智能照明控制系统之科学技术论文

　　 内容提要：本文叙述了智能照明控制系统出现的背景、发展历程、系统构成、工作原理、控制器选择方法及在节能方面的效果等内容。
　　 索引词：智能照明控制论文，调光论文，照明节能
　　 
　　 一、智能照明控制系统综述
　　 照明控制系统是组成建筑的元素之一。随着近年人们对建筑智能化的关注和重视，智能建筑快速发展起来，而照明控制系统也成为照明发展的一个全新而重要的方向。今天，照明系统应用在各种情景场合中，控制要求也在不断提高，以前单纯的开关控制已经不能完成所有的控制要求。于是，智能照明控制技术也在现代计算机、电子、自控技术的高速发展条件下应运而生。所谓智能照明控制系统，就是利用计算机技术、通信网络技术、自动控制技术、微电子技术等，实现可根据环境变化、客观要求、用户需求等条件而自动采集分析系统中的各种信息，并对结果进行存储、显示、传送、反馈控制等处理，以达到更好照明控制效果。
　　 智能照明控制系统具有广阔的应用前景。首先可以提高建筑照明光环境质量，充分考虑到视觉作业、合适照度、亮度分布、视觉舒适性、眩光控制、显色性、使用者主观感觉等。其次可以体现以人为本的思想，创造舒适、个性化的灯光工作环境，从而提高工作效率。第三，其具有通信功能，可作为智能建筑系统的子系统，并与电视、网络、家居入侵报警等共同构成智能网络系统。第四，提高系统的控制管理水平，节省能源，减少系统运营成本。
　　二、照明控制系统发展及构成论文
　　 照明控制有一个由简单到复杂的发展过程。最初的控制为开与关的控制。控制的主要方式有翘班开关、低压断路器、延时开关和声控开关、红外移动探测开关等。
　　 随后，照明控制发展到了对亮度的控制即调光控制。下面列举几种常用灯具的调光：
　　（1）白炽灯调光现在大多采用晶闸管或晶体管进行前沿相控或后沿相控调光。
　　可控硅前沿相调光输出电压幅值为Uo=Ui[sin2φ1/2π+（π-φ）/π](0≤φ1≤π)。式中：φ1—可控硅关断角度。晶体管后沿相调光输出电压幅值为Uo=Ui(φ/π-sin2φ2/
　　2π)1/2(0≤φ2≤π)。式中：φ2—可控硅导通角度。无论是前沿相还是后沿相调光，都会带来高次谐波，有一定危害性。目前可控硅调光器大多采用大的铁心电感线圈来遏制高频干扰。
　　（2）传统白炽灯调光方法不适合于荧光灯。基于控制集成电路（IC）的电子镇流器，为荧光灯调光提供了可能性。荧光灯调光方案主要有以下两种：
　　电压控制频率调制：可调光荧光灯电子镇流器的控制IC一般都内置一个电压控制振荡器（VCO）,改变VCO的电压，则可以改变振荡器频率，从而实现调光目的。
　　相位调制：是通过调制镇流器的工作频率和驱动电路，以控制荧光灯电压与电流间的相位移。电压与电流同相位时，镇流器交付给灯的功率最大；电压与电流不同相位时，仅有部分功率递交给灯。
　　（3）LED调光。现在市场上存在PWM、模拟及双向可控硅三种方案。模拟调光通过改变流过LED的电流大小实现光亮度变化。
　　 在调光器基础上，智能照明控制系统出现了，它经历了从模拟到数字化的转变。先期的模拟技术典型控制方式是1~10v电压调光接口，而后来数字控制方案的代表是数字可寻址照明接口技术，它是全数字、模块化、分布式的控制系统。整个系统由管理模块、调光模块、探测模块、操作模块等各种功能模块组成。每个模块中含有微处理器和存储器，也可仅含存储器，系统的每个功能都储存于某个模块中。而系统网络连接只需通过网线相连，它可以是一般的五类双绞线，或是通过载波方式调制在电力线上，或是通过无线网络方式进行通信。
　　三、智能照明控制系统控制器选择论文
　　 智能照明控制设备分为三大类：开关控制器、调光控制器和LED调光控制器。输入电压既可为单相交流220v或三相交流380v。下面以邦奇公司产品为例，介绍控制器的选择。
　　 邦奇开关控制器（如DRC,DDRC系列）的通道输出有三种结构形式：无电源的多进多出通道输出，单相或三相电源输入多通道输出，三相电源输入交流接触器输出。如原来系统为6路6KW开关控制灯回路，根据邦奇样本选用DDRC810，出线配220V交流接触器。邦奇Dynalite调光器分为前沿相控(如DTK,DLE系列)和后沿相控调光器（如DTE310，DTE1210）。后沿相控调光器适用于具有电容性阻抗的电子变压器低压灯，而不太适用于具有电感性阻抗的灯。前沿相控调光器适用于具有电感性阻抗的灯，而不太适用于具有电容性阻抗的灯。不同性能的灯具选择不同调光器：（1）白炽灯为电阻性阻抗，Dynalite的所有调光器都可控制用220V电压点亮白炽灯。（2）荧光灯。一般有4只引脚的荧光灯附加电子可调光镇流器后是可调光的。因为其调光是通过低压信号控制镇流器完成的，所以控制荧光灯调光有两对线，一对是低压控制信号线，另一对是220V电源线。（3）冷阴极灯（发光、充气、霓虹）。当这种灯采用铁芯电感型变压器工作时，可采用前沿相控调光器，一般可低调到20%。(4)充气灯。这种灯可以用正弦波电压变换器SVC210调光，可下调到40%~50%，一般金卤灯采用开关方式工作。（5）LED灯。采用LED专用的调光控制器调光。如果照明系统为4路2KW和12路0.5KW出线调光灯回路，可根据邦奇公司产品样本选用一台单相4通道10A（型号DLE410）和一台单相12通道5A(型号DLE1205)调光控制器，再配上控制面板后，组成智能照明控制系统。
　　 控制器模块可直接安装在配电间的墙上，也可安装在机柜内。控制面板内部是低压小信号微电子器件，因而严禁与强电设备混装在一起。
　　四、智能照明控制系统节能效果论文
　　 采用智能照明控制系统的目的，是在大幅度提高照明质量的前提下，使得建筑照明的时间与数量更加准确、节能效果更佳。原来进行照明计算时，照明设备的计算负荷是照明设备安装容量乘以需要系数得到的，即Pjs=kc*Pe。采用智能照明控制系统后，照明设备计算负荷就等于安装容量，即：Pjs=Pe。
　　五、应用举例
　　在本公司项目中华赏石园配套设施（四星级酒店）装修设计中，我们采用了莱德圣品牌的调光系统。酒店大堂安装可编程控制面板，根据大堂不同功能区域和不同时间段，可预先设置灯光场景；同时，工作人员也可以进行手动编程，方便地选择或修改灯光场景。宴会厅是星级宾馆重要场所。智能灯光控制可以对水晶吊灯、灯带、筒灯、射灯、壁灯等分别进行调光，从而使大厅显得高贵典雅、庄严大气。宴会厅同样也可以预先设置多种灯光效果，以适应不同场合需求。比如宴会准备阶段只有部分或全部筒灯点亮，宾客入场时，灯带逐渐点亮，只有在宴会开始时才调亮所有灯光。
　　相信随着科技的发展，智能照明控制系统会在建筑领域得到更多的应用，为人们的生活带来缤纷绚丽的灯光，同时也节约了能源。
　　
　　参考文献：
　　中国建筑标准设计研究院.电气照明节能设计.北京：中国计划出版社，2007
　　彭妙颜.现代灯光设备与系统工程.北京：人民邮电出版社，2006
　　徐云，等.节能照明系统工程设计.北京：中国电力出版社，2009
　　陈涛，毛信伟.智能照明控制系统的工程应用.照明工程学报，2001,12（3）
　　孙建民，主编.电气照明技术.北京：中国建筑工业出版社，1998