智能照明控制系統的電氣設計方法研究

摘要：目前，智能照明控制系統已經成為現代智能建筑不可或缺的一部分。新的智能照明控制系統必將為照明控制系統帶來全新的技術上的質變，具備很大的市場應用前景和開發升級潛力。本文主要分析了傳統照明控制系統的缺陷，介紹了現代智能照明控制系統及其特點，并在此基礎上，提出了智能照明控制系統的電氣設計方法建議。

關鍵詞：智能照明控制；系統特點；電氣設計；方法

隨著人們生活水平的不斷提高，人們對于室內照明系統的節能、舒適度的追求也越來越強烈，傳統的照明系統很難再滿足人們的需求。新型的室內照明控制系統安裝設計簡單且美觀，并且可以能根據室內場景的變化，自動地設置相應的照明模式。比如，當室內人員數量不斷增加，或者室內光線變暗之時，系統自動地增強室內照明亮度；當人員集中于室內的某一位置時，系統自動地增強相應位置照明的亮度，并同時減弱那些遠離該目標位置的照明燈的亮度；當人們在看電視時，系統自動關閉掉相應的照明燈具或是減弱相應的照明燈的亮度等。因此，智能照明控制系統將是未來照明的發展方向。

1、傳統照明控制系統及其缺陷

傳統的室內照明控制系統狀況很簡單，它在線路系統上多采用單控電路或者雙控電路的控制方式。在單控電路系統中，控制開關會直接地接在負載回路之中，其只能實現簡單的開或關的功能；雙控電路控制系統是單控系統的升級，它應用兩個單刀雙置的開關來實現對系統的雙控。

傳統照明控制系統因其多采用手動開關的方式，必須逐個漸次地開或關，并且系統的控制方式單一，只有開和關兩種控制狀態輪換存在，所以管理方式較落后。除了上述缺點外，由于傳統照明控制系統是采用直接打開或者是直接關關的單一方式，它不能實現控制電網的沖擊電壓或者電網的浪涌電壓，因此，傳統照明控制系統難免使燈絲受到熱沖擊，大大縮短了燈具的有效使用壽命[1]。

此外，由于系統受到線路鋪設和控制方式等的限制，傳統室內照明控制系統還主要存在布線復雜難操作，工程的施工難度極大，照明效果舒適性不好，以及能源浪費嚴重等缺陷。所以，隨著現代先進科技的不斷發展與應用，很有必要也有可能設計出一更新室內照明控制系統，以克服現存的傳統照明控制的技術缺陷。

2、智能照明控制系統及其特點

隨著計算機技術等先進技術的發展，智能照明控制系統應運而生。智能照明控制系統本質就是室內照明系統能夠自動根據室內場景的變化而自動切換到相應的照明模式，以滿足人們對室內照明的舒適度和節能環保的雙重目標。例如，當人員全部撤離房間時，系統會自動關閉室內所有的照明燈，而當有人進入房間時，可以再次啟用相應的照明的模式，這樣就成功地避免由于無人在房間而忘記閉燈所造成的“長明燈”資源浪費現象。

現代智能照明控制系統有如下特點：

（1）控制靈活，管理方便。現代智能照明控制系統可以獨立運行，以弱電控制強電，將弱電的控制與強電的供電集中于一體，可控制任意回路連續調光或開關，或對一座建筑物或一個區域的照明回路進行整體控制，控制信息圖形化，顯示直觀。

（2）技術先進。現代智能照明控制系統可預設置不同場景并相互切換。如，移動傳感器對人體紅外線檢測，實現人來燈亮、人走燈暗；光亮照度傳感器根據室外光線的強弱調整室內照明光線，手持紅外遙控器可對燈光進行控制，能根據日照、時間等環境因素自動調節，保證需要的同時節能環保。

（3）智能化程度高。現代智能照明控制系統集計算機、通信、自動控制、微電子、數據庫等技術于一體，通過計算機網絡技術的支持，具有信息采集、傳輸、邏輯分析、智能分析推理及反饋控制等功能。此外，還可以與樓宇控制、消防等聯網。

3、智能照明控制系統電氣設計建議

智能照明系統是利用現代的計算機技術、網絡通訊技術、自動控制技術、微電子技術等科學技術，實現可根據環境變化、客觀要求、用戶預定需求等條件而自動采集系統中的各種信息，并可對所采集的信息進行相應的邏輯分析、推理、判斷，對結果按特定的形式進行存儲、顯示、傳輸以及反饋控制等處理以迖到最佳的控制效果的一種智能照明控制系統[2]。智能照明控制系統電氣設計時應注重以下幾個方面：

3.1 明確控制目的

智能照明控制系統的控制原理是利用電磁調壓及電子感應技術，對供電進行實時監控與跟蹤，并通過網絡通信實現對照明設備的智能化控制。智能化照明控制的目的主要有兩個：一是提高照明系統的控制和管理水平，創造安全、舒適、環保的工作環境；二是節約能源，減少運營成本。為此，系統應能自動調節電路電壓和電流幅度，改善照明電路中不平衡負荷所帶來的額外功耗；應以提高功率因數為主，降低燈具和線路的工作溫度；應可根據環境變化、用戶預定需求等條件自動采集照明系統中的各種信息，并對所采集的信息進行相應的邏輯分析、推理、判斷，對分析結果按要求的形式存儲、顯示、傳輸，進行相應的工作狀態信息反饋控制。

3.2 明確系統要求

智能照明控制系統與傳統的一般照明控制系統相比較而言，具有系統化、網絡化、智能化、信息化等諸多特點。除此之外，智能化照明系統還必須能夠滿足以下要求：（1）具備專用的控制系統。專用控制系統是專門應用于照明的、網絡式的控制系統，它應該是自成系統，并能夠以弱電控制強電，還能直接應用照明系統供電與斷電控制。（2）能實現多場景控制。系統以環境的調光為主要的特征，要求系統可對照明實現智能化控制。同時，系統要具備針對多場景進行預置照明的控制功能。（3）具備與其他系統的對接與集成功能。智能照明控制系統應具有與其它的系統如樓宇綜合管理系統、消防系統等的開放性質的集成功能。（4）能夠實現場景的儲存及記憶。系統要求具備有斷電時儲存記憶的功能，以實現更好的控制。此外，系統要具有靈活的結構、合理的設計以及簡單易安裝，更改、擴展方便等特點。

3.3 明確系統組成

隨著日新月異技術的不斷更新換代，智能照明控制系統核心技術越來越多樣化和復雜化，但是對其設計時，其系統基本組成仍然要明確，具體如下：（1）要有控制調光模塊。控制調光模塊是智能照明控制系統的基本控制功能，其可以對預設的場景有進行記憶的功能，可以抑制電磁的干擾等，設計時必須具備。（2）要有智能化開關控制器。智能化開關控制器是系統用繼電器實現開關輸出的控制模塊，可實現針對不可調光照明燈具的開關控制功能，設計時也必須具備。（3）要有控制面板。利用控制面板，用戶可以直觀地操作對燈光場景進行的控制部件，可以說，控制面板是用戶可以實現智能控制最直接的部件，因此必須具備。（4）要有PC機。PC機用來實現對整個照明控制系統的集中可視化管理，也必須具備。（5）要有選擇性的設計其它擴展部件。如，利用網橋可以實現對控制系統的主干網與其子網或與者是與其它計算機系統的聯網互動功能；利用傳感器對照明區域內進行各種情況的監測，并利用它來反饋照明的信息，以實現照明的自動控制。這些部件在設計時可根據具體情況進行選擇。

綜上所述，照明設備采用智能化控制后，擴展了多種控制方法，具備燈光亮度調節、定時控制、場景設置、燈光軟啟動等功能。隨著智能照明系統技術的日益發展和逐漸完善，其高效節能、管理方便、人性化等特點，將會給建筑物的通電運行帶來很大的便利。可以說，在新時代背景下，智能照明已成為必然趨勢，未來我們要對其設計做更加完善的研究與實踐。

參考文獻：

[1]侯加全.智能照明控制系統發展趨勢的探討[J].智能建筑與城市信息，2013（12）：77-80.

[2]梁人杰.智能照明控制技術發展現狀與未來展望[J].照明工程學化，2014（25）：15-31.

作者簡介：

張智虎，男，漢族，1980年11月生，北京人，2004年畢業于華北工學院，本科，高工，主要從事電氣設計及建筑電氣等方面工作與研究。