淺談智能照明系統(tǒng)在生物制藥車間的應(yīng)用與選型

未曉妃

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

0.引言

   智能照明控制系統(tǒng)是*近幾年才從國外傳人我國的，有松下、菲利浦、奇勝等。它從集中控制著手,采用單片機作為控制單元，用2根24V的信號線實現(xiàn)照明控制。由于它具有許多普通照明控制所不具備的優(yōu)點，已被越來越多地應(yīng)用在廣場、碼頭、禮堂、廠房等大型場所。并以其*的性能逐漸被人們所認識和接受。筆者主要講述了松下四通智能二線制照明系統(tǒng)的基本理論和結(jié)構(gòu)，并介紹了該系統(tǒng)在生物制藥生產(chǎn)車間的實際應(yīng)用。

1.系統(tǒng)的組成

   該系統(tǒng)的組成見圖1。它的核心為中*處理器,即CPU,由它控制若干個照明控制模塊，不同規(guī)格的系統(tǒng)可帶控制模塊的數(shù)量也不同，我們選擇的是16位的系統(tǒng)，即CPU可帶16個控制模塊。由模塊控制繼電器來決定某個回路燈具的點亮與熄滅。照明開關(guān)為智能型地址碼開關(guān)。

   該系統(tǒng)是采用標準的總線控制技術(shù)，總線標準為EIB即歐洲安裝總線標準，控制方式為Peer-Peer的方式即對等控制方式，不同于傳統(tǒng)的Master- Slave即主-從控制方式，總線是4芯屏蔽雙絞線，其中2芯為總線使用，另外2芯備用。所有元件均采用24VDC工作電源，24VDC供電與電信號復(fù)用總線。

   該系統(tǒng)是模塊化、全分散、對等的系統(tǒng)。驅(qū)動器為標準模數(shù)化的元件，采用標準DIN導(dǎo)軌的安裝方式與CPU和控制模塊集中安裝在一個控制箱內(nèi)，地址碼開關(guān)安裝在房間門口或走廊的合適部位。

2.系統(tǒng)的工作原理

    設(shè)計人員可以根據(jù)不同的工藝需要,將照明系統(tǒng)分為若干個回路，并對每個回路進行編碼，安裝時用手操器將編碼寫人相應(yīng)的地址碼開關(guān)。當操作人員按動該地址碼開關(guān)后譯碼器得到指令譯碼后傳給CPUCPU經(jīng)過判斷給控制模塊發(fā)出指令來控制相應(yīng)回路照明器具的點亮與熄滅。對于同一個地址碼開關(guān),寫人不同的編碼，就能控制不同的回路。另外,該系統(tǒng)還可實現(xiàn)每一回路的定時關(guān)燈功能，其操作非常簡單，由手操器將所要控制的時間寫人到該回路的地址碼開關(guān)。該回路的控制模式即為定時模式。定時模式如果使用得當，將會節(jié)省大量的能源。

3.智能照明控制系統(tǒng)在生物制藥廠房的應(yīng)用

   生物制藥車間不同于一般的普通場所，它受生物制藥工藝所制約，具有潔凈度高、房間多、房間的照度不同等特點，因此，對照明控制系統(tǒng)的要求也高。過去所采用的普通照明控制系統(tǒng)線路復(fù)雜、能源消耗大，已不適合現(xiàn)代化生物制藥車間的要求。而采用智能照明控制系統(tǒng)則克服了上述的缺陷，具有以下優(yōu)點:

3.1 節(jié)約能源

   本系統(tǒng)在使用中可根據(jù)不同的工藝要求，實現(xiàn)多場合不同時間的智能照明控制，充分利用照明燈具的組態(tài)來達到節(jié)能的目的。在部分場合由于對照明燈具的點亮有具體的要求，而一般開關(guān)由于本身控制的回路容量有限，無形中就造成了不必要的材料消耗。另一方面，由于其他原因忘記關(guān)燈而又沒右覺察到，這同樣會造成能源的浪費。

   以一個面積為6000㎡的疫苗生產(chǎn)車間為例， GMP要求的人流通道為:一更→普通空調(diào)走廊→二更→10萬級走腐→三更→萬級走底→萬級操作間。如果按照普通照明控制系統(tǒng)進行設(shè)計，那么工作人員要進入萬級操作間進行工作，開燈的順序如下:在更打開空調(diào)走腐的照明，在二更打開10萬級走廊的照明，在三更打開萬級操作間的照明。這樣，當操作者在操作間進行操作時，身后走過的路線上的燈是打開的。以10萬級走廊為例，簡單計算一下用電量:10萬級走廊共有70套燈具共5600W每天按點亮4h計算，共耗電23kW/h1年按240d計將耗電5750kW/h。而采用本系統(tǒng)后，對走廊的燈具進行分組，可根據(jù)不同的需要，決定點亮燈具的數(shù)*，而且點亮的時間可根據(jù)需要任意設(shè)定。這樣，走廊內(nèi)的照明燈具*多點亮1/3，而且每天點亮的時間*長不超過1h每天*多耗電19kW/h1年的耗電量不過460kW/h，照此計算，10萬級走廊可節(jié)能0.92。同時，由于燈具點亮時間短，從而大大降低了燈具的損耗，也就降低了成本。

   本系統(tǒng)可以根據(jù)工作需要對具體的照明需求進行設(shè)定。例如，在一更二更三更的出口可安置紅外線感應(yīng)開關(guān)，只要有人走動，需要點亮的燈點亮，沒有人走動時，延時(1min~2h自行設(shè)定)關(guān)燈;恒溫室為全封閉的房間，如果忘記關(guān)燈，很難被發(fā)現(xiàn)，會白白浪費能源，可在恒溫室門口設(shè)延時開關(guān)，操作人員進入恒溫室時，打開開關(guān)，離開時可以閉燈，如果忘記，自動延時(1min~2h自行設(shè)定)關(guān)燈。同樣節(jié)省大量能源。

3.2 使用方便、安全、舒適

   本系統(tǒng)在開關(guān)上有照明指示,本室內(nèi)的照明情況在總控制室可一目了然地顯示出來，并可對其進行自由編組控制，便于進行管理。同時，由于所有的開關(guān)均為24V安全電壓控制，使用安全、可靠。本系統(tǒng)的所有開關(guān)均為嵌人壁板安裝，棄用突出的按鈕開關(guān),非常適合在潔凈廠房內(nèi)使用。

4 安科瑞智能照明控制系統(tǒng)

4.1系統(tǒng)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(shè)計，可以任意拼接擴展，同時預(yù)留I/O口以及Modbus接口，還可以滿足與AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)管理云平臺進行數(shù)據(jù)交換。

4.2應(yīng)用場所

   適合于各類智能小區(qū)、醫(yī)院、學(xué)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。

4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

4.4系統(tǒng)功能

（1）實時檢測并顯示各個模塊的在線狀態(tài)，反饋現(xiàn)場受控回路的開關(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)控制命令不一致時會發(fā)生故障報警，并將故障報警信息記錄并顯示在界面中。

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

（4）開關(guān)驅(qū)動器支持過零觸發(fā)功能，負載（燈具）的分合操作僅在交流電過零時進行；可有*減少電磁干擾以及對電網(wǎng)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(yù)設(shè)掉電狀態(tài)，當照明電源掉電時，開關(guān)驅(qū)動器會自動切換到預(yù)設(shè)的掉電狀態(tài)；確保重新上電時燈具的開關(guān)狀態(tài)是確定與可控的。

（6）拖動調(diào)光控件，照明設(shè)備從0到100進行調(diào)光，可以對單個照明回路實現(xiàn)調(diào)光控制，調(diào)光總控可以對一個模塊的照明回路實現(xiàn)調(diào)光控制，也可以對多個照明回路實現(xiàn)調(diào)光控制，通過圖標的亮滅狀態(tài)反饋現(xiàn)場開關(guān)的狀態(tài)。

（7）點擊場景控件，打開或者關(guān)閉對應(yīng)場景設(shè)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(yīng)的場景狀態(tài)是打開還是關(guān)閉。

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

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

（10）所有定時控制計劃均可下發(fā)保存至驅(qū)動模塊；當上位機系統(tǒng)故障或模塊離線時，驅(qū)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(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立工作；系統(tǒng)內(nèi)各元件可以通過程序的設(shè)定實現(xiàn)功能的多樣性。

（12）預(yù)留BA或第三方集成平臺接口，采用modbus、opc等方式。

4.5設(shè)備選型

參考文獻：

[1]趙冬.智能照明控制系統(tǒng)在生物制藥生產(chǎn)車間的應(yīng)用[J].中國衛(wèi)生工程學(xué),2004(03):41-42.

[2]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊2022.05版