集成消防應急的工房智能照明系統設計

劉仁瑞，林啟寬，俞 鍵

（廈門煙草工業有限責任公司，福建廈門 361000）

0 引言

在工業廠房場所中，照明部分可分為普通日常生產活動照明及消防應急照明，而且這兩種照明相互獨立。目前，消防應急照明燈用于消防應急照明，是消防應急中最為普遍的一種照明工具，在實際生活中應用范圍廣泛。主要安裝在消防通道、安全出口等位置，具有成熟的產品供消費者選擇。但目前市場上的消防應急照明燈存在照明功率偏小，普遍在3～5 W。近年來，隨著計算機及其網絡的發展，智能照明控制系統由于具有系統操控性能的先進性、安全穩定可靠性，智能照明得到廣泛推廣應用。

1 系統方案設計

系統設計的目的是提供一種帶消防應急照明的智能照明系統裝置：在日常工作中，它作為普通的區域照明使用，具有照明亮度強的特點；在應急時可用做應急照明使用，斷電后能提供高亮度的照明。可以通過以下技術手段實現。

（1）這種帶消防應急照明的智能照明系統裝置，包括計算機、網絡模塊、接口轉換模塊、以太網、BUS 總線及照明電控箱，照明電控箱裝有空氣開關、智能燈控輸入模塊、UPS 電源、信號轉換器、智能繼電器（圖1）。計算機通過Internet 網可裝在廠房車間入口區域、車間管理室等位置，通過軟件編程實現區域內等控制。智能燈控輸入模塊通過BUS 總線通信就近安裝在照明區域附件的墻壁上或照明配電箱門上，通過編程實現特定區域的照明控制。BUS 是計算機各種功能部件之間傳送信息的公共通信干線，UPS 電源即不間斷電源。

（2）接口轉換模塊可裝在照明配電箱內或機房交換機柜內，實現總線信號與Internet 信號互相轉換。網絡模塊根據負責控制的照明區域大小、BUS 總線節點多少適當地把總線分成不同的網段，安裝在照明配電箱中。

（3）UPS 電源安裝在照明配電箱內，給應急照明回路及智能繼電器提供工作電源。功率大小根據照明區域、環境適當選型。

（4）智能繼電器安裝在照明配電箱內，接收總線的輸入模塊或計算機控制信號，實現照明控制回路的通斷；消防應急時由信號轉換器控制；且可由繼電器上的輔助觸點實現手動控制。智能繼電器可根據照明回路選型及組合，根據應急情況下的環境要求靈活分配線路給應急照明回路使用。圖1 中H4 照明回路為應急照明回路。

（5）信號轉換器檢測UPS 的進端電源，當照明供電被切斷后，信號轉換器進入工作狀態，給總線傳輸信號，控制智能繼電器工作。當照明供電被切斷后，智能繼電器由UPS 電源供電，接收到信號轉換器傳送過來總線信號，H4 燈持續點亮，直至UPS電源耗盡。

2 實際案例分析

案例所述是廈門煙草工業有限責任公司一區卷包車間的帶消防應急照明的智能照明裝置，它包括2 臺計算機、1 個網絡模塊、1 個接口轉換模塊、以太網、C-BUS 總線及31 個照明電控箱（圖2）。照明電控箱裝有空氣開關、智能燈控輸入模塊、UPS 電源、信號轉換器、智能繼電器。照明控制車間生產所有區域：主車間、封箱區、濾棒收發室、濾棒成型、格柵、1F-2F 辦公室、儲絲房、膠水間、拆壞煙間。系統將主車間、格柵、辦公室區域劃分為一個網絡（N1），儲絲房及其他輔房區域劃分為另一個網絡（N2）。

其中，PC1 計算機裝在車間入口，通過編程組態實現全區域的照明管理控制，并通過OPC Server 對外提供數據接口；PC2計算機OPC Client 通過以太網實現對PC1 通信，實現車間生產網的人機交互系統對照明控制的集成。

參照圖1，以N101 照明電控箱為例，帶消防應急照明的智能照明裝置的功能實現有以下兩個步驟。

圖2 帶消防應急照明的智能照明裝置

（1）在正常供電模式下，通過編程，PC1、PC2 或N101 電控箱上的輸入設備觸摸屏實現對照明回路的開關，日常生產中，應急照明充當普通照明燈具使用。當火災消防控制時，即電控箱沒有電源輸入。UPS 電源給帶有應急照明的智能繼電器、應急照明回路繼續供電；且信號轉換器進入工作狀態，讓智能繼電器全部閉合，此時，只有應急回路點亮，實現應急照明功能。

（2）N101 電控箱中UPS 電源功率為2.4 kW，應急照明回路并聯8 盞48 W 的LED 燈具，可實現約6 h 的高亮度應急照明。消防照明檢查時，斷開UPS 上端空開即可。應急回路照明燈具均勻地布局在車間生產的人員出入通道、逃生通道上方。整個生產主車間面積9600 m2，配置56 盞48 W 應急照明燈具。

3 方案效果

（1）該設計方案集成了消防應急照明的照明系統，除具有普通照明功能外，還具有智能管理控制功能及消防應急照明功能，且其中消防應急照明具有大功率的特性，能為應急逃生時提供更高亮度的照明。

（2）系統具有很好的遠程管控功能，案例所述是應用于廈門煙草工業有限責任公司一區卷包車間，照明區域面積超30 000 m2。如果采用傳統的本地開關控制，日常的照明開啟關閉巡視一圈需花費近1 h。現在通過網絡，在辦公室計算機上可實現全區域的照明管控，使照明管理更加便利，相應降低了工作強度。

（3）智能化的編程，實現照明管理與生產結合。實現局部區域的精細化照明控制，照明控制可以具體到對應機臺設備的照明回路，達到節約照明用電。

（4）一鍵式實現多種照明控制模式、多種工作場景切換，實現管理智能化。根據生產和實際使用需求，可以一鍵打開或關閉不同區域照明，可以一鍵控制不同生產模式（如早班上班、夜班收尾、月底停產）的照明需求。智能管理控制功能可以為工房提供多種照明方案，并且照明方案可以根據用戶需求進行自定義，具有較高的靈活性。