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    智能照明控制系統在地鐵照明中的應用

     發布時間:2022-07-19 點擊量:126

    摘要隨著我國經濟建設的加速發展,城市軌道交通越來越獲得社會的青睞。車站照明關系到軌道交通的服務質量、運營成本、運營成本等多個方面,在既要保證運營成本又要滿足“節能”要求的背景下,智能照明控制系統應運而生。

    軌道交通是以“成本運營為目的,良好服務為宗旨”開展工作,保證乘客、準點地到達是軌道交通運營單位的責任所在,地鐵(輕軌)車站照明控制系統對乘車顯得尤為重要。

    1 地鐵車站照明特點和控制方案對比

    地鐵車站是位于地下的建筑物,與傳統位于地面之上的建筑物不同(傳統建筑物在考慮照明時要考慮自然采光的情況),地鐵車站內部沒有自然采光,燈具需要長時間開啟。其次,站內人流量密集,乘客對照度要求較高,人流量越大,需開啟的燈具數量相對越多。同時乘客流量分布不均勻,不同運營時段、不同區域照度需求不同。因此,在對地鐵站進行照明控制時,需要根據地鐵站的這些特點進行合理設計。

    根據區域的不同,地鐵車站正常照明分為2大區域,設備區照明和公共區照明(含出入口照明)。設備區照明需要滿足地鐵站工作人員工作需求;公共區照明是要給乘客提供的照明環境,使照明更加人性化。通過合理的管理,在不同時段利用合理照度來滿足地鐵站的運營,使其照明用電達到經濟性的目的。

    地鐵車站設備區一般采用傳統照明控制方式進行控制,即通過安裝于房間門口的面板進行控制,房間較大的,可通過增加控制回路來達到節能的效果;地鐵站設備房間只允許有權限的工作人員進入,基本可以做到人來開燈,人走滅燈的省電運行。

    對于公共區來說,既要保證一定照度和均勻照度的照明效果,又要控制長明燈數量,因此,合理的控制公共區照明是地鐵照明設計中的重中之重。

    地鐵公共區照明屬于2級負荷,為了防止電力故障或者突然停電對運營造成的影響,在照明設計時,將地鐵車站劃分為站廳和站臺2個部分,各個部分實行交叉配電的方式,分別來自于變電所的I、II段母線。

    而為了滿足照度及照明均勻度,并控制長明燈的數量,達到節能的目的,可通過增加變電所低壓柜至照明配電箱和配電箱至燈具的配電回路來實現。以下我們將對照傳統照明和智能照明控制系統加以對比:
    1.1 地鐵公共區傳統照明控制系統

    在傳統照明控制系統中,車站公共區照明通過正常照明配電箱和應急照明配電箱2種配電箱進行配電,并通過綜合監控系統(BAS)進行控制。在運行高峰時段時,燈具全部打開;在高峰時段后,一般為隔盞亮的方式進行照明,保證照明的均勻度;在運行結束后,其他燈具全部關閉,只開應急照明作為公共區值班之用。
    1.2 地鐵公共區智能照明控制系統

    智能照明控制系統由控制管理設備、輸入設備、輸出設備和通信網絡構成;控制管理設備應包括中控制管理設備,還可以包括被中間控制管理設備和現場控制管理設備??刂撇考ㄩ_關驅動器、IP協議轉換器、傳感器和智能面板等??刂撇考ㄩ_關驅動器、IP協議轉換器、傳感器和智能面板等。智能照明控制系統可以根據需要,通過各控制器和面板進行編程實現對各回路的亮度控制,從而組成多種不同的照明應用場景,達到綜合性的系統控制效果。智能照明控制系統圖如下:

    image.png

    傳統照明控制系統方案是基于BAS系統,對照明設施進行簡單的群組控制、時間控制;而智能照明控制系統是對車站的照明進行智能化管理,達到用戶對每一個回路進行準確的群組控制、時間控制,同時還增加了對照明設施進行場景控制、調光控制及傳感器自動控制功能。于此同時,BAS系統是通過控制接觸器動作來實現照明控制的,不能采集電流波形曲線,在帶負荷開合接觸器時很容易出現打火和拉弧的現象,接觸器的使用壽命會加速縮短。智能照明控制系統在斷開負荷時,可以根據采集的電流信號,使電流在正弦波電流過零時斷開智能照明的開關,不至于出打火、拉弧等現象,大大的增強了開關的使用壽命,減少了維護,達到了降低照明維護成本的目的。

    2 智能照明控制系統方案

    智能照明控制系統方案的系統結構,總線上采用ALIBUS總線技術,設備上有位于車站照明配電室的開關驅動器和對應的IP協議轉換器,位于地鐵公共區的傳感器和智能面板。系統功能主要體現在照明分區進行精細化、智能化的控制特點上。功能主要有:

    手動控制:通過在受控區域安裝智能控制面板或觸摸屏,實現對燈具靈活地進行分組控制(開關與調光)。同時也可以實現照明的場景切換,方便地管理與調整整個空間的照明效果。

    定時控制:按照預設的時間計劃來自動調整燈具的開關與亮度,包括通過經緯度自動計算日出日落時間的天文時鐘模式、節假日。分別控制的節假日模式和針對特殊情況的預約模式。

    自動控制:通過人體運動傳感器和光照度傳感器來探測環境狀況,根據環境狀況實現自動控制。                                                                                                            

    調光控制:根據需要調節燈具的亮度輸出,為用戶提供更好的節能效果和更舒服的照明光環境。

    集中管理:通過IP管理機等設備將智能照明控制系統接入企業內部Intranet,在監控中間對整個地鐵的照明進行統一的集中管理。

    系統對接:與第三方系統或上層BA系統對接進行數據交互和指令對接,能夠實現諸如火災報警強啟、照明能耗數據上傳、語 音控制指令接收等功能。

    ALIBUS為總線技術的智能照明控制方案,功能齊全,靈活多變,能夠滿足復雜控燈領域的苛刻要求。
    3 智能照明控制系統產品推薦

    3.1 開關驅動器

    開關驅動器負責收集、處理和分發照明控制信息到ALIBUS總線上,用于翻譯和處理控制指令。在現場,它們以既定的可編程的規則來管理輸入信號和燈光輸出。通過使用ALIBUS通信協議,系統可以方便地進行增強和擴展,以適應不同的照明應用需求或建筑面積。主控制器之間和照明服務器多數使用以太網絡進行通信,跨系統的聯動由以太網對接進行數據交互。

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    3.2 智能面板

    智能面板是用來接通和斷開照明線路電源的一種低壓電器。面板不僅是一種家居裝飾功能用品,更是照明用電的主要零部件,其產品質量、性能材質對于預防火災、降低損耗都有至關重要的作用。在照明控制系統中,通過對回路的開關控制組合實現某種控制策略。

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    3.3 傳感器

    輸入設備里,傳感器也是智能照明系統中*的器件。傳感器技術以信息的獲取與變換為核心,是拓展信息資源的源頭,具有將計算機、通信、自動控制技術銜接為一體的關鍵功能。

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    3.4 IP協議轉換器(網關)

    網關是一種適用于照明系統的網絡互連設備,又稱ALIBUS系列智能照明IP協議轉換器”。網關在網絡層以上實現網絡互連,適用于兩個高層協議不同的網絡互連。網關既可以用于廣域網互連,也可以用于域網互連。在使用不同通信協議、數據格式或語言,甚至體系結構完全不同的兩種系統之間,網關起到翻譯器的作用。

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    4 結束語

    與傳統的地鐵照明相比,安科瑞以ALIBUS為總線技術的智能照明控制方案展現了節能、智能控制、高可靠性和系統兼容能力。

    作者介紹:

    安躍強,男,現任職于安科瑞電氣股份有限公司,主要研究方向為為智能電網供配電。

     

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