智能照明系統在煙葉打葉復烤生產工房的應用

摘要：煙葉打葉復烤生產廠房面積較大，一般有數萬平方米。傳統照明控制設計在實施和使用中存在諸多缺陷，智能照明作為一種新型照明技術，具有方便實施、使用簡單、節能及智能化等特點。鑒于此，針對打葉復烤生產工業廠房的特點，分析了傳統照明和智能照明的優缺點，探討了智能照明在其中的應用，并分析其節能效果，為打葉復烤生產企業的照明方案提供參考。

關鍵詞：傳統工業照明;打葉復烤;智能照明系統

中圖分類號：TS44+3 文獻標志碼：A 文章編號：1671-0797（2024）19-0013-03

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2024.19.003

1 打葉復烤工業廠房環境

打葉復烤生產工房由于工藝涉及的設備較多，包括分級選葉、鋪葉擺把、葉梗分離、煙葉復烤、煙葉打包、煙梗處理等環節，需要足夠的空間容納這些設備及相關操作區域。通常，打葉復烤生產廠房的面積達數萬平方米，以保障生產過程的順利進行。

2 傳統工業照明控制的缺點

傳統工業照明控制系統主要采用開關控制，控制方式單一，無法實現精細化照明控制，難以滿足不同場景和環境的需求;傳統工業照明控制系統中的設備和技術較為落后，系統穩定性差;無法根據實際需求進行調整，能源浪費嚴重;照明控制系統設備多，線路復雜，維護管理難度大。

3 智能照明系統的組成及優點

3.1 智能照明系統的組成

智能照明系統通常由燈具、開關模塊、調光模塊、智能探頭、可編程場景控制面板、通信模塊、中控計算機、應用軟件組成（圖1）。通過這些部分的協同工作，智能照明系統可以實現遙控調光、定時控制、情景模式切換等多種功能，為用戶提供舒適、便捷、節能的照明體驗。

3.2 智能照明控制系統的性能特點

該系統采用分布式燈光控制系統，可對生產工房照明進行多層次、多方位的智能管理[1]，具有功能先進、使用靈活便捷、維護簡單等特點。同時，總控計算機能夠對整個生產工房的照明系統進行監控，包括操作各照明回路的開、關，顯示各回路燈具的位置及其運行狀態，提供燈具運行時間和事件記錄功能，方便維護與編程人員在控制系統網絡上的任意控制點進行監控、編程[2]等操作。

4 煙葉打葉復烤生產工房智能照明系統方案

4.1 打葉復烤生產工房智能照明控制區域劃分

曲靖天福煙葉復烤有限責任公司打葉復烤生產工房長484 m左右，寬118 m左右，面積約57 000 m2。按加工工藝控制區域分為8個部分，包括分級選葉區、鋪葉擺把區、煙葉預處理區、煙葉復烤區、配方高架庫、成品涼包庫、煙葉打包區、煙梗處理區（圖2）。

4.2 智能照明系統設計思路

照明控制系統具備集中、就地控制功能，自動、手動功能。系統含終端設備、人機界面、就地控制面板、電源模塊、通信模塊等。

系統操作功能具有高度靈活性、方便性，維護與編程人員可在控制系統總線上的任意控制點進行監控、程序修改及編程。

現場照明回路采用多種控制形式，即可以集中控制、區域就地智能面板控制、現場后備開關控制;當中央監控功能停止工作時，各分區功能、設備、網絡通信控制仍能夠正常運行。

通過光感探測器，根據不同的日照情況、不同的生產區域朝向，實現自然采光與燈光照明自動調節，變普通照明為補光照明，生產工房內亮度自動調節，光照度基本恒定，保證最佳工作照度。

通過時間集中管理，實現多區域、多事件的任務編排，將整個車間一個月或一年的生產任務編排進時鐘模塊中，時鐘就能根據車間的生產任務自動來運行每一天不同時段的燈光場景。

設置監控計算機，通過監控軟件可實時監測每個區域內每路燈的運行狀態，查詢和控制區域中的場景，查詢各區域的照明控制系統設置配置清單狀態，查詢各區域的各種模塊及控制面板的參數，定期生成能耗報表，直觀顯示車間能耗情況，為作出節能調整提供依據，記錄回路燈具運行工作時長，為照明維護提供有效數據支持等。

4.3 系統燈具及控制設備

生產工房內分級選葉區、鋪葉擺把區、煙葉預處理區、煙葉復烤區、預壓打包區、煙梗處理區共安裝250 W燈具1 439盞，配方高架庫和成品涼包庫共安裝150 W燈具52盞、50 W燈具126盞。整個生產工房設置七控制鍵面板30塊，總控觸摸屏1塊，智能開關控制模塊44塊，調光模塊26塊，光感探頭10個，網關6套，智能時鐘模塊1套，控制計算機1臺。

4.4 智能照明系統網絡架構設計

采用邦奇智能科技（上海）股份有限公司智能照明系統，整個生產工房分為8個獨立的控制區域。每個區域根據實際的生產需求設置相應數量智能照明配電箱（智能照明配電箱內配置配電開關、控制模塊、調光模塊、網關等）以及現場控制面板、現場觸控屏等實現現場控制。所有的面板和模塊通過網線與網關連接，敷設至生產工房中控室（系統如圖3所示），在中控室內設置控制計算機和智能時鐘模塊，實現對相應區域的集中監控。車間內根據實際布線情況來設置網關等總線設備。所有8個區域則通過RS485主干網來實現連接，組成一個網絡整體，實現智能照明的統一控制管控。系統劃分為6個子網段，確保整個智能照明系統冗余及總線通信高效穩定。

4.5 照明系統的開關控制

根據生產工藝要求劃分不同的照明區域，針對該照明區域內的照明回路編輯不同照度需求下的邏輯組合，實現不同的照明效果。比如全生產時，可選擇全開、半開、2/3開等照明模式;而在部分區域處于生產狀態時，可選擇只點亮相應區域的回路，其他區域關閉，僅保留走道照明;當處于清潔、維護狀態時可均勻開啟1/3或1/4回路。生產時間以外時段僅開啟特定的安保照明回路，為監控系統提供必要照明。

設置照度檢測探頭，實現“光照補償”功能，具有自然采光的區域可設定恒定的光照度值，系統可根據車間內光照的變化，開啟或關閉部分回路來保證工作面照度的恒定。

系統包含智能時鐘模塊，該模塊能夠實現多區域、多事件的任務編排。將整個車間一個月或一年的生產任務編排進時鐘模塊中，時鐘就能根據車間的生產任務自動來運行每一天不同時段的燈光場景，包括周末、節假日等特殊日期任務;同時時鐘還能根據不同季節日出、日落的時間來實現智能調節，實現高度的可用性。此外，時鐘控制與照度檢測探頭及現場控制面板等其他控制手段不會形成沖突，在時鐘運行期間其他控制方式依舊能保證各自的功能控制。

5 智能照明系統的應用效果分析

5.1  智能照明系統實施后的使用效果

每個區域根據不同使用功能編制場景，實現了面板對場景的調用。通過光感探測器，實現了自然采光與燈光照明的自動調節，使工房內亮度自動調節，保持光照度基本恒定，達到200 lx的最佳工作照度。

由控制主機通過智能時鐘模塊對時間集中管理，統一或分區域調節工房照度，自動控制廠房內各區域照明燈具定時開關，實現了生產車間照明系統無人化、智能化管理。

通過中控計算機中文圖形化界面，可實時監測每個區域內每路燈的運行狀態，可查閱、顯示各回路的位置和運行狀態（開或關），查詢并控制區域中的場景，定期生成能耗報表，直觀顯示照明能耗情況，為節能調整提供依據，回路運行管理記錄燈具工作時長，為照明維護提供有效數據支持。

5.2 節能效益

智能照明系統應用于打葉復烤生產工房后，白天可充分利用自然光，根據環境光照強度和需求自動調節照明亮度。天氣晴朗時，部分區域自動調節為半開或2/3開模式。晚上可根據生產需求和工序生產進度，如分級選葉區、鋪葉擺把區工藝段生產完成后，自動關閉相應回路，僅保留走道照明。通過精確控制照明需求和實時調整場景，有效節約能源。根據實測數據，相比傳統照明系統，智能照明系統可降低能耗約21%。

6 結束語

本文立足于打葉復烤生產工房的實際環境，分析了智能照明的優勢，提供了照明系統的實現方案，為我國煙葉打葉復烤生產企業提供了一種新的節能降耗方案。智能照明系統的應用不僅能滿足生產光照需求，還能合理利用能源、降低生產成本、提高企業競爭力，在打葉復烤生產行業具有實際意義。

[參考文獻]

[1] 張立偉.智能化技術在工廠照明系統上的應用[J].科學技術創新，2020（6）：187-189.

[2] 周芳，劉美根.智能照明控制系統在電氣照明節能設計中的應用[J].低壓電器，2007（16）：20-23.

收稿日期：2024-05-31

作者簡介：張萬全（1971—），男，云南陸良人，碩士，工程師，研究方向：煙草設備及電氣控制。