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地铁车站智能照明控制系统分析

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1地铁车站中照明分类及控制

  根据区域的不同,地铁车站的正常照明分为设备区照明和公共区照明(含出入口照明)。设备区照明一般采用跷板开关设置于房间门口控制。

  对于面积较大的房间,灯具较多时,采用双联、三联、四联开关或多个开关进行控制。由于地铁的设备房间只允许有权限的工作人员进入,因此基本能够做到人来开灯,人走灭灯的节电运行。

  对于公共区来说,既要保证一定照度和均匀度等照明效果,又要控制长明灯的数量,就不得不通过增加照明配电箱的回路,并进行交叉布线等方式来搭建复杂的配电线路,通过控制照明回路来实现节电的功能。

  2地铁车站公共区的照明要求

  给广大乘客提供舒适的照明环境,使照明具有人性化;

  通过合理的管理,在需要的时间、区域打开灯具,优化能源利用率;

  设置便于操作和管理、灵活多变、维护成本低廉的照明控制系统。

  3传统地铁车站的照明控制设计

  站台公共区照明主要包括正常照明和疏散照明,其中正常照明由基本照明和叠加照明两部分构成,各占整个正常照明容量的约50%;正常状态下,疏散照明作为基本照明的一部分进行设置。

  在传统的照明控制系统中,车站公共区的照明通过两种类型的照明配电箱(基本照明配电箱和叠加照明配电箱)进行配电,并通过设备管理系统(简称BAS系统)进行控制:在运营高峰时,全部打开;在运营高峰过后可关闭叠加照明,由基本照明和疏散照明作为公共区照明;在运行结束后可根据需要关闭全部基本照明,由疏散照明作为公共区值班和保安照明。

  车站公共区正常照明由照明配电室就地控制、通过设在车站综合控制室的BAS系统集中控制、控制中心远程监控。根据时段(客流的多少)分部控制灯具,进行全亮、部分亮以及全不亮的控制,从而做到相对的节能控制。

4智能照明控制系统

  4.1系统简述

  智能照明控制系统是一种由现场数据总线构成的分布式控制网络照明管理系统。所有部件都内置处理器,网上每个部件都有一个地址,通过总线将所有部件解裂组成一个控制网络。

  智能照明控制系统由控制部件、执行部件、监控部件和网络部件等组成。控制部件包括控制面板、触摸显示屏、探测器、控制器、智能时钟、用户编辑器等;执行部件含调光模块、开关模块等;监控部件含通信电缆、网关等。智能照明控制系统可以根据系统需要,通过各控制器和面板进行编程实现对各灯或回路的亮度控制,从而达到不同的灯光场景和系统控制的效果。智能照明控制系统图如下图所示。

  4.2系统特点

  智能照明控制系统具有以下几个特点:

  (1)智能照明控制系统控制方式多样化。现场面板手动控制、光感控制、移动感应控制、红外线遥控、定时控制、场景控制、中央控制。

  (2)智能照明控制系统控制模块的尺寸为标准模数化设计,体积小,不需要另外增加控制箱。

  (3)全分散模块化结构,元件可分散放置,每个元件均内置微处理器,每个元件可独立工作,不需要主机控制,元件之间为对等关系,任何一个元件损坏不会影响其它元件的运行。

  (4)在地下车站的出入口和地上站中可安装光线感应器,可根据自然光的照度,自动控制灯光的开关,在自然光线充足时,可自动将灯光关闭,以达到节能的目的。

  (5)可与消防联动,在消防报警时将广告照明和正常照明切断,并可设置消防报警控制的优先级别为最高,在消防报警时,现场面板或定时控制将不起作用,提高了安全性。

  (6)具有系统设备监视功能,能够监视系统内分布于不同地点不同配电箱的设备通讯状态,一旦发现有设备不能正常通讯,立即在中控电脑上显示,便于运营部门的维护。

  4.3典型车站智能照明控制系统的设计

  智能照明控制系统主要用于车站公共区(站厅层公共区、站台层公共区)及出入口走道的正常照明。智能照明控制系统的主机设置于车站控制室,通过通讯线与照明配电箱内的控制模块以及设置在现场的控制面板相连,进行控制信号的传递。

 站厅层公共区:站厅层公共区正常照明共设置4个照明配电箱(以车站中心里程为界,左右各设两个照明配电箱)。每个照明配电箱内各设置8个回路,并设置一个智能照明系统的控制模块。在站厅的值班室内设置智能控制面板,根据客流的多少可预置多种灯光场景,以适应不同场合的灯光需求,供工作人员任意选择,既方便管理又节约能源。预置控制模式主要有全开模式、省电模式、深夜模式和清扫模式。当车站在每天的高峰期运营时,客流量相当大,站厅层公共区照明进入全开模式;当车站在非高峰期运营时,站厅层公共区照明进入省电模式,可以打开整个公共区20%~50%的灯具,这样可以大大节省电能;车站每天停运前需要对公共区进行清扫,此时公共区的照明进入清扫模式,只需打开20%~30%的灯具;深夜期间,车站进入停运状态,可以关闭公共区所有的正常照明,仅留应急照明。

  站台层公共区:设置4个照明配电箱(以车站中心里程为界,左右各设两个照明配电箱)。每个照明配电箱内各设置6个回路,并设置一个智能照明系统的控制模块。在站厅的值班室内设置智能控制面板,具体的控制模式与站厅层公共区的照明控制模式一样。

  出入口:以车站中心里程为界,左右各设置一个照明配电箱给出入口的灯具进行配电,每个照明配电箱内设置一个智能照明系统的控制模块,并根据出入口的长度不同每个出入口可以设4~6条照明回路,通过时钟控制模块进行定时控制,每天10:00—23:00定时打开所有照明回路;每天23:00—次日7:00的时段里,可设置定时关闭所有普通照明回路,打开应急照明回路,从而达到节能的效果。

  也可通过智能面板就地控制,在站厅的值班室安装一个智能控制面板,可参考站厅层公共区的照明控制模式确定开灯的回路数量。

  5智能照明控制系统与传统控制系统的比较

  5.1控制形式的比较

  传统的照明控制方案是基于BAS系统进行的,只能对照明设施进行简单的群组控制、时间控制,智能照明控制系统能够对车站的照明进行智能化的管理,达到根据用户的需求对每一路照明回路进行控制群组控制、时间控制,还增加了对照明设施进行场景控制、调光控制及传感器控制等功能。

  如果利用BAS系统对每一路照明回路进行控制,需要增加照明箱的体积,同时BAS系统的I/O模块也需相应的增加;智能照明控制系统采用模块化,不需要增加照明箱体积的基础上就可以达到上述的群组控制、时间控制。

  5.2与车站BAS接口的比较

  传统照明控制系统通过接触器与二次控制元件实现BAS系统的自动控制,根据二次控制元器件放置的位置不同,可采用集中式和分散式,分散式即控制元器件放置在每一个配电箱内;集中式即在某一房间(值班室或配电室)集中设置一个控制箱,每个照明的二次控制元件集中放置在该控制箱,通过控制电缆将控制信号连接到现场配电箱的接触器。传统照明控制系统与BAS系统的接口界面在照明控制箱的二次端子,接口形式是无源干接点。

智能照明控制系统为内部独立的系统,内部接线通过总线形式,与BAS系统接口界面在智能照明控制系统的主机,接口形式为通讯接口。这样BAS系统可以节省很多的连接线。

  5.3投资比较

  传统照明控制系统可通过BAS系统对照明进行简单的节能的控制。当采用智能照明系统后,可以将照明回路划分的更加详细,控制方式也更加多样化,因此就更加节能。

  对于一个典型地铁车站采用智能照明系统比传统照明控制系统需要增加投资约15万。按前文所述智能照明控制系统的设计方案,对车站72路照明回路进行控制。假设每路使用电流为3A,可比传统的控制可以节省20%~30%的电量,每天车站照明时间为14个小时,则每天可以节省166kWh电量。按每度电0.8元计费,每年可以节省电费4.86万元,运营三年多即可收回一次性投资。

  此外,采用智能照明控制系统还可以保护延长灯具的运营寿命,减少车站的检修维护费用,减少安装布线的开支。

设计解读
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智能路灯监控终端又称作智能路灯控制器、路灯三遥监控终端等,是开开物联自主研发生产的新一代智能照明监控终端,集手动控制、自动控制、定时控制、遥控、遥信、遥测、无线远程通信等功能于一身。智能路灯监控终端采用主控终端+九路电流电压采集终端通过RS485接口手拉手组合而成,支持测量9路电流、9路电压、有功功率、无功功率、功率因数,总电能及单相电能。
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