浅谈智能照明系统在地下水厂的应用

安科瑞电气股份有限公司

2024/2/23 9:24:14>> 进入商铺

导读：

1 智能照明系统的结构

为对照明做到智能的监控与管理，智能照明系统将管理的软件与硬件融入其中并结合互联网络通信。系统的主要构成有三部分，分别为站控、通信管理以及间隔,系统中的数据来源为通信系统的归集而后将数据传输至控制主站，以此来完成对照明系统的远程控制，可以对其进行远程调节。通过通信系统，能够准确掌握照明的状态是否处于正常，除了监测之外还可完成各项数据的收集归整与查看。

该系统的主要远程控制方式具体可见图1。主要将该智能照明系统运用于地下水厂，可对其照明设备做出下列操控：

1）可以运用键盘操作照明开关，在控制室进行对照明系统给出开或关的命令，之后运用 RS485 通讯线将命令传输至每个照明控制端，而后各控制端能够利用继电器来实现照明设备的开关控制，最后还能将设备处于开或关的情况传输回控制室；

2）每个照明的控制端主要通过对继电器上经过的电流来断定是否照明设备存在异常，出现问题。倘若看到有电流且继电器也处于关闭状态时，则照明设备存在异常，设备异常的讯息可以 RS485 通讯线传输至总控制室。

3）当通过键盘对键入开或关的命令时，总控制室的屏幕上会同时出现键入的相关命令，并且也会出现命令传输后照明设备是否有被控制。

4）在总控制室中设置的相关指示灯与照明设备相对应，能够同步及时观察到照明设备的具体状态，若指示灯为熄灭则表明设备为关闭的，若为亮起则表明设备为开启的，而当其出现不同跳闪的情况时，则意味着设备出现异常。

2 智能照明系统方案

2.1 项目概况

某一总面积为 4 万 m2 的地下水厂为此次智能照明系统的项目工程，其主要是一体化箱体区域，一共可分为 8 个区域，由各工艺过程中池所组成，总体与局部分别为 2 层和 3 层。

2.2 设计方案

1）以单控开关的形式设计出入口照明开关。该地下水厂占地面积较大，与出口相距最远的距离会＞200m。因此若仅以单控开关开控制照明系统，会给施工人员造成诸多困难，且若需要对水厂进行例行检查时，当穿越 A 区，到达 B 区之后，要关闭 A 区开关则需重新到达 A 区起点处，多行走 200m 的路程。

2）以双控形式设计出入口照明开关。若要设计双控开关，由于地下水厂面积较大，照明设备较多，需要较多的线路连接，增加作业难度，且会因此增加总体施工成本。且地下水厂有较多的出入口，各区域之间位置错乱，双控开关的设置依旧不能提升整体工程效益。

3）照明节能。地下水厂占地面积较大，含有较多的照明设备，当进行例行检查或作业时，需要开启较多数量的照明设备，却并非所有区域均需照明，所以会出现严重的能源浪费现象。

2.3 设计原则

1）操控的安全保障。在智能照明控制系统中的开关主要为传输指令。且传输信号为 24V，在安全电压范围内。且操作人员只需对继电器进行遥控，不会直接与电源进行危险接触 [1]。

2）便于管理。设定与控制 T/U 地址以此来实现其与照明开关的一一对应，而后进行对应范围内照明设备的控制。依据不同的实际需求对开关做出调整，以达到可进行异地和集中控制等操作的标准。针对不同区域的开关进行相应标记，实时监测对应范围照明设备情况。

3）节约能源。依据实际需求，对某些回路做处理，实现照明区域的变动。依据照明的不同要求设定不同的照明模式。

要启用该模式只需对规定的模式开关进行操作就可。任一照明区域的照明情况度能够在总控制室进行监测并控制。

4）减少工程费用。智能照明控制系统采用总线式，任一回路与配电箱直接相连，只需就近选择一个照明设备将设备中的两根信号线连接，就能够完成对所有照明设备的管控。并且当照明区域发生变化也不需要对线路进行更改，直接更改设定即可。

3 照明系统的具体应用

3.1 控制单元

1）传送单元。当照明回路的数量低于 256 时可以只设置一个传送单元，且其可以放入任一配电箱。

2）电磁遥控开关。此地下水厂工程运用 20A 的电磁遥控开关，而开关在使用时还需配和电磁遥控开关控制 T/U 及控制系统用变压器共同运用。在开关上设有自锁功能，能够进行手动控制，当需要时开启不需要使用时即会自动锁定，节约了能源的同时还延长了电磁遥控的使用时间，此外自动锁能够保证当有照明设备异常时依旧保持照明。

3）电磁遥控开关控制 T/U。其主要搭配 20A 电磁遥控开关一起操作，一个20A 电磁遥控开关控制 T/U 搭配四个相同功率电磁遥控开关。

3.2 电气系统图

配电箱系统的检查修理区域设置如图2。根据图 1 中可分析得知，一个电磁遥控开关对应配置四个回路，并且配电箱中均安装有一个控制系统用变压器。配电箱与控制设备之间仅通过一根线路即可连接，能够对信号指令进行接受发送。

这样的智能照明系统很大程度上减轻了在占地面积如此大的地下水厂进行照明控制时的工作量。

3.2 电气系统图

配电箱系统的检查修理区域设置如图2。根据图1中可分析得知，一个电磁遥控开关对应配置四个回路，并且配电箱中均安装有一个控制系统用变压器。配电箱与控制设备之间仅通过一根线路即可连接，能够对信号指令进行接受发送。

这样的智能照明系统很大程度上减轻了在占地面积如此大的地下水厂进行照明控制时的工作量。

图 2 生物处理池区检修工作区域的照明配电箱系统

方案中设计的智能照明可以借助于遥控器，施工人员只需轻轻按下整个遥控按钮，就可以自动开启厂内照明系统。

4 智能照明系统应用中的注意事项

1）地下水厂的主厂房整体照明系统均在一个电源系统中控制，并且系统中回路均只负载照明，因此信息发送接收不易被干扰，一般不会出现信息传送异常情况。相较而言辅助厂房中的电源系统回路就会受到电动机操作而受到影响，因为其连接于就地 MCC，信号传送中断的问题时常出现，导致控制受阻。

2）由于单元控制与系统控制模块以及接触器等部件都被安装于照明箱中，一定程度上增加了检修的工作量。

3）若没有对照明配线与照明控制方式做出适当的调节，则对照明系统的节能功能形成一定的阻碍。当有区域已经使用PLC 照明控制系统时，只可以在控制中心运用设备树选择区域，因此不能达到较好的直观视图。

5.智能照明系统--AcrelEMS-SW智慧水务能效管理平台

安科瑞电气具备从终端感知、边缘计算到能效管理平台的产品生态体系，AcrelEMS-SW智慧水务能效管理平台通过在污水厂源、网、荷、储、充的各个关键节点安装保护、监测、分析、治理装置，用于监测污水厂能耗总量和能耗强度，重点监测主要用能设备能效，保护污水厂运行安全可靠，提高污水厂能效，为污水处理的能效管理提供科学、精细的解决方案。

5.1 平台组成

AcrelEMS智慧水务综合能效管理系统由变电站综合自动化系统、电力监控及能效管理系统组成，涵盖了水务中压变配电系统、电气安全、应急电源、能源管理、照明控制、设备运维等，贯穿水务能源流的始终，帮助运维管理人员通过一套平台、一个APP实时了解水务配电系统运行状况，并且根据权限可以适用于水务后勤部门管理需要。

5.2 平台拓扑图

6.平台子系统

6.1变电站综合自动化系统及电力监控

对水务配电系统中35kV、10kV电压等级配置继电保护和弧光保护，实现遥测、遥信、遥控、遥调等功能，对异常情况及时预警。

监测变压器、水泵、鼓风机的电流、电压、有功/无功功率、功率因数、负荷率、温度、三相平衡、异常报警等数据。

6.2电能质量监测与治理

水务中大量的大功率电机、水泵变频启动导致配电系统中存在大量谐波，通过监测其配电系统的谐波畸变、电压波动、闪变和容忍度指标分析其电能质量，并配置对应的电能质量治理措施提高供电电能质量。

6.3电动机管理

马达监控实现水务中电机的保护、遥测、遥信、遥控功能，电动机保护器能对过载、短路、缺相、漏电等异常情况进行保护、监测和报警。高效、准确地反映出故障状态、故障时间、故障地点、及相关信息，对电机进行健康诊断和预防性维护。同时支持与PLC、软启、变频器等配合，实现电动机自动或远程控制，监视、控制各个工艺设备,保障正常生产。

6.4能耗管理

为水务搭建计量体系，显示水务的能源流向和能源损耗，通过能源流向图帮助水务分析能源消耗去向，找出能源消耗异常区域。

将所有有关能源的参数集中在一个看板中，从多个维度对比分析，实现各个工艺环节的能耗对比，帮助领导掌控整个工厂的能源消耗，能源成本，标煤排放等的情况。

能耗数据统计采集水务中污水厂、自来水厂、水泵站等的用电、用水、燃气、冷热量消耗量，同环比对比分析，能耗总量和能耗强度计算，标煤计算和CO2排放统计趋势。

能效分析按三级计量架构，分别进行能效分析，契合能源管理体系要求，可对各车间/职能部门的能效水平进行分析，同比、环比、对标等。通过污水处理产量以及系统采集的能耗数据，在污水单耗中生成污水单耗趋势图，并进行同比和环比分析，同时将污水的单耗与行业/国家/国际的先进指标对标，以便企业能够根据产品单耗情况来调整生产工艺，从而降低能耗。