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          地下停車場的智能照明控制系統設計

          更新時間:2023-12-29  點擊次數: 71次

          【摘要】:鑒于常規地下停車場中的照明控制系統在使用 期間存在光源長時間開啟、能耗較高、智能化不足等問題,文章結合現代信息技術、自動控制系統技術等, 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勢,介紹了其原理及組成,*后結合具體工程實例,對物聯 網智能控制系統在地下停車場的應用予以分析。

          【關鍵字】:智能照明;地下停車場;物聯網

          1 常規照明控制系統的局限性

          隨著城市的發展和人們生活水平的提高,以及私 家車的大量普及和停放需求,人們對住宅、辦公及商 業等業態的地下停車場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場,便于滿足業主的停車需要。地下停車場屬于一個特殊場所,如果照明及運行體驗感較差,很容易讓人心理上感覺不安,通過合理地在地下停車場應用照明控制系統,可以滿足地下停車場的照明需要,改善地下空間的環境氛圍 [1]。

          照明控制系統是地下停車場的一個重要組成,設置時需考慮較多問題,如地下停車場應滿足白天、夜間不同的照明需求。地下停車場的出入口位置通常讓人產生光線突然變亮或變暗的感覺,對駕駛員的視覺產生短暫影響,因而地下停車場的出入口需要采取過渡照明方式;地下停車場中還存在坡度,在設置照明時,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,以減少視覺盲區,保證車輛在進入或駛出地下停車場時的安全??傊?,地下停車場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場對照明的各種要求,保證相關區域滿足日常照明需要。實際上較多地下車庫縱深較大,同時地下停車場整體面積也較大,設計時需要考慮防火要求,設置不同防火分區 [2]。地下停車場在部分管理區域設置有專門的管理室,其余非管理區域內通常不設置管理室??紤]到對地下停車場的控制需要,需要在管理室中完成照明控制。常規地下停車場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,但是整個線路設置與連接復雜化程度高,增加了線路施工難度及后期維修難度,也增加了施工人員的工作量。從地下停車場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場日常照明模式比較單一,造成照明時間增加,增加地下停車場日常電力資源消耗量,不符合現代節能環保要求?;诔R幍叵峦\噲稣彰骺刂葡到y在實際應用方面存在的不足,需要對地下停車場現有照明控制系統予以完善,推動智能照明控制系統的應用與發展。

          2 智能照明控制系統的優勢

          智能照明控制系統作為智能建筑的一個重要體現,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勢,如智能化優勢,可智能化完成燈光的調節,根據地下停車場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系統控制電壓,避免電壓變化對燈具產生的沖擊,延長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,后期維護更簡單,減少了相關費用支出,施工也更加簡單,可在較短時間內完成施工。智能照明控制系統可更好地進行集中管理,改善人為因素下浪費電力資源的現狀;可自動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調用,靈活采取單點、雙點、多點等控制方式,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系統聯系到一起,發揮聯合作用效果,利用各類聯網系統,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,更好地發揮智能聯動和智慧化管控作用。

          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性控制系統,具有分布式特點,整個系統中包括較多的元器件,不同元器件可通過一根信號線完成連接,使其呈現出聯網狀態。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系,建立聯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元器件可在控制總線下連接到一起,形成強大的網絡,有相關的控制信號,依靠信號完成對相關照明的控制。輸出回路與控制開關之間利用編程可使其形成一定的邏輯關系,提高整個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議,網絡結構采用自由拓撲,不過不允許環形網絡存在于網絡結構中,確保整個系統中的正常通信。多個單元組成網絡,多個網絡組成整個智能照明控制系統。一個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,由輸入開關、液晶顯示觸摸屏、場景開關、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;系統時鐘、系統電源、網絡通信線等組成系統單元。不同組成部分在整個系統中發揮著不同的作用,比如開關控制器、調光控制器能夠控制燈光的開關,調節不同照明設備的明亮程度;管理人員通過面板了解信息及進行必要信息的設置,系統中的紅外遙控、光電傳感、動靜檢測、溫度監測等傳感器可感知外界環境變化,根據環境的變化情況反饋照明燈具開關及亮度調節信息。

          目前,智能照明控制系統還離不開光源,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計算機主機或 PLC 監控器編程完成,滿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相關參數,這樣可以保證整個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 物聯網智能控制系統應用實例分析

          4.1 物聯網智能控制系統概述

          基于物聯網技術的智能照明控制系統以 DALI 智能照明控制系統為基礎,對原來的控制方式予以優化處理,即在 LED 燈具上集成通信模塊,并使用其代替開關驅動模塊,這樣可保證停車場中具體的每一個燈具都有對應的獨立地址。工作期間可免去開關驅動模塊,同時可將整個照明回路控制優化為對每盞燈具的獨立控制。

          物聯網智能控制系統中信號傳輸依賴于無線轉發技術、電力載波通信技術,人或車輛進入探測區域的模擬信號可通過燈具上的傳感器完成信號采集,模擬信號通過載波控制芯片使其轉換為高頻信號,利用電力線某個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行轉換、分析、處理及發出指令等,這樣可實現對不同燈具的控制,實現停車場內燈具的打開與關閉。

          4.2 工程概況

          以筆者參與的某小區地下停車場照明系統設計為工程設備與材料 。整個地下停車場面積較大,建筑結構復雜,結合現代建筑綠色照明工程要求,需要對地下停車場采取智能照明控制系統,并要求整個系統符合可視化監控、控制回路等要求。將動靜探測器模塊設置在車道、通道等,如果有車輛或行人經過,則可觸發探測器,開啟對應燈光回路,并設置一定的延時關閉時間??紤]到地下停車場的使用還與上下班人流、車流有關,需要針對高峰時間段進行燈光回路控制設置,以提高照明系統的節能效果。整個地下車庫建筑面積有 11 486.54 m2,包括機動車車位 689 個,包含防火分區 10 個。地下車庫照明系統設計中應考慮上述問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網智能控制系統,綜合物聯網智能控制系統的技術特點、地下車庫照明設計要求合理進行系統配置。系統包括照明主機、無線轉發模塊、智能照明控制器、新型 LED 車庫燈。其中,物聯網技術在新型 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實現,共用電源線與控制信號線,精準控制車庫中的不同燈光。LED 燈可識別、處理反饋信號,利用波寬控制調光技術對車庫不同時間、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

          地下停車場照明設計需要從多角度分析,合理分布照明燈具,同時保證不同區域內的照明視線要求。在車庫中有車輛或行人進入的情況下,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控制模塊,打開主干道上的燈光,滿足車庫中車輛、行人等在不同區域的照明需求。這個過程中,不同車位中的燈不亮;有車輛或行人進入停車位時,對應停車位LED 燈打開并發揮照明作用。車庫中人或車離開車位后,車位的照明設備自動關閉,而車道燈亮度調整為入庫時亮度的一半,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,通過輪流切換點亮燈具的控制方式,保證每次照明中可有一半的照明工具處于關閉狀態,這樣不僅節能,而且有利于長照明設備的整體使用壽命,降低后續維護成本??紤]到地下車庫還需要滿足夜間基本照明、保證視頻監控質量等要求,需要對不同燈具采取分時段、分區域控制方式,滿足車庫夜間值班、視頻監控照明等要求,通過*少的電能消耗滿足各方面的實際照明需要??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,

          實現節能與智能等綜合要求。根據上述車庫物聯網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場的照明模型,并對模型予以分析。通過建模與模擬分析,不同組合條件下,車庫中燈光的開啟或關閉都能夠滿足規范的照度要求;燈光調節期間,也可以滿足不同設置條件的照明要求,既能夠達到節能效果,也能夠對車庫中的燈具進行智能化控制。

          4.5 節能效果

          根據筆者負責的某小區地下停車場工程實際情況,結合物聯網智能照明控制系統的設計思路,案例車位中共設置 342 盞燈,車道設置 485 盞燈。在地下停車場內使用 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,智能化控制不同區域、不同時間內車庫燈光的打開與關閉,節能有效;不同燈具使用壽命明顯延長,燈具回路使用時間與次數都顯著減少,在節省電纜的同時也減少照明電費。實際使用過程中,可以滿足地下停車場日常車輛與人員出入的照明要求,提高地下停車場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,還可以將物聯網智能照明控制系統與其他智能系統相結合,更好地發揮智能控制系統的優勢,從更多角度進行地下車庫不同燈光的全面控制??紤]到物聯網智能照明控制系統在使用中可能還會遇到其他問題,需要在具體實踐中不斷總結。

          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

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          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100%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或第三方集成平臺接口,采用modbus、opc等方式。

          5.5設備選型

          名稱

          型號

          功能

          備注

          安科瑞智能照明控制系統

          ALIBUS

          可通過控制面板、人體感應、照度感應、微波感應、上位機系統、觸摸屏、手機、平板端等多種控制終端實現靈活多樣的智能化控制


          名稱

          型號

          上行

          下行

          外形尺寸

          備注

          智能通信管理機

          Anet-1E1S1

          1路以太網

          1路RS485

          140*90*50


          智能通信管理機

          Anet-1E2S1

          1路以太網

          1路RS485

          140*90*50


          智能通信管理機

          Anet-2E4S1

          2路以太網

          4路RS485

          168*113*54


          智能通信管理機

          Anet-2E8S1

          2路以太網

          8路RS485

          168*113*54


          名稱

          型號

          負載電流

          安裝方式

          外形尺寸

          備注

          4路開關驅動器

          ASL220Z-S4/16

          16A

          導軌式

          144*90*70

          1.控制火線

          2.每回路額定電流16A

          3.磁保持繼電器

          4.延時控制

          5.電流檢測

          6.定時控制

          8路開關驅動器

          AS220Z-S8/16

          16A

          導軌式

          216*90*70

          1.控制火線

          2.每回路額定電流16A

          3.磁保持繼電器

          4.延時控制

          5.電流檢測

          6.定時控制

          12路開關驅動器

          ASL220Z-S12/16

          16A

          導軌式

          288*90*70

          1.控制火線

          2.每回路額定電流16A

          3.磁保持繼電器

          4.延時控制

          5.電流檢測

          6.定時控制

          16路開關驅動器

          ASL220Z-S16/16

          16A

          導軌式

          360*90*70

          1.控制火線

          2.每回路額定電流16A

          3.磁保持繼電器

          4.延時控制

          5.電流檢測

          6.定時控制

          8路調光驅動器

          ASL220Z-SD8/16

          16A

          導軌式

          360*90*70

          1.控制火線

          2.每回路額定電流16A

          3.磁保持繼電器

          4.延時控制

          5.0-10V調光

          名稱

          型號

          性能

          安裝方式

          外形尺寸

          備注

          紅外感應傳感器

          ASL220-PM/T

          3-5m

          120°

          嵌入式吸頂

          φ80

          開孔55mm

          微波感應傳感器

          ASL220-RM/T

          5-7m

          120°

          嵌入式吸頂

          φ80

          開孔55mm

          微動感應傳感器

          ASL220-PR/T

          5-7m

          120°

          嵌入式吸頂

          φ80

          開孔55mm

          IP網關

          ASL200-485-IP

          ALIBUSnet/IP

          導軌式

          14*28*39

          系統組網元件

          監控軟件接口設備

          1聯2鍵智能面板

          ASL220-F1/2

          2組控制指令

          86盒

          86*24*86

          開關

          調光

          場景

          2聯4鍵智能面板

          ASL220-F2/4

          4組控制指令

          86盒

          86*24*86

          3聯6鍵智能面板

          ASL220-F3/6

          6組控制指令

          86盒

          86*24*86

          4聯8鍵智能面板

          ASL220-F4/8

          8組控制指令

          86盒

          86*24*86

          6結束語

          智能照明控制系統在地下停車場中的應用較傳統照明控制系統具有多方面的優勢,能夠彌補傳統地下停車場照明控制系統的不足?,F代地下停車場照明控制系統設計中,可綜合不同要求,積極推進智能照明控制系統的應用。

          參考文獻

          [1] 張學立, 孫竹梅, 王琦, 等. 多現場總線的地下停車場照明管控系統[J]. 自動化與儀器儀表,2020(12):62-65.

          [2] 周海亮. 基于LoRa 的地下停車場LED 智能照明系統的研究與設計[D]. 廣州: 廣東工業大學,2019.

          [3] 詹占嵐. 城市軌道交通車輛段及停車場光導照明系統[J]. 建筑電氣, 2019,38(4):53-57

          [4] 彭 強. 智能照明控制系統在地下停車場的應用[J]. 工程設備與材料, 2022.10.114.

          [5] 安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2022年05版.


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