某自備電廠智能照明控制系統的應用

田創新

（中石油玉門油田公司水電廠，甘肅 酒泉 735000）

1 概況

該電廠照明控制系統大部分是以照明配電箱通過手動開關來控制照明燈具的通斷，部分配電室通過回路中串入接觸器，靠門邊裝設行程開關實現通斷。以上控制方法在廠內大量使用，沒有場景功能，無法自動控制，無調光，通斷主要靠運行人員巡檢時人為控制，不能保證部分區域照明燈具按時開關，存在長明燈現象。近年來，該電廠對廠區內的大功率照明進行了改造，目前光源類型主要以LED及氣體放電燈為主，燈具方面的節能已經做到目前較好的狀態，面臨的是人為控制所造成的能源浪費，全廠1000多盞燈，如果不按時按需開關，常年累月，造成的浪費更嚴重。

隨著微電子技術與數字化技術的發展，智能化專業照明控制系統的引用，在節約能源、延長燈具壽命、提高照明質量方面效果突出。根據國內使用智能照明控制的經驗，使照明管理與設備維修簡單化，降低維護費用，還對環境改善、提高工作效率都有著顯著的效果。對解決該電廠照明系統人為控制造成的浪費現象也能起到非常顯著的作用。

2 智能照明系統控制功能

智能系統設有中央監控裝置，對整個系統實施中央監控，以便隨時調節照明的現場效果，例如系統設置開燈方案模式，并在計算機屏幕上仿真照明燈具的布置情況，顯示各燈組的開燈模式和開/關狀態，還具有燈具異常啟動和自動保護的功能，能實現紅外監控、照度監控啟動和關閉功能，具有燈具啟動時間，累計記錄和燈具使用壽命的統計功能。在供電故障情況下，具有雙路受電柜自動切換并啟動應急照明燈組的功能；系統設有自動/手動轉換開關，以便必要時對各燈組的開、關進行手動操作；具有場景預設、亮度調節、定時、時序控制及軟啟動、軟關斷的功能。

智能照明控制系統能夠通過合理的管理，根據不同日期、不同時間、不同的照度，按照各個功能區域的運行情況預先進行光照度的設置，不需要照明的時候，保證將燈關掉。智能照明控制系統能用最經濟的能耗提供最舒適的照明，從而大大降低了電廠照明的能耗。

3 智能照明系統的結構和組成

一般智能照明控制系統都為數字式照明管理系統，它由系統單元，輸入單元和輸出單元三部分組成。除電源設備外，每一單元設置唯一的單元地址，并用軟件設定其功能。通過輸出單元來控制各負載回路。

智能照明系統一般采用集中控制和管理、分散執行的方式，亦即配置中央監控中心和智能控制照明柜，前者有控制計算機、主通信控制器等設備，用于對整個系統進行控制和管理工作，通過網絡將控制命令與各智能控制柜的可編程控制器進行通信聯絡，同時接收來自智能控制柜內可編程控制器的有關自動及手動工作狀態、燈具開/關狀態等，并在異常情況下采取處理措施。中央監控系統能實現以下功能：表格化及圖形界面，操作方便快捷；顯示各回路的位置及其運行狀態（開或關），通過顏色變化顯示；圖形界面可直接點擊CAD平面圖中的燈位提示來操作的開關；可根據天文時鐘安排365天回路控制日程表。

該電廠照明區域劃分可以按照電氣控制樓、汽機廠房、鍋爐區域、煤場、化學廠房、機關樓、廠外單位等功能區域進行劃分，分別設置中央監控系統，對本區域的照明情況進行實時監控和管理。

4 智能照明控制系統在鍋爐區域的應用

以2#爐區域設計為例 整個場地共有90套75W的金鹵燈，20套70W的LED燈具，由分散在爐體下部的6個配電柜進行控制。智能改造之后，整個控制系統采用集中控制和管理，分散執行的方式，即中央監控中心（上層）和智能照明控制柜（下層）。監控中心可進行整個場地照明控制和管理，循環與各臺智能照明控制柜中的可編程照明控制器進行通訊聯絡。一方面，將有關控制命令通過總線傳輸，發至各區域照明控制柜內的可編程控制器，讓其接收相關的控制命令；另一方面，接收來自各區域照明控制柜內的可編程控制器向上轉發的有關自動或手動狀態，開燈或關燈狀況等信號，（在要求高的情況下，還可巡檢每只燈的狀態及故障情況，對燈具工作時間進行統計，查閱每只燈的累計運行時間，在進行爐子大修時進行普查，及時將到達使用壽命的燈具換掉，）通過分類處理，在計算機屏幕上顯示參數，對異常情況采取提示處理。它可與其他BA系統通過接口集成。智能照明控制柜則是具體執行監控中心計算機發出的各項控制命令，控制場地照明燈光以不同模式開燈，滿足不同的要求，并巡回采集照明回路的開關狀態參數等信號。對于場地燈光，除了在監控中心的計算機上控制外，還可在現場的控制柜上進行手動按鈕分組操作、控制。

鍋爐區域的燈光照明系統通過智能控制系統設定的模式運行，可減少不必要的耗電開支，同時可降低運行維護費用；通過自動調節場地燈光打開的先后順序，可有意識的避免燈光同時點亮造成的啟動電流過大，并可限制金鹵燈再啟動的間隔時間，大大增加燈具的壽命；這些都可為用戶節約開支，盡快收回成本創造了條件。

鍋爐本身線路繁多，功能復雜，通過采用燈光智能控制系統可簡化線路，節省導線和電纜的消耗量，從而降低投資，縮短工期，并減少維修管理費用，給施工帶來了極大的方便。因此在設計中采用智能控制系統，其優點綜述如下：

（1）運用先進的電力電子技術，進行集中監控與遙控任務，且優化能源的利用，節約能源并降低運行費用。

（2）根據用戶要求和照明區域擴大，只需要修改軟件設置，毋須對已有線路進行改造，即可調整照明布局和擴充功能。這將降低擴建費用和改造工期。

（3）斷電狀態結束恢復供電，系統將按預設定狀態恢復正常工作，實現無人值班，提高管理水平。

（4）照明最佳運行方式的設定，使燈具使用壽命延長，從而減少維修工作量和設備費用。

（5）控制回路與負載回路分開，控制回路采用低電壓，使得人身安全得到確保。

控制方式可采用中央控制（在控制室對所有照明回路進行監控，通過電腦操作界面控制燈的開關）；定時控制（設置白天、夜晚等模式）；隔燈控制：利用隔燈的方式區分照明回路，實現1/3、2/3、3/3照度控制；照度感應控制（根據室外日光照度來控制）；現場可編程開關控制（通過編程的方式確定每個開關按鍵所控制的回路，單鍵可控制單個回路、多個回路）；調光控制（從0%照度到100%照度連續無級調光控制）；紅外線控制（在爐本體各樓梯上下口處設置紅外控制，當有人員行走時自動控制該區域的照明）等。

5 使用效果

5.1 實現照明的人性化

由于不同的區域對照明質量的要求不同， 要求調整控制照度，以實現場景控制、定時控制、多點控制等各種控制方案。方案修改與變更的靈活性能進一步保證照明質量。

5.2 提高管理水平

將傳統的開關控制照明燈具的通斷，轉變成智能化的管理，使高素質的管理意識用于系統，以確保照明的質量。

5.3 節約能源

利用智能傳感器感應室外亮度來自動調節燈光，以保持室內恒定照度，既能使室內有最佳照明環境，又能達到節能的效果。根據各區域的工作運行情況進行照度設定，并按時進行自動開、關照明，使系統能最大限度地節約能源。

5.4 延長燈具使用壽命

眾所周知，照明燈具的使用壽命取決于電網電壓，由于電網過電壓越高，燈具壽命將會成倍地降低，反之則燈具壽命將成倍地延長，因此防止過電壓并適當降低工作電壓是延長燈具壽命的有效途徑。系統設置抑制電網沖擊電壓和浪涌電壓裝置，并人為地限制電壓以提高燈具壽命。采取軟啟動和軟關斷技術，避免燈具燈絲的熱沖擊，以進一步使燈具壽命延長。

6 結語

節能降耗是該電廠實現提質增效的重要步驟，實現照明系統的智能控制，一方面可以將照明耗能降到最低，對于廠房內大功率燈具效果尤其突出；另一方面可以改善燈具壽命，而使目前照明改造的所有燈具能在壽命之內達到預計經濟效果。