傊?，地下停車(chē)場(chǎng)的照明控制系統設計與施工需要有系統、全面的考慮。

常規照明控制系統基本能夠考慮地下停車(chē)場(chǎng)對照明的各種要求，保證相關(guān)區域滿(mǎn)足日常照明需要。實(shí)際上較多地下車(chē)庫縱深較大，同時(shí)地下停車(chē)場(chǎng)整體面積也較大，設計時(shí)需要考慮防火要求，設置不同防火分區 [2]。地下停車(chē)場(chǎng)在部分管理區域設置有專(zhuān)門(mén)的管理室，其余非管理區域內通常不設置管理室?？紤]到對地下停車(chē)場(chǎng)的控制需要，需要在管理室中完成照明控制。常規地下停車(chē)場(chǎng)在照明系統控制中使用繼電器控制或者接觸器控制，上述兩種控制器的使用可達到照明控制效果，但是整個(gè)線(xiàn)路設置與連接復雜化程度高，增加了線(xiàn)路施工難度及后期維修難度，也增加了施工人員的工作量。從地下停車(chē)場(chǎng)照明控制系統方面分析，繼電器控制或者接觸器控制的可靠性與靈活性一般，此外，該控制系統對應的地下停車(chē)場(chǎng)日常照明模式比較單一，造成照明時(shí)間增加，增加地下停車(chē)場(chǎng)日常電力資源消耗量，不符合現代節能環(huán)保要求?；诔Ｒ幍叵峦＼?chē)場(chǎng)照明控制系統在實(shí)際應用方面存在的不足，需要對地下停車(chē)場(chǎng)現有照明控制系統予以完善，推動(dòng)智能照明控制系統的應用與發(fā)展。

2 智能照明控制系統的優(yōu)勢

智能照明控制系統作為智能建筑的一個(gè)重要體現，可結合不同區域的不同功能，靈活調節并控制不同區域的照明時(shí)間、照明亮度等。與傳統地下室照明控制系統相比，智能照明控制系統在應用中存在較多優(yōu)勢，如智能化優(yōu)勢，可智能化完成燈光的調節，根據地下停車(chē)場(chǎng)不同區域的自然照明情況，調節燈光的亮度，節約電力資源消耗。智能照明控制系統可通過(guò)系統控制電壓，避免電壓變化對燈具產(chǎn)生的沖擊，延長(cháng)照明燈具的使用壽命。從智能照明控制系統施工方面分析，其可減少使用電纜，后期維護更簡(jiǎn)單，減少了相關(guān)費用支出，施工也更加簡(jiǎn)單，可在較短時(shí)間內完成施工。智能照明控制系統可更好地進(jìn)行集中管理，改善人為因素下浪費電力資源的現狀；可自動(dòng)調節不同區域光源的亮度，提高對自然光照的利用率，達到節能降耗的目的。智能照明控制系統可借助調光器系統、中央建筑控制系統自動(dòng)調用，靈活采取單點(diǎn)、雙點(diǎn)、多點(diǎn)等控制方式，便利人們日常出行。智能照明控制系統的使用還能夠與其他相關(guān)系統聯(lián)系到一起，發(fā)揮聯(lián)合作用效果，利用各類(lèi)聯(lián)網(wǎng)系統，將智能照明控制系統同樓宇智能控制系統、消防控制系統等連接起來(lái)，更好地發(fā)揮智能聯(lián)動(dòng)和智慧化管控作用。

3 智能照明控制系統的原理及組成

了解智能照明控制系統的原理，對更好地在地下車(chē)庫中使用智能照明控制系統有重要意義。智能照明控制系統為總線(xiàn)性控制系統，具有分布式特點(diǎn)，整個(gè)系統中包括較多的元器件，不同元器件可通過(guò)一根信號線(xiàn)完成連接，使其呈現出聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)。不同單元均有單元地址，負載的輸出由單元控制，輸出元件、群組地址都可同輸入單元之間建立聯(lián)系，建立聯(lián)系后可判斷不同輸出單元，并完成輸出回路的控制。智能照明控制系統中的相關(guān)元器件可在控制總線(xiàn)下連接到一起，形成強大的網(wǎng)絡(luò )，有相關(guān)的控制信號，依靠信號完成對相關(guān)照明的控制。輸出回路與控制開(kāi)關(guān)之間利用編程可使其形成一定的邏輯關(guān)系，提高整個(gè)智能照明控制系統的靈活性。

我國智能照明控制系統遵循了國際的通信協(xié)議，網(wǎng)絡(luò )結構采用自由拓撲，不過(guò)不允許環(huán)形網(wǎng)絡(luò )存在于網(wǎng)絡(luò )結構中，確保整個(gè)系統中的正常通信。多個(gè)單元組成網(wǎng)絡(luò )，多個(gè)網(wǎng)絡(luò )組成整個(gè)智能照明控制系統。一個(gè)智能照明控制系統的基本組成包括輸入單元、輸出單元及系統單元，由輸入開(kāi)關(guān)、液晶顯示觸摸屏、場(chǎng)景開(kāi)關(guān)、智能傳感器等組成輸入單元；由智能調光模塊、智能繼電器組成輸出單元；系統時(shí)鐘、系統電源、網(wǎng)絡(luò )通信線(xiàn)等組成系統單元。不同組成部分在整個(gè)系統中發(fā)揮著(zhù)不同的作用，比如開(kāi)關(guān)控制器、調光控制器能夠控制燈光的開(kāi)關(guān)，調節不同照明設備的明亮程度；管理人員通過(guò)面板了解信息及進(jìn)行必要信息的設置，系統中的紅外遙控、光電傳感、動(dòng)靜檢測、溫度監測等傳感器可感知外界環(huán)境變化，根據環(huán)境的變化情況反饋照明燈具開(kāi)關(guān)及亮度調節信息。

目前，智能照明控制系統還離不開(kāi)光源，如 LED光源、白熾燈、熒光燈、金鹵燈、鹵鎢燈等。不同照明方案均可通過(guò)計算機主機或 PLC 監控器編程完成，滿(mǎn)足多種條件下的智能照明需要。不同單元中有數據存儲器、微處理器的存在，不同單元中均分散著(zhù)相關(guān)參數，這樣可以保證整個(gè)智能照明控制系統某一單元在故障或系統斷電情況下，其他單元仍可正常使用，保證智能照明控制系統的穩定性與可靠性 [3]。

4 物聯(lián)網(wǎng)智能控制系統應用實(shí)例分析

4.1 物聯(lián)網(wǎng)智能控制系統概述

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能照明控制系統以 DALI 智能照明控制系統為基礎，對原來(lái)的控制方式予以?xún)?yōu)化處理，即在 LED 燈具上集成通信模塊，并使用其代替開(kāi)關(guān)驅動(dòng)模塊，這樣可保證停車(chē)場(chǎng)中具體的每一個(gè)燈具都有對應的獨立地址。工作期間可免去開(kāi)關(guān)驅動(dòng)模塊，同時(shí)可將整個(gè)照明回路控制優(yōu)化為對每盞燈具的獨立控制。

物聯(lián)網(wǎng)智能控制系統中信號傳輸依賴(lài)于無(wú)線(xiàn)轉發(fā)技術(shù)、電力載波通信技術(shù)，人或車(chē)輛進(jìn)入探測區域的模擬信號可通過(guò)燈具上的傳感器完成信號采集，模擬信號通過(guò)載波控制芯片使其轉換為高頻信號，利用電力線(xiàn)某個(gè)頻段使其傳輸到智能照明控制器上。智能照明控制器能夠接收到高頻信號并對信號進(jìn)行轉換、分析、處理及發(fā)出指令等，這樣可實(shí)現對不同燈具的控制，實(shí)現停車(chē)場(chǎng)內燈具的打開(kāi)與關(guān)閉。

4.2 工程概況

以筆者參與的某小區地下停車(chē)場(chǎng)照明系統設計為工程設備與材料 。整個(gè)地下停車(chē)場(chǎng)面積較大，建筑結構復雜，結合現代建筑綠色照明工程要求，需要對地下停車(chē)場(chǎng)采取智能照明控制系統，并要求整個(gè)系統符合可視化監控、控制回路等要求。將動(dòng)靜探測器模塊設置在車(chē)道、通道等，如果有車(chē)輛或行人經(jīng)過(guò)，則可觸發(fā)探測器，開(kāi)啟對應燈光回路，并設置一定的延時(shí)關(guān)閉時(shí)間?？紤]到地下停車(chē)場(chǎng)的使用還與上下班人流、車(chē)流有關(guān)，需要針對高峰時(shí)間段進(jìn)行燈光回路控制設置，以提高照明系統的節能效果。整個(gè)地下車(chē)庫建筑面積有 11 486.54 m2，包括機動(dòng)車(chē)車(chē)位 689 個(gè)，包含防火分區 10 個(gè)。地下車(chē)庫照明系統設計中應考慮上述問(wèn)題考慮消防救援等特殊情況下的照明需要。

4.3 系統配置要求

此次智能照明控制系統中使用物聯(lián)網(wǎng)智能控制系統，綜合物聯(lián)網(wǎng)智能控制系統的技術(shù)特點(diǎn)、地下車(chē)庫照明設計要求合理進(jìn)行系統配置。系統包括照明主機、無(wú)線(xiàn)轉發(fā)模塊、智能照明控制器、新型 LED 車(chē)庫燈。其中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在新型 LED 燈中有體現，包括 LED光源、人體感應器、通信模塊等；通信功能可借助電力載波技術(shù)實(shí)現，共用電源線(xiàn)與控制信號線(xiàn)，精準控制車(chē)庫中的不同燈光。LED 燈可識別、處理反饋信號，利用波寬控制調光技術(shù)對車(chē)庫不同時(shí)間、不同區域燈光情況予以調節，達到智能化調節及節能降耗的目的。

4.4 控制方式

地下停車(chē)場(chǎng)照明設計需要從多角度分析，合理分布照明燈具，同時(shí)保證不同區域內的照明視線(xiàn)要求。在車(chē)庫中有車(chē)輛或行人進(jìn)入的情況下，燈具上存在的傳感器可感應信號，接收到信號后可快速啟動(dòng)控制模塊，打開(kāi)主干道上的燈光，滿(mǎn)足車(chē)庫中車(chē)輛、行人等在不同區域的照明需求。這個(gè)過(guò)程中，不同車(chē)位中的燈不亮；有車(chē)輛或行人進(jìn)入停車(chē)位時(shí)，對應停車(chē)位LED 燈打開(kāi)并發(fā)揮照明作用。車(chē)庫中人或車(chē)離開(kāi)車(chē)位后，車(chē)位的照明設備自動(dòng)關(guān)閉，而車(chē)道燈亮度調整為入庫時(shí)亮度的一半，降低燈光亮度能夠達到節能的目的，但是調節后的燈光需要滿(mǎn)足基本照明需要。利用燈具功率的調節達到節約電能的目的，通過(guò)輪流切換點(diǎn)亮燈具的控制方式，保證每次照明中可有一半的照明工具處于關(guān)閉狀態(tài)，這樣不僅節能，而且有利于長(cháng)照明設備的整體使用壽命，降低后續維護成本?？紤]到地下車(chē)庫還需要滿(mǎn)足夜間基本照明、保證視頻監控質(zhì)量等要求，需要對不同燈具采取分時(shí)段、分區域控制方式，滿(mǎn)足車(chē)庫夜間值班、視頻監控照明等要求，通過(guò)*少的電能消耗滿(mǎn)足各方面的實(shí)際照明需要?？傊?，智能照明控制系統在應用中還需要考慮燈光變化對其他系統的影響，

實(shí)現節能與智能等綜合要求。根據上述車(chē)庫物聯(lián)網(wǎng)智能照明控制系統設計思路，利用 DIALUX 照明設計與計算軟件工具建立地下停車(chē)場(chǎng)的照明模型，并對模型予以分析。通過(guò)建模與模擬分析，不同組合條件下，車(chē)庫中燈光的開(kāi)啟或關(guān)閉都能夠滿(mǎn)足規范的照度要求；燈光調節期間，也可以滿(mǎn)足不同設置條件的照明要求，既能夠達到節能效果，也能夠對車(chē)庫中的燈具進(jìn)行智能化控制。

4.5 節能效果

根據筆者負責的某小區地下停車(chē)場(chǎng)工程實(shí)際情況，結合物聯(lián)網(wǎng)智能照明控制系統的設計思路，案例車(chē)位中共設置 342 盞燈，車(chē)道設置 485 盞燈。在地下停車(chē)場(chǎng)內使用 LED 智能照明控制系統，其所使用的是智能LED 燈，較傳統的非智能 LED 燈，能夠明顯提高節能效果；同時(shí)，智能化控制不同區域、不同時(shí)間內車(chē)庫燈光的打開(kāi)與關(guān)閉，節能；不同燈具使用壽命明顯延長(cháng)，燈具回路使用時(shí)間與次數都顯著(zhù)減少，在節省電纜的同時(shí)也減少照明電費。實(shí)際使用過(guò)程中，可以滿(mǎn)足地下停車(chē)場(chǎng)日常車(chē)輛與人員出入的照明要求，提高地下停車(chē)場(chǎng)管理效率與智能化程度，減少管理人員的日常工作量。應用期間，還可以將物聯(lián)網(wǎng)智能照明控制系統與其他智能系統相結合，更好地發(fā)揮智能控制系統的優(yōu)勢，從更多角度進(jìn)行地下車(chē)庫不同燈光的全面控制?？紤]到物聯(lián)網(wǎng)智能照明控制系統在使用中可能還會(huì )遇到其他問(wèn)題，需要在具體實(shí)踐中不斷總結。

5安科瑞智能照明控制系統

5.1概述

ALIBUS智能照明產(chǎn)品采用RS485總線(xiàn)技術(shù)，技術(shù)成熟可靠，安全穩定。開(kāi)關(guān)驅動(dòng)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(shí)預留I/O口以及Modbus接口，還可以滿(mǎn)足與AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)管理云平臺進(jìn)行數據交換。

5.2應用場(chǎng)所

適合于各類(lèi)智能小區、醫院、學(xué)校、酒店，以及體育場(chǎng)所、機場(chǎng)、隧道、車(chē)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(shí)時(shí)檢測并顯示各個(gè)模塊的在線(xiàn)狀態(tài)，反饋現場(chǎng)受控回路的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，監控界面按照樓層各分區的布局和回路列表來(lái)瀏覽。

2）當發(fā)生模塊離線(xiàn)、網(wǎng)關(guān)設備掉線(xiàn)或者狀態(tài)反饋和下發(fā)控制命令不一致時(shí)會(huì )發(fā)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(gè)照明回路實(shí)現開(kāi)關(guān)控制；每個(gè)模塊、樓層都有相應的模塊控制開(kāi)關(guān)和樓層控制開(kāi)關(guān)，也可以一個(gè)模塊或者整個(gè)樓層實(shí)現開(kāi)關(guān)控制。

4）開(kāi)關(guān)驅動(dòng)器支持過(guò)零觸發(fā)功能，負載（燈具）的分合操作僅在交流電過(guò)零時(shí)進(jìn)行；可有效減少電磁干擾以及對電網(wǎng)的沖擊，延長(cháng)燈具與控制裝置的壽命。

5）對每個(gè)照明回路可以預設掉電狀態(tài)，當照明電源掉電時(shí)，開(kāi)關(guān)驅動(dòng)器會(huì )自動(dòng)切換到預設的掉電狀態(tài)；確保重新上電時(shí)燈具的開(kāi)關(guān)狀態(tài)是確定與可控的。

6）拖動(dòng)調光控件，照明設備從0%到100%進(jìn)行調光，可以對單個(gè)照明回路實(shí)現調光控制，調光總控可以對一個(gè)模塊的照明回路實(shí)現調光控制，也可以對多個(gè)照明回路實(shí)現調光控制，通過(guò)圖標的亮滅狀態(tài)反饋現場(chǎng)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)。

7）點(diǎn)擊場(chǎng)景控件，打開(kāi)或者關(guān)閉對應場(chǎng)景設置，軟件界面上顯示不同的場(chǎng)景模式和場(chǎng)景功能，通過(guò)圖標的亮滅顯示對應的場(chǎng)景狀態(tài)是打開(kāi)還是關(guān)閉。

8）設置定時(shí)時(shí)間，確認時(shí)間點(diǎn)后，對該事件點(diǎn)執行的動(dòng)作進(jìn)行設置，設置燈在設定的時(shí)間點(diǎn)亮或者滅。

9）系統可以通過(guò)預設的當地經(jīng)緯度信息，自動(dòng)計算每天的日升日落時(shí)間；根據天文時(shí)鐘控制照明開(kāi)關(guān)，實(shí)現日落開(kāi)燈、日出關(guān)燈的功能。

10）所有定時(shí)控制計劃均可下發(fā)保存至驅動(dòng)模塊；當上位機系統故障或模塊離線(xiàn)時(shí)，驅動(dòng)模塊可以利用自帶的RTC時(shí)鐘維持定時(shí)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(xiàn)結構；系統內各元件不依賴(lài)于其他元件而能夠獨立工作；系統內各元件可以通過(guò)程序的設定實(shí)現功能的多樣性。

12）預留BA或第三方集成平臺接口，采用modbus、opc等方式。

5.5設備選型

6結束語(yǔ)

智能照明控制系統在地下停車(chē)場(chǎng)中的應用較傳統照明控制系統具有多方面的優(yōu)勢，能夠彌補傳統地下停車(chē)場(chǎng)照明控制系統的不足?，F代地下停車(chē)場(chǎng)照明控制系統設計中，可綜合不同要求，積極推進(jìn)智能照明控制系統的應用。

參考文獻

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[5] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2022年05版.

作者簡(jiǎn)介：韓歡慶，女，現任職于安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能照明控制系統領(lǐng)域。