簡婷

安(an)科(ke)瑞電氣股(gu)份有限(xian)公司 上海嘉(jia)定  201801

【摘要】：隨著物聯網技術的(de)(de)發展，許多場(chang)所針對(dui)照明(ming)(ming)合理應用(yong)物聯網照明(ming)(ming)系(xi)統(tong)，照明(ming)(ming)作為工廠(chang)(chang)的(de)(de)重要能耗之一(yi)，工廠(chang)(chang)的(de)(de)照明(ming)(ming)智(zhi)能化控(kong)(kong)制(zhi)，如(ru)何(he)優化控(kong)(kong)制(zhi)、提(ti)高(gao)能源的(de)(de)利用(yong)率，達(da)到節(jie)約能源的(de)(de)目的(de)(de)。將互聯網的(de)(de)技術應用(yong)到工廠(chang)(chang)照明(ming)(ming)系(xi)統(tong)，則可以(yi)實現對(dui)工廠(chang)(chang)照明(ming)(ming)系(xi)統(tong)的(de)(de)回路控(kong)(kong)制(zhi)和能耗統(tong)計管理，達(da)到高(gao)效合理的(de)(de)智(zhi)能管理模式。本(ben)文就是從EIOT能源物聯網技術的(de)(de)應用(yong)角度對(dui)工廠(chang)(chang)智(zhi)能照明(ming)(ming)系(xi)統(tong)的(de)(de)建立進行改造(zao)。

【關鍵字】：工廠照明智能化控制；物聯網；節能設(she)計

0.引言

     據大數據統(tong)(tong)計顯示(shi)在大型工(gong)廠(chang)(chang)照明供(gong)電方面耗電量占比為(wei)(wei)(wei)(wei)全國總電量的(de)(de)(de)(de)百(bai)分(fen)之十七以上，甚至在一些(xie)偏遠(yuan)地(di)區(qu)，工(gong)廠(chang)(chang)照明耗電量是工(gong)廠(chang)(chang)所不(bu)能承(cheng)擔的(de)(de)(de)(de)。所以為(wei)(wei)(wei)(wei)了降低工(gong)廠(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)生產(chan) 成本，擴大盈利占比，工(gong)廠(chang)(chang)智能照明系(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)構(gou)建成為(wei)(wei)(wei)(wei)了必(bi)然的(de)(de)(de)(de) 道(dao)路(lu)，同樣也(ye)有(you)助(zhu)于(yu)(yu)生態環境(jing)的(de)(de)(de)(de)和諧發(fa)(fa)(fa)展，是國家發(fa)(fa)(fa)展的(de)(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)要過程。傳統(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)工(gong)廠(chang)(chang)照明系(xi)統(tong)(tong)都是由(you)人為(wei)(wei)(wei)(wei)管(guan)控的(de)(de)(de)(de)，有(you)些(xie)較為(wei)(wei)(wei)(wei)先(xian)進的(de)(de)(de)(de)工(gong)廠(chang)(chang)則(ze)是使用特(te)定的(de)(de)(de)(de)單片機通過預先(xian)設(she)定的(de)(de)(de)(de)系(xi)統(tong)(tong) 來完成控電管(guan)理的(de)(de)(de)(de)，這些(xie)傳統(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)供(gong)電管(guan)理模式無(wu)疑(yi)是具有(you)許多弊端(duan)的(de)(de)(de)(de)，比如他們(men)的(de)(de)(de)(de)穩定性(xing)差，維修困難，容易(yi)引(yin)發(fa)(fa)(fa)連鎖反應等問題，特(te)別是傳統(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)照明系(xi)統(tong)(tong)缺乏系(xi)統(tong)(tong)自檢往(wang)往(wang)是在系(xi)統(tong)(tong)暴露 出不(bu)易(yi)維修的(de)(de)(de)(de)大問題時(shi)人們(men)才會(hui)發(fa)(fa)(fa)現系(xi)統(tong)(tong)電路(lu)發(fa)(fa)(fa)生故障，所以我(wo)們(men)要重(zhong)(zhong)點(dian)研究基于(yu)(yu)物聯(lian)網技術的(de)(de)(de)(de)工(gong)廠(chang)(chang)智能照明系(xi)統(tong)(tong)。

1 基于EIOT物聯網的照明系統設計的探究

     經過對個種(zhong)(zhong)傳統工(gong)廠(chang)用(yong)電照(zhao)(zhao)(zhao)明系(xi)統的(de)研究分析，對比發現，要將物聯網技(ji)術應用(yong)到工(gong)廠(chang)的(de)照(zhao)(zhao)(zhao)明一(yi)通當中，其主要的(de)目標是(shi)為了實現幾種(zhong)(zhong)傳統照(zhao)(zhao)(zhao)明系(xi)統不(bu)具備(bei)的(de)快捷(jie)功能。首先(xian)就是(shi)要滿(man)足工(gong)廠(chang)日常(chang)工(gong)作(zuo)(zuo)所(suo)需(xu)用(yong)電量(liang)供給，對于設備(bei)大(da)多(duo)數工(gong)廠(chang)是(shi)實行二十四小時工(gong)作(zuo)(zuo)制的(de)，所(suo)以夜間工(gong)作(zuo)(zuo)是(shi)照(zhao)(zhao)(zhao)明系(xi)統的(de)重要性是(shi)不(bu)可忽視的(de)，需(xu)要為工(gong)廠(chang)生產(chan)提供照(zhao)(zhao)(zhao)明以保證生產(chan)質量(liang)和安(an)全(quan)生產(chan)。

     然后(hou)是(shi)(shi)(shi)(shi)要時間(jian)對(dui)照(zhao)明(ming)(ming)設備(bei)的(de)(de)(de)實時控制管(guan)(guan)(guan)理(li)既(ji)照(zhao)明(ming)(ming)系(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)(de)智(zhi)能(neng)(neng)化(hua)控制，常規(gui)的(de)(de)(de)工(gong)廠照(zhao)明(ming)(ming)系(xi)(xi)統(tong)采(cai)用人工(gong)和定時開關的(de)(de)(de)照(zhao)明(ming)(ming)管(guan)(guan)(guan)理(li)方式(shi)，但(dan)是(shi)(shi)(shi)(shi)這樣的(de)(de)(de)傳(chuan)統(tong)管(guan)(guan)(guan)理(li)模式(shi)顯(xian)然存在著極(ji)大地問(wen)題，管(guan)(guan)(guan)理(li)難度大，故障發生率高，這些都(dou)是(shi)(shi)(shi)(shi)不易(yi)解決的(de)(de)(de)問(wen)題，很(hen)難克服。特別是(shi)(shi)(shi)(shi)不能(neng)(neng)根據實際使用情況(kuang)對(dui)照(zhao)明(ming)(ming)設備(bei)進(jin)行自(zi)動(dong)分配調節，但(dan)是(shi)(shi)(shi)(shi)作為智(zhi)能(neng)(neng)化(hua)的(de)(de)(de)管(guan)(guan)(guan)理(li)系(xi)(xi)統(tong)，物(wu)聯網技術的(de)(de)(de)照(zhao)明(ming)(ming)設備(bei)管(guan)(guan)(guan)理(li)平臺能(neng)(neng)夠根據外界環境(jing)變化(hua)自(zi)動(dong)調節照(zhao)明(ming)(ming)亮度，對(dui)照(zhao)明(ming)(ming)系(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)(de)及時高效管(guan)(guan)(guan)控是(shi)(shi)(shi)(shi)傳(chuan)統(tong)照(zhao)明(ming)(ming)方式(shi)所不具備(bei)的(de)(de)(de)。

     并且(qie)智(zhi)能(neng)化的(de)(de)(de)(de)(de)照(zhao)明(ming)(ming)(ming)設(she)備(bei)可以節約成本，降低(di)不(bu)必要的(de)(de)(de)(de)(de)浪(lang)費(fei)，對資源的(de)(de)(de)(de)(de)合理利用(yong)度，同時(shi)使用(yong)物聯網(wang)(wang)照(zhao)明(ming)(ming)(ming)系統控制(zhi)是(shi)(shi)通過(guo)設(she)計與安裝智(zhi)能(neng)網(wang)(wang)關和燈控回(hui)路控制(zhi)器(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)方式(shi)對每個照(zhao)明(ming)(ming)(ming)是(shi)(shi)被(bei)進行自(zi)(zi)動(dong)控制(zhi)調節的(de)(de)(de)(de)(de)，這一方式(shi)不(bu)僅實(shi)現了(le)照(zhao)明(ming)(ming)(ming)系統的(de)(de)(de)(de)(de)智(zhi)能(neng)化管(guan)控，而且(qie)還減少了(le)工廠(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)用(yong)電量降低(di)了(le)運行費(fei)用(yong)。其(qi)中為關鍵的(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)保障(zhang)了(le)工廠(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)生產(chan)，對照(zhao)明(ming)(ming)(ming)設(she)備(bei)的(de)(de)(de)(de)(de)檢修也是(shi)(shi)極(ji)為方便的(de)(de)(de)(de)(de)，智(zhi)能(neng)化的(de)(de)(de)(de)(de)系統能(neng)夠在設(she)備(bei)出現故障(zhang)時(shi)自(zi)(zi)動(dong)檢測(ce)出來并及時(shi)報警，降低(di)了(le)安全隱患。

2 基于物聯網技術的工廠照明系統設計改造方案

2.1  EOIT物(wu)聯網照明系(xi)統的軟件設(she)計

     EIoT能源物聯網開放(fang)平(ping)臺是一(yi)套基于物聯網數(shu)(shu)據(ju)中(zhong)(zhong)臺，執行(xing)統(tong)(tong)一(yi)的(de)(de)上下行(xing)數(shu)(shu)據(ju)標(biao)準，為(wei)互聯網用戶提供能源物聯網數(shu)(shu)據(ju)服務的(de)(de)平(ping)臺。其中(zhong)(zhong)物聯網系(xi)統(tong)(tong)中(zhong)(zhong)軟件平(ping)臺是整(zheng)個照(zhao)(zhao)(zhao)(zhao)明(ming)系(xi)統(tong)(tong)實現智(zhi)能管理的(de)(de)技術核心，對(dui)于工廠不(bu)(bu)同環境區(qu)域的(de)(de)不(bu)(bu)同照(zhao)(zhao)(zhao)(zhao)明(ming)需求，系(xi)統(tong)(tong)做出針對(dui)性的(de)(de)規劃管理; 對(dui)不(bu)(bu)同的(de)(de)照(zhao)(zhao)(zhao)(zhao)明(ming)需求區(qu)域采(cai)取(qu)不(bu)(bu)同的(de)(de)照(zhao)(zhao)(zhao)(zhao)明(ming)系(xi)統(tong)(tong)，通過(guo)日照(zhao)(zhao)(zhao)(zhao)變化(hua)自(zi)動(dong)調節照(zhao)(zhao)(zhao)(zhao)明(ming)系(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)工作狀態; 同時(shi)(shi)采(cai)取(qu)根(gen)據(ju)天文時(shi)(shi)鐘(zhong)自(zi)動(dong)計算出日出日落時(shi)(shi)間使(shi)系(xi)統(tong)(tong)可(ke)以(yi)根(gen)據(ju)外界(jie)的(de)(de)光線明(ming)暗程度進行(xing)自(zi)動(dong)控(kong)制調節。

     遠程集中控(kong)制，平臺端執(zhi)行燈光(guang)開關、亮(liang)度(du)調節、場景切換、運行時(shi)間設置等操作

     控制策略，根據外(wai)界(jie)環境自動控制燈光(guang)開閉；按照預(yu)設的(de)運行時(shi)間自動控制燈光(guang)；通過智能開關個性化調(diao)節所屬區域燈光(guang).

     Acrel-EIoT能源物聯(lian)網云(yun)(yun)平(ping)(ping)臺(tai)采用分(fen)層分(fen)布式結構，主(zhu)要由(you)感知層（終端采集(ji)設(she)備）、網絡(luo)層（通訊管理終端）和平(ping)(ping)臺(tai)層（能源物聯(lian)網云(yun)(yun)平(ping)(ping)臺(tai)）三個部分(fen)組成。

     ● 感(gan)知(zhi)層：連接于網絡中的各類傳感(gan)器，如：燈控(kong)回路(lu)控(kong)制器。

     ● 網絡(luo)層：智(zhi)能(neng)網關，采集感知(zhi)層的數據，進(jin)行規約(yue)轉換及(ji)存(cun)儲之后將數據上傳至(zhi)能(neng)源物(wu)聯網云平臺。

     ● 平臺層(ceng)：包含應(ying)用服務器和(he)數據(ju)服務器，可在PC端或移動端實現(xian)應(ying)用。

2.2  硬件系統的設(she)計

     硬件控(kong)制(zhi)(zhi)系統(tong)分(fen)為燈控(kong)回(hui)(hui)路控(kong)制(zhi)(zhi)器和智能網關(guan)兩個部分(fen)，其中燈控(kong)回(hui)(hui)路控(kong)制(zhi)(zhi)器主(zhu)要用(yong)于中心控(kong)制(zhi)(zhi)管理系統(tong)，分(fen)布(bu)在工(gong)廠的各個照(zhao)明配電(dian)箱環節中，采(cai)用(yong)線型(xing)接法，匯總通過(guo)智能網關(guan)通過(guo)4G至(zhi)EIOT能源(yuan)物聯網平臺，實現工(gong)廠照(zhao)明智能化控(kong)制(zhi)(zhi)。

     回路(lu)(lu)控制器采用新(xin)式的(de)單片機，其(qi)內部的(de)大容(rong)量存儲器和寄存器可(ke)以滿足工廠的(de)照明需求，而且(qie)產品(pin)性價比(bi)較(jiao)高。顯示屏(ping)主要用來反應回路(lu)(lu)分分合狀態，并具有電(dian)(dian)壓，電(dian)(dian)流(liu)、電(dian)(dian)能的(de)檢測功(gong)能，統計每一回路(lu)(lu)的(de)電(dian)(dian)能，實(shi)現精準能耗(hao)分析，并支持與第三方(fang)的(de)系統聯(lian)動。

     智能網關下(xia)行提(ti)供了標準RS485數(shu)據接口，是采集(ji)燈控(kong)回路控(kong)制器數(shu)據，轉換以(yi)4G、NB、LoRa、LoRaWAN，GPS,WiFi,CE,DP等通訊方(fang)式(shi)上傳，免調試，就可以(yi)實(shi)現數(shu)據采集(ji)以(yi)及(ji)實(shi)現控(kong)制燈具(ju)回路。

2.3 LED 照(zhao)明燈具

     工廠照(zhao)明系(xi)(xi)統中(zhong)LED智慧(hui)(hui)照(zhao)明系(xi)(xi)統的(de)(de)(de)應用(yong)具有廣闊前(qian)景，雖然(ran)LED照(zhao)明設(she)備(bei)的(de)(de)(de)成本較高，但是其的(de)(de)(de)性價比具有的(de)(de)(de)競(jing)爭力，必要的(de)(de)(de)前(qian)期(qi)(qi)投入(ru)有助于(yu)照(zhao)明系(xi)(xi)統的(de)(de)(de)合(he)理構建。相比 于(yu)傳統的(de)(de)(de)照(zhao)明網絡(luo)，使用(yong)LED照(zhao)明設(she)備(bei)的(de)(de)(de)節電量(liang)可(ke)(ke)以(yi)達到(dao)普(pu)通消耗亮量(liang)的(de)(de)(de)百分之七十(shi)以(yi)上，這(zhe)個數據(ju)是十(shi)分可(ke)(ke)觀的(de)(de)(de)，熱切在(zai)后(hou)期(qi)(qi)的(de)(de)(de)維護保(bao)養上也有很大的(de)(de)(de)優勢，可(ke)(ke)以(yi)有效(xiao)節約保(bao)養費用(yong)。LED智慧(hui)(hui)照(zhao)明系(xi)(xi)統能夠很好地滿(man)足經濟、節能、高效(xiao)的(de)(de)(de)要求(qiu)，而且LED照(zhao)明設(she)備(bei)普(pu)遍壽命較長還不(bu)易發生故障，對于(yu)前(qian)期(qi)(qi)的(de)(de)(de)成本投入(ru)可(ke)(ke)以(yi)在(zai)后(hou)期(qi)(qi)的(de)(de)(de)保(bao)養中(zhong)節約出來。

3.結束語

     通(tong)過改(gai)造前和改(gai)造后對(dui)比發(fa)現，使用EIOT能(neng)源物聯(lian)網平臺對(dui)工(gong)廠(chang)的(de)(de)安(an)全生產有很好的(de)(de)保障作用，同(tong)時還能(neng)夠(gou)有效節(jie)約成本，是工(gong)廠(chang)利(li)益實現，終完成工(gong)廠(chang)能(neng)源的(de)(de)合理利(li)用，在降低(di)成本的(de)(de)同(tong)時提(ti)高工(gong)廠(chang)盈利(li)。物聯(lian)網智能(neng)照(zhao)明系統(tong)主要是對(dui)工(gong)廠(chang)現有的(de)(de)傳統(tong)照(zhao)明系統(tong)的(de)(de)改(gai)良(liang)和探索，通(tong)過對(dui)現代化物聯(lian)網技術的(de)(de)應(ying)用，實現對(dui)整個工(gong)廠(chang)的(de)(de)智能(neng)化照(zhao)明管理。

參考文獻

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作者介紹：簡婷，女，現任職(zhi)于安科瑞電氣(qi)股份有限公司，主要研究方向為智能(neng)照明控制系統領(ling)域。