智能照明控制系統(tǒng)在軌道交通中的應(yīng)用

1、概述

現(xiàn)如今城市軌道交通事業(yè)高速發(fā)展，環(huán)保節(jié)能已經(jīng)深入了我們的生活，并與我們的衣食住行緊密相關(guān)，不可分割。地鐵車站目前普遍使用舊的照明控制方法，根據(jù)環(huán)控簡(jiǎn)單的方式對(duì)燈光進(jìn)行控制，造成的結(jié)果就是它的照明過程中消耗電量在整個(gè)地鐵耗電總量中占了較大比例，因此，這種簡(jiǎn)單的控制方式難于滿足保護(hù)環(huán)境、節(jié)約能源、控制靈活、方便管理和維護(hù)簡(jiǎn)單的控制要求。

2、智能照明系統(tǒng)構(gòu)成及其功能

智能照明控制系統(tǒng)可控區(qū)域較廣，通過現(xiàn)場(chǎng)總線，將所有系統(tǒng)部件連成一體，每個(gè)系統(tǒng)都有獨(dú)立的CPU處理運(yùn)算和信息存儲(chǔ)功能。系統(tǒng)各部件既可以獨(dú)自完成所屬工作，也可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行不同的搭配，達(dá)到分散控制和集中控制的融合。智能照明系統(tǒng)可以劃分為3個(gè)部分：

a.系統(tǒng)模塊

用于給整個(gè)系統(tǒng)提供工作電源、時(shí)鐘控制源及其他系統(tǒng)的接口元件，包括系統(tǒng)工作電源、總線耦合器、網(wǎng)關(guān)。系統(tǒng)主控制網(wǎng)絡(luò)主要用來對(duì)各部分設(shè)備實(shí)施同樣的控制和對(duì)信號(hào)的采樣， 子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)主要對(duì)各分區(qū)實(shí)施差異的控制邏輯及算法。主系統(tǒng)和子系統(tǒng)之間通過工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線連接，確保系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸。

b.輸入模塊

輸入信息為信息接受設(shè)備，用于將外部控制信號(hào)變換成網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)男盘?hào)。不同類型的多功能控制面板進(jìn)行LCD界面顯示和控制，以圖形、文字、圖片作為操作的軟按鍵，可以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)控制、存儲(chǔ)多種模式、時(shí)序控制等。亮度傳感器，對(duì)周圍環(huán)境物理因素亮度的檢測(cè)，可以調(diào)節(jié)本身光源的亮度，使周圍環(huán)境處于一個(gè)適當(dāng)?shù)恼斩?，從而?shí)現(xiàn)充分利用自然光，節(jié)省能源的目的。

c.輸出模塊

輸出模塊用于接收輸入模塊的信號(hào)，并根據(jù)需求控制相應(yīng)回路的輸出，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制的目的。輸出模塊有各種型式的繼電器，模塊可快速?gòu)?qiáng)制開啟關(guān)閉回路，存儲(chǔ)效果模式，每個(gè)回路都可以進(jìn)行電流偵測(cè)，并將偵測(cè)的電流值回送到到PC控制軟件和控制監(jiān)控設(shè)備中；設(shè)定不同的繼電器間隔開啟時(shí)間值，防止因?yàn)橥瑫r(shí)間啟動(dòng)而造成電流沖擊；計(jì)算回路開閉時(shí)間；設(shè)定關(guān)閉后再次啟動(dòng)的時(shí)間間隔，主要用于如金鹵燈等特殊燈具上；調(diào)光器模擬量輸出模塊和紅外等輸出模塊以負(fù)載電流為調(diào)節(jié)對(duì)象，除調(diào)光功能外還可用作燈具的軟啟動(dòng)、軟關(guān)閉。系統(tǒng)各模塊主要功能如下：

a.開關(guān)模塊可以智能的對(duì)回路燈具實(shí)現(xiàn)打開閉合。根據(jù)自己需要可以先行設(shè)置一定的場(chǎng)合模式，或者不加控制下的時(shí)鐘對(duì)任一回路燈具進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)想要的照明亮度值，滿足特別的場(chǎng)合需求；為避免浪涌電流對(duì)燈具的沖擊，以延長(zhǎng)燈具的使用壽命，將開啟開關(guān)模塊的分回路功能。自反饋型的開關(guān)模塊能夠?qū)芈冯娏髦档倪M(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，并記錄和儲(chǔ)存燈具運(yùn)行時(shí)間。

b.通過對(duì)智能化觸摸屏和場(chǎng)景控制面板操作，可以控制區(qū)域燈具的場(chǎng)景?？梢詽M足不同層次需求根據(jù)觸摸屏進(jìn)行更多的場(chǎng)景定義并進(jìn)行亮度的調(diào)節(jié)。

c.車站運(yùn)營(yíng)人員可以對(duì)差異時(shí)間段的場(chǎng)景預(yù)先設(shè)置相應(yīng)的模式，對(duì)光照亮度調(diào)控用來改進(jìn)所處環(huán)境的舒適性，提高服務(wù)人員服務(wù)水平。同時(shí)還可以解決和調(diào)試軟件對(duì)一個(gè)燈具、一個(gè)回路和整體控制等多種操作模式。

智能照明系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)很多智能化功能，可以利用很多方法達(dá)到靈活的控制。通過上位機(jī)軟件，可以在主機(jī)上對(duì)場(chǎng)景模式、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等進(jìn)行調(diào)取和設(shè)置，尤其是雙擊圖像化操作界面，可以對(duì)一個(gè)燈具的參數(shù)、一個(gè)回路的參數(shù)等功能進(jìn)行設(shè)置，這有利于燈具光線的調(diào)整和燈具使用壽命周期的維護(hù)。

在場(chǎng)景模式中可以進(jìn)行一次預(yù)先設(shè)定，就能全年使用這種模式運(yùn)營(yíng)，這將減少操作步驟，顯著提高系統(tǒng)的工作效率。智能預(yù)警功能是系統(tǒng)必bu可少的一部分，可以檢測(cè)燈具或者回路的狀況，當(dāng)回路數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常值時(shí)，就會(huì)在系統(tǒng)主界面發(fā)出警示標(biāo)志，可以及時(shí)通知運(yùn)營(yíng)人員，若在規(guī)定時(shí)間內(nèi)沒有人工復(fù)位，操作系統(tǒng)為避免故障范圍擴(kuò)大，將對(duì)發(fā)生故障的電路進(jìn)行主動(dòng)切斷。

3、智能照明控制系統(tǒng)在地鐵的應(yīng)用

地鐵車站的正常照明分為公共區(qū)照明、設(shè)備用房照明和管理房間照明。設(shè)備房間照明和管理用房一般采用蹺板開關(guān)設(shè)置于房間門口控制。對(duì)于較大面積擁有燈具較多的房間，采用雙聯(lián)、三聯(lián)或多個(gè)開關(guān)進(jìn)行控制。為了達(dá)到地鐵運(yùn)營(yíng)管理的需要，設(shè)備區(qū)域和管理用房只允許有特定權(quán)限的工作人員進(jìn)出，基本能做到“人來開燈，人走燈滅"的節(jié)電運(yùn)行。

為實(shí)現(xiàn)照明設(shè)備的智能化控制，智能照明控制系統(tǒng)依靠計(jì)算機(jī)、擴(kuò)頻電力載波通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)智能化信息處理及節(jié)能型電器控制等技術(shù)，能夠?qū)艄饬炼冗M(jìn)行強(qiáng)弱調(diào)節(jié)、場(chǎng)景設(shè)定等，從而實(shí)現(xiàn)安全、節(jié)約能源的目的。

使用智能照明系統(tǒng)后，可以將所屬于照明總箱的工作照明箱和節(jié)能照明箱部件進(jìn)行去除，所有的指令回路均有總箱發(fā)射出，利用智能化模塊，從而減少了照明和工作照明的電能消耗。

4安科瑞智能照明控制系統(tǒng)

4.1概述

ALIBUS智能照明產(chǎn)品采用RS485總線技術(shù)，技術(shù)成熟可靠，安全穩(wěn)定。開關(guān)驅(qū)動(dòng)器具備獨(dú)立工作的能力，適用于一些中小型的項(xiàng)目；模塊化設(shè)計(jì)，可以任意拼接擴(kuò)展，同時(shí)預(yù)留I/O口以及Modbus接口，還可以滿足與AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)管理云平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

4.2應(yīng)用場(chǎng)所

適合于各類智能小區(qū)、醫(yī)院、學(xué)校、酒店，以及體育場(chǎng)所、機(jī)場(chǎng)、隧道、車站等大型公建項(xiàng)目的照明控制需求。

4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

4.4系統(tǒng)功能

1）實(shí)時(shí)檢測(cè)并顯示各個(gè)模塊的在線狀態(tài)，反饋現(xiàn)場(chǎng)受控回路的開關(guān)狀態(tài)，監(jiān)控界面按照樓層各分區(qū)的布局和回路列表來瀏覽。

2）當(dāng)發(fā)生模塊離線、網(wǎng)關(guān)設(shè)備掉線或者狀態(tài)反饋和下發(fā)控制命令不一致時(shí)會(huì)發(fā)生故障報(bào)警，并將故障報(bào)警信息記錄并顯示在界面中。

3）可以對(duì)單個(gè)照明回路實(shí)現(xiàn)開關(guān)控制；每個(gè)模塊、樓層都有相應(yīng)的模塊控制開關(guān)和樓層控制開關(guān)，也可以一個(gè)模塊或者整個(gè)樓層實(shí)現(xiàn)開關(guān)控制。

4）開關(guān)驅(qū)動(dòng)器支持過零觸發(fā)功能，負(fù)載（燈具）的分合操作僅在交流電過零時(shí)進(jìn)行；可有效減少電磁干擾以及對(duì)電網(wǎng)的沖擊，延長(zhǎng)燈具與控制裝置的壽命。

5）對(duì)每個(gè)照明回路可以預(yù)設(shè)掉電狀態(tài)，當(dāng)照明電源掉電時(shí)，開關(guān)驅(qū)動(dòng)器會(huì)自動(dòng)切換到預(yù)設(shè)的掉電狀態(tài)；確保重新上電時(shí)燈具的開關(guān)狀態(tài)是確定與可控的。

6）拖動(dòng)調(diào)光控件，照明設(shè)備從0%到100%進(jìn)行調(diào)光，可以對(duì)單個(gè)照明回路實(shí)現(xiàn)調(diào)光控制，調(diào)光總控可以對(duì)一個(gè)模塊的照明回路實(shí)現(xiàn)調(diào)光控制，也可以對(duì)多個(gè)照明回路實(shí)現(xiàn)調(diào)光控制，通過圖標(biāo)的亮滅狀態(tài)反饋現(xiàn)場(chǎng)開關(guān)的狀態(tài)。

7）點(diǎn)擊場(chǎng)景控件，打開或者關(guān)閉對(duì)應(yīng)場(chǎng)景設(shè)置，軟件界面上顯示不同的場(chǎng)景模式和場(chǎng)景功能，通過圖標(biāo)的亮滅顯示對(duì)應(yīng)的場(chǎng)景狀態(tài)是打開還是關(guān)閉。

8）設(shè)置定時(shí)時(shí)間，確認(rèn)時(shí)間點(diǎn)后，對(duì)該事件點(diǎn)執(zhí)行的動(dòng)作進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置燈在設(shè)定的時(shí)間點(diǎn)亮或者滅。

9）系統(tǒng)可以通過預(yù)設(shè)的當(dāng)?shù)亟?jīng)緯度信息，自動(dòng)計(jì)算每天的日升日落時(shí)間；根據(jù)天文時(shí)鐘控制照明開關(guān)，實(shí)現(xiàn)日落開燈、日出關(guān)燈的功能。

10）所有定時(shí)控制計(jì)劃均可下發(fā)保存至驅(qū)動(dòng)模塊；當(dāng)上位機(jī)系統(tǒng)故障或模塊離線時(shí)，驅(qū)動(dòng)模塊可以利用自帶的RTC時(shí)鐘維持定時(shí)控制計(jì)劃的正常執(zhí)行，不影響日常的照明控制效果。

11）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是分布式總線結(jié)構(gòu)；系統(tǒng)內(nèi)各元件不依賴于其他元件而能夠獨(dú)立工作；系統(tǒng)內(nèi)各元件可以通過程序的設(shè)定實(shí)現(xiàn)功能的多樣性。

12）預(yù)留BA或三方集成平臺(tái)接口，采用modbus、opc等方式。

4.5設(shè)備選型

5、結(jié)束語

城市軌道交通作為大運(yùn)量公共交通運(yùn)輸系統(tǒng)，從早期的只能滿足廣大乘客的交通需求至今拓展到乘客的出行、生活、購(gòu)物、等各個(gè)方面。城市軌道交通的人員服務(wù)水平已逐步提高。所以，為提升乘客對(duì)軌道交通人性化和舒適化的感受，直接接觸的軌道交通設(shè)施處于一個(gè)很重要的地位。