安科瑞 繆凱倫

摘要：現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)高速發(fā)展，許多場所已經(jīng)開始合理應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)照明系統(tǒng)，作為工廠生產(chǎn)的重要因素之一，工廠照明系統(tǒng)的智能化控制可以有效提高工廠對能源的利用率，并且能夠分好的降低成本。而將互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)應(yīng)用到工廠照明系統(tǒng)的方法則可以實現(xiàn)對工廠照明系統(tǒng)的只能回管理控制，已達(dá)到有效合理的智能管理模式。本文就是從物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用角度對工廠智能照明系統(tǒng)的建立進(jìn)行探討的。

0. 引言

據(jù)大數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示在大型工廠照明供電方面耗電量占比為全國總電量的百分之十七以上，甚至在一些偏遠(yuǎn)地區(qū)，工廠照明耗電量是工廠所不能承擔(dān)的。所以為了降低工廠的生產(chǎn)

成本，擴(kuò)大盈利占比，工廠智能照明系統(tǒng)的構(gòu)建成為了必然的道路，同樣也有助于生態(tài)環(huán)境的和諧發(fā)展，是國家發(fā)展*的重要過程。傳統(tǒng)的工廠照明系統(tǒng)都是由人為管控的，有些較為先進(jìn)的工廠則是使用特定的單片機(jī)通過預(yù)先設(shè)定的系統(tǒng)來完成控電管理的，這些傳統(tǒng)的供電管理模式無疑是具有許多弊端的，比如他們的穩(wěn)定性差，維修困難，容易引發(fā)連鎖反應(yīng)等問題，特別是傳統(tǒng)的照明系統(tǒng)缺乏系統(tǒng)自檢往往是在系統(tǒng)暴露出不易維修的大問題時人們才會發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)電路發(fā)生故障，所以我們要研究基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工廠智能照明系統(tǒng)。

1. 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的照明系統(tǒng)設(shè)計的探究

經(jīng)過對個種傳統(tǒng)工廠用電照明系統(tǒng)的研究分析，對比發(fā)現(xiàn)，要將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到工廠的照明一通當(dāng)中，其主要的目標(biāo)是為了實現(xiàn)幾種傳統(tǒng)照明系統(tǒng)不具備的快捷功能。首先就是要滿足工廠日常工作所需用電量供給，對于設(shè)備大多數(shù)工廠是實行二十四小時工作制的，所以夜間工作是照明系統(tǒng)的重要性是不可忽視的，需要為工廠生產(chǎn)提供照明以保證生產(chǎn)質(zhì)量和

安全生產(chǎn)。

然后是要時間對照明設(shè)備的實時控制管理既照明系統(tǒng)的智能化控制，常規(guī)的工廠照明系統(tǒng)采用人工和定時開關(guān)的照明管理方式，但是這樣的傳統(tǒng)管理模式顯然存在著問題，管理難度大，故障發(fā)生率高，這些都是不易解決的問題，很難克服。特別是不能根據(jù)實際使用情況對照明設(shè)備進(jìn)行自動分配調(diào)節(jié)，但是作為智能化的管理系統(tǒng)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的照明設(shè)備管理平臺能夠根據(jù)外界環(huán)境變化自動調(diào)節(jié)照明亮度，對照明系統(tǒng)的及時有效管控是傳統(tǒng)照明方式所不具備的。

并且智能化的照明設(shè)備可以節(jié)約成本，降低不必要的浪費(fèi)，對資源的合理利用度高，同時使用物聯(lián)網(wǎng)照明系統(tǒng)控制是通過設(shè)計與安裝無線收發(fā)模塊的方式對每個照明是被進(jìn)行自動控制調(diào)節(jié)的，這一方式不僅實現(xiàn)了照明系統(tǒng)的智能化管控，而且還減少了工廠的用電量降低了運(yùn)行費(fèi)用。其中關(guān)鍵的是保障了工廠的生產(chǎn)，對照明設(shè)備的檢修也是較為方便的，智能化的系統(tǒng)能夠在設(shè)備出現(xiàn)故障時自動檢測出來并及時報警，降低了安全隱患。

2. 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工廠照明系統(tǒng)設(shè)計方案

本系統(tǒng)主要采取新式單片機(jī)為系統(tǒng)主體，應(yīng)用現(xiàn)代化傳感器技術(shù)、自動管理控制技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)信息處理技術(shù)等通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)對工廠照明系統(tǒng)的智能化管理操作。具體的設(shè)計

方案如下

2.1 硬件系統(tǒng)的設(shè)計

該平臺的硬件控制系統(tǒng)分為主控制模塊和子控制模塊兩個部分，其中主模塊主要用于中心控制管理系統(tǒng)，而子模塊則分布在工廠的各個照明環(huán)節(jié)中，成網(wǎng)絡(luò)狀分布，通過對工廠布

局的了解研究將子模塊分布安裝在不同的區(qū)域。根據(jù)主模塊的性能，系統(tǒng)需要采用新式的單片機(jī)，其內(nèi)部的大容量存儲器和寄存器可以滿足大部分工廠的照明需求，而且產(chǎn)品性價比

較高。顯示屏主要用來反應(yīng)主模塊接收處理后的信息，所以顯示模塊主要的功能就是及時將采取的信號進(jìn)行反饋。

2.2 硬件系統(tǒng)區(qū)域分布管理

顯示模塊主要采取三態(tài)總線驅(qū)動的輸出方式，這種輸出方式的信息傳輸率，可以有效改善信號傳輸故障頻發(fā)的問題。對于二階段子控模塊的設(shè)計。子控模塊主要采取與主模塊相匹配的芯片，該種芯片具有功耗低、抗干擾性強(qiáng)的特點，所以其所形成的控制系統(tǒng)穩(wěn)定性高。要實現(xiàn)工廠照明系統(tǒng)的智能化控制首先要解決的就是對信息采集系統(tǒng)的完善，有效的信息采集可以幫助系統(tǒng)以較快時間做出優(yōu)化的解決方案。其中子控制模塊的故障檢測功能可以實現(xiàn)對系統(tǒng)設(shè)備的實時監(jiān)測功能，并且將檢測得到的數(shù)據(jù)信息及時匯總并傳輸給中心主模塊，主模塊在經(jīng)過信息匯總分析處理后再將處理結(jié)果反饋到顯示屏上。

2.3 物聯(lián)網(wǎng)照明系統(tǒng)的軟件設(shè)計

其中物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中軟件平臺是整個照明系統(tǒng)實現(xiàn)智能管理的技術(shù)核心，對于工廠不同環(huán)境區(qū)域的不同照明需求，系統(tǒng)做出針對性的規(guī)劃管理; 對不同的照明需求區(qū)域采取不同的照

明系統(tǒng)，通過日照變化自動調(diào)節(jié)照明系統(tǒng)的工作狀態(tài); 同時采取自動識別系統(tǒng)，將天氣變化輸入系統(tǒng)信息檔案，使系統(tǒng)可以根據(jù)外界的光線明暗程度進(jìn)行自動控制調(diào)節(jié)。

2.4 使用LED智慧照明系統(tǒng)

工廠照明系統(tǒng)中LED智慧照明系統(tǒng)的應(yīng)用具有廣闊前景，雖然LED照明設(shè)備的成本較高，但是其較高的性價比具有較強(qiáng)的競爭力，必要的前期投入有助于照明系統(tǒng)的合理構(gòu)建。相比于傳統(tǒng)的照明網(wǎng)絡(luò)，使用LED照明設(shè)備的節(jié)電量可以達(dá)到普通消耗亮量的百分之七十以上，這個數(shù)據(jù)是十分可觀的，熱切在后期的維護(hù)保養(yǎng)上也有很大的優(yōu)勢，可以有效節(jié)約保養(yǎng)費(fèi)用。LED智慧照明系統(tǒng)能夠很好地滿足經(jīng)濟(jì)、節(jié)能的要求，而且LED照明設(shè)備普遍壽命較長還不易發(fā)生故障，對于前期的成本投入可以在后期的保養(yǎng)中節(jié)約出來。

3.安科瑞為智能工廠智能照明控制系統(tǒng)提供方案

3.1安科瑞智能照明監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，即站控層，通訊層與間隔層； 如圖（1）所示：

圖（1）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

間隔設(shè)備層主要為：開關(guān)驅(qū)動器，這些裝置分別對應(yīng)相應(yīng)的一次設(shè)備安裝在電氣柜內(nèi)，這些裝置均通過現(xiàn)場KNX總線組網(wǎng)通訊，實現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場采集。

網(wǎng)絡(luò)通訊層主要為：智能照明網(wǎng)關(guān)，其主要功能為把分散在現(xiàn)場采集裝置集中控制，同時遠(yuǎn)傳至站控層，完成現(xiàn)場層和站控層之間的數(shù)據(jù)交互。

站控管理層：設(shè)有高性能工業(yè)計算機(jī)、顯示器、UPS電源、打印機(jī)等設(shè)備。監(jiān)控系統(tǒng)安裝在計算機(jī)上，集中采集顯示現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行狀況，以人機(jī)交互的形式顯示給用戶。 以上開關(guān)模塊均采用KNX總線傳輸，一般都采用4根連線，接線簡單方便，傳輸距離可達(dá)1.2km。

3.2安科瑞智能照明系統(tǒng)組成

1.定時控制

通過時鐘管理器，實現(xiàn)整個系統(tǒng)的有關(guān)區(qū)域照明的定時和自動管理功能，實現(xiàn)公共通道、景觀照明、泛光照明、車庫照明定時控制。如百葉窗定時升降、集中供熱定時調(diào)節(jié)、節(jié)假日照明定時關(guān)閉、定時通知等。

2.場景控制

智能照明控制系統(tǒng)根據(jù)各個部門的需求，設(shè)定不同種類的場景模式，進(jìn)行各種照明燈光的組合，達(dá)到美化工作環(huán)境的效果；結(jié)合人體感應(yīng)傳感器，當(dāng)人員離開時，關(guān)閉所有該會議室照明。

3.實時監(jiān)控

控制室，配置一臺中控主機(jī)，所有照明控制設(shè)備，通過KNX網(wǎng)關(guān)，接入監(jiān)控系統(tǒng)，操作管理人員，可以通過中控電腦，實時監(jiān)視總線、區(qū)域、樓層、樓棟等照明狀態(tài)，并可根據(jù)需求進(jìn)行控制調(diào)整。系統(tǒng)繪圖工具支持向量圖和多層頁面，圖形頁面縮放方便，切換簡單，支持DXF、WMF、BMP、JPG、ICON等圖形對象的嵌入、支持二維、三維圖元的繪制，增加可視化的空間效果。

4.報警處理

系統(tǒng)提供了警報處理能力，用戶可采用編程來完成不同的任務(wù)，當(dāng)某種警報條件出現(xiàn)時應(yīng)做什么，可由用戶自行確定。

5.事件通報 系統(tǒng)提供了事件通報功能，支持郵件通報、文本輸出以及事件驅(qū)動打印，可按照用戶預(yù)先設(shè)置的條件，觸發(fā)事件通報功能。

3.3設(shè)備選型

4.結(jié)束語

通過實踐信息匯總發(fā)現(xiàn)，使用物聯(lián)網(wǎng)智能照明系統(tǒng)管理平臺對工廠的安全生產(chǎn)有很好的保障作用，同時還能夠有效節(jié)約成本，是工廠利益實現(xiàn)優(yōu)化，完成工廠能源的合理利用，在降低成本的同時提高工廠盈利。物聯(lián)網(wǎng)智能照明系統(tǒng)主要是對工廠現(xiàn)有的傳統(tǒng)照明系統(tǒng)的改良和探索，通過對現(xiàn)代化物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)對整個工廠的智能化照明管理。

審核編輯：湯梓紅