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认识智能照明系统(附案例),对初学者的好处

时间:2022-12-29

未来3年智能照明市场现状及发展趋势

近年来,我国数字技术和数字经济蓬勃发展,数千个行业进入数字化转型。 “数字智能”也成为推动我国照明产业可持续发展的核心动力。 智能照明行业市场规模将加速扩大。 从2017年150亿元的年增长率增加到2020年的26​​4亿元,年均复合增长率为20.74%。 预计到2025年,我国智能照明产业市场规模有望突破1000亿元,达到1080亿元。

什么是智能照明系统

以往我们谈及智能照明时,往往会提到智能照明产品。 现在的智能照明系统是指由计算机技术、自动控制、网络通讯、现场总线、嵌入式软件等技术组成的分布式遥测、遥控、遥调控制系统。 ,实现对照明设备的智能控制,具有强度调节、定时控制、联动控制、场景控制、灯光亮度远程控制等功能,达到安全、节能、舒适、高效的效果。

通俗地说:“智能照明”就是自动感知被照场景,自主调节和控制光线,整个过程不需要人参与。

与传统智能照明产品相比,智能照明系统的优势:一是可以提高照明系统的控制和管理水平,降低智能照明的维护成本; 其次,它可以节约能源,降低照明系统的运行成本。

工业和商业是智能照明系统最大的应用领域

近年来,随着技术和产品的成熟以及国家政策的推动,智能照明应用场景越来越丰富,大致分布在工业与商业、住宅与家居、户外照明与公共照明四大领域。 工商业照明是智能照明行业最大的应用领域,占比约57.21%; 其次是家居照明、户外照明、公共照明,占比分别为21.36%、12.16%、9.27%。 加快工商业照明节能改造,既是助力实现碳达峰和碳中和目标的重要手段,也是推进城市基础设施数字化转型的重要支撑。

智能照明系统在工业照明领域发挥着重要作用。 工业照明主要用于大型单层/双层工业厂房,耗电量大。 随着产业发展的需要和操作人员的安全考虑,对照明的要求也非常严格。

厂房灯具可接入外部照明控制节点,可通过智能照明系统预设灯具开关次数和时间,也可设置亮度; 厂房外的照明可以根据自然光源的亮度自动调节合适的照度,室内的照明也可以根据不同的需求进行调节,随着季节和天气的变化,自动调节合适的照度,不不仅不影响工作,还更加人性化和节能,避免头晕。

随着科技的发展,工业照明逐渐走向智能化,各领域对智能照明的需求也在升级。 下表总结了12个应用领域的升级需求:

在商业照明领域,更加注重节能和社会效益,尤其是商业建筑照明。 商业楼宇每天的照明时间高达12小时,耗电非常严重。 因此,可以通过智能控制来达到节能的目的。 而大量的照明需求也带来了另一种结合智能功能的商业应用。 例如,LED照明结合可见光通信技术,可以实现精准定位的功能,辅助门店进行商品促销服务等商业应用。 目前,商业照明也在进行大规模的智能化换代。

伊利车间智能照明系统案例分析:

项目背景:

乳品厂房布局相对复杂,其中联合车间最具代表性,具有面积大、吊顶高、功能室多、洁净度等级不同、照明应用场景多等特点。

以伊利某液态奶厂联合车间灌装机组为例,单间灌装间建筑面积约900m2,吊顶高度9-10m,如下图:

室内布置不同高度的设备、管架、桥架。 为了尽可能利用自然光,节约能源消耗,在侧墙和顶部设置了自然采光。 设备的运行状态大致分为运行、停机、清洗和维护。 考虑到工厂的扩建,一般需要在预处理单元的不同工艺段设置预留空间。 这些空间在工厂运营初期没有配备设备,工厂7×24小时不间断运行。

基于以上特点,传统的回路控制、调度控制、人员到位控制、照明控制、自动和手动控制方案已不能满足实际使用需求,无法达到最理想的节能效果。 这给方案设计带来了挑战。 如何用有限的投资满足使用需求,实现至少10%以上的节能,是方案设计阶段亟待解决的问题。

解决方案:

一、设计原则

以之前的处理为例,设备区域根据照度进行设计,选用了130多颗120W工况LED灯具。 为保证照明均匀,能覆盖设备顶部、管架、桥架中控楼宇自控,满足检修要求,灯具分布均匀,部分工作面进行局部照明。 但在实际使用中发现,在日常生产经营过程中,有些灯具并不需要点亮,或者不需要以最大亮度运行。 这样造成了能源的浪费,也减少了灯具的寿命,照度也不能恒定。 如果通过人工管理解决,工作人员需要频繁开关灯具,带来诸多不便。

为了解决实际问题,我们将节能、照度、人性化作为设计原则。

2、软硬件方案设计

在设计程序时,必须明确以下几个要点:

(1) 单灯可控;

(2) 可调光;

(三)具有集中管理功能;

(4) 调光可根据区域照度进行调节;

(5)灵活的控制策略和手动控制功能;

(6) 任意灯具自由组合,根据设备布局调整和功能间调整,快速对灯具进行分组。

基于以上要点,通过软件功能和硬件性能的对比测试,最终选择了台达品牌DALI总线的智能照明软硬件。

系统架构图

中央控制室设置照明服务器,将楼宇自控系统数据上传至照明集中管理平台。 上层管理软件平台同时支持C/S(-)和B/S(-)架构,可通过浏览器或安装客户端访问。

DALI 灯、传感器和光控面板都是串联或自由拓扑连接。 DALI总线采用RVSP2×1.5,最长距离不超过300m,最后连接到DALI灯光控制器。 控制器通过以太网线接入厂控专网,由中控室统一管理。 触摸屏通过以太网电缆直接连接到控制网络。

DALI智能照明可以实现对每盏灯的调光,同时可以实现任意组合区域的灯具控制,后期电路可以自由组合,无需改变现场硬件。 向上可通过OPC、/IP、LON-IP852等网络协议直接接入上位监控网络或第三方平台,实现一体化。 使用这种方法可以使灯光控制结构更加简洁,并且数字信号不易受到干扰。 DALI信号无极性,可与强电一起管理,施工布线更方便。

3、控制策略设计

四、实际应用效果

通过引入台达DALI数字调光智能照明技术,工厂的照明管理更加便捷。 通过上位机灯光控制系统软件平台,可以实现定时控制、场景控制和自动感应控制,如图所示,台达DALI控制器与上位机呈现的软件监控画面。

为了方便控制​​,在各个局部区域的入口安装多功能控制面板,在大空间车间或办公场所安装嵌入式触摸屏。 结合现场使用需要,设置现场触摸屏和本地面板。 设置完成后,即可在多功能面板上实现灯具的点亮、调光、场景切换控制。 在本地触摸屏上,除了照明、调光和场景切换外,还可以具有日程设置、密码保护等高级功能。

对于更衣室、走廊、楼梯间、男女卫生间等区域,为满足日常使用,提高节能率,采用人体感应与照明相结合的方式进行控制。

5、节能效果

根据数据测算,不使用智能照明的年总用电量为千瓦时(kW·h),总电费为元; 而使用DALI智能照明系统后的年总用电量为1,114,134度电(kW·h),总电费为947,014元。 通过对比可知,全年用电量度(kW·h),电费元,节能率达到40%,节能效果显着。

除了显着的节能效果外,还可以通过系统平台软件的记录、分析、报警功能,实现灯具运行时间记录、灯具理论功耗计算、灯具预防性维护、故障报警等功能,为管理提供了极大的方便。 性别。 由于采用单灯调光方式,被测灯具无需工作在100%照度,间接提高了灯具的寿命,延长了灯具的更换周期,为工厂节省了一定的维护成本. 未来随着产线的调整,可以通过软件分组的方式快速完成灯具的调配。

六、案例总结

将DALI数字调光技术应用于工业厂房,实现照明控制的自动化、智能化运行。 通过定制化的调度控制、模式控制、人体感应控制、照度控制等节能优化控制措施,取得了良好的节能效益,对智能照明的设计与实施具有较高的推广价值。其他工厂。

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