电气自动化技术在照明工程中的应用
王宇航 王舟济 赵锦虎
生成PDF 清样下载 引用

复制成功

导出题录

参考文献( GB/T 7714-2015 ) 复制

王宇航 王舟济 赵锦虎,. 电气自动化技术在照明工程中的应用[J]. 中国航空航天科学,2024.6. DOI:10.12721/ccn.2024.157360.
摘要: 近年来,我国的城市化进程有了很大进展,照明工程建设越来越多。电气自动化技术在照明工程中的应用有助于推动照明系统的智能化、节能化和可持续发展。因此,文章就电气自动化技术在照明工程中的应用进行研究,以期为城市照明工程的规划提供理论参考。
关键词: 电气自动化;照明工程;自动化控制
DOI:10.12721/ccn.2024.157360
基金资助:

引言

随着全球能源危机的加剧和绿色环保意识的提高,照明系统作为能源消耗的重要部分,其效率和智能化水平的提升显得尤为迫切。电气自动化技术通过集成先进的传感器技术、控制算法、通信协议及人机交互界面,为照明系统的节能减排、智能管理和维护提供了可行的技术解决方案。特别是在智能建筑和智慧城市的构建中,通过电气自动化技术对照明系统进行实时监控、智能调度和远程控制,显著提高了能源使用效率,减少了运维成本,同时也提升了用户的使用体验。

1电气自动化技术

电气自动化技术融合了电气工程、自动控制、计算机科学等多个学科的知识,通过引入自动化控制系统和智能化设备,可以利用传感器感知环境信息以及预设的条件,自动调节设备的运行状态,从而实现对设备和系统的自动化管理和优化。传感器还可以实时监测设备状态,及时发现设备故障或异常情况,进行远程控制,并采取相应的措施加以处理,确保系统的稳定运行和安全性,从而支撑工业生产和社会发展。

2电气自动化技术在照明工程中的应用设计

2.1照明灯具

电气自动化技术的应用不仅使照明灯具的控制更加精确和高效,而且通过引入智能调光、色温调节、故障自诊断等功能,极大地提高了照明系统的整体性能和用户体验。在此基础上,详细明确各类型照明灯具的规格及其用电要求,对于设计和实施高效能照明系统至关重要。LED灯具是目前应用最广泛的照明设备之一,以其高光效、长寿命和低能耗的特性被广泛应用于各种照明场合。典型的LED照明灯具光效可达130lm/W以上,寿命通常可达50000h,相比传统照明灯具,如卤钨灯(光效约为20~30lm/W,寿命约为2000~3000h)和荧光灯(光效约为60~100lm/W,寿命约为8000~10000h),LED灯具性能优势显著。在用电要求方面,LED灯具支持宽电压(如85~265VAC)输入,并可以通过DC-DC转换器实现低电压(如3~36VDC)驱动,以满足不同应用场景的需求。智能照明系统中,照明灯具通常集成有传感器和微控制单元(Microcontroller Unit,MCU),能够实现环境亮度自适应调节、人体感应控制、远程控制等智能功能。例如,一个典型的智能LED照明灯具可能配置有光照强度传感器、红外人体感应传感器等,并通过Wi-Fi或蓝牙模块与智能家居系统连接。在此配置下,照明灯具能够根据环境光线自动调节亮度,或在检测到人体活动时自动开启与关闭,进一步优化了能源利用效率。为了满足特定的照明需求,如工业照明、道路照明等,照明灯具的规格和用电要求也会有所不同。例如,高效能道路照明LED灯具参数可设计为输入功率120W,光通量15600lm,光效130lm/W,配备专门的光学透镜以优化道路照明的光分布。此类灯具的设计还需考虑到户外使用的防水防尘等级(如IP65)和抗风压能力,确保长期稳定运行。

2.2应用绿色照明技术

绿色照明技术作为建筑电气照明系统智能化的核心技术之一,运用了先进的照明设备与系列设计达到提升照明效果与能耗比例的目的,如今已被广泛应用,其中LED照明设备逐渐成为绿色照明技术的主流选项,其显著优势体现在高光效(每瓦流明数高达120lm/W)、低能耗(可比传统白炽灯节能80%以上)以及长寿命(可达50000h以上)等方面。绿色照明技术还注重智能调光和人性化照明设计,运用合理的调光曲线(例如DALI),实现不同光环境(如白天与夜间)下用户在照明舒适度方面的偏好满足。此外,绿色照明技术还通过实时分析照明区域的功耗数据(如每平方米每小时瓦特数和照明时间),进而实施动态照明调节,确保在保障照明质量的前提下实现节能,不仅有利于打造健康舒适的照明环境,还能减少照明设备在无人使用场景下的功耗(如感应照明等),从而进一步优化照明系统的总能耗表现。绿色照明技术的推广与普及对于节约能源、降低碳排放、满足人类对照明环境舒适度需求等方面具有重大意义,未来更是有望在智慧城市、工业照明、医疗照明等多领域实现更广泛的应用。

2.3人工智能与数据分析

人工智能技术可以实现对照明系统的智能化管理和优化。通过数据分析和机器学习算法,可以实现对照明设备的自动化控制和智能调节,根据实时数据和环境条件优化照明方案。其次,人工智能技术可以实现对照明系统的预测维护和故障诊断。通过数据采集和分析,可以实现对照明设备运行状态的实时监测和预测,及时发现和解决问题,减少停机时间和维修成本。

2.4电力物联网建设下的智能照明

智能照明系统不仅能够实现传统的照明功能,更重要的是能够在电力资源的分配和利用上实现极大的优化,通过智能控制和管理,有效提升能源使用效率,降低运维成本,同时为用户提供更为舒适和安全的光环境。在电力物联网框架下的智能照明系统依托于高速发展的物联网技术,通过安装在各个照明节点上的智能传感器、控制器和执行器等设备,实现对照明系统全面的监测、控制和管理。这些智能设备能够实时收集光照强度、能耗、环境温湿度及人员活动等数据,通过无线网络将数据传输至中央控制系统。

2.5采用整体节能设计

建筑电气照明系统节能化要从设计源头开始,在建筑物设计阶段需要综合考虑建筑物的导光体系、采光设备、照明负荷等因素,确保整体设计符合绿色建筑的理念。在照明系统规划及设备选型时,要优先选用节能设备、兼容性较好的照明控制设备,同时考虑将节能措施融入各个环节,以确保系统的高效运行。首先,采用基于人体热红外感应的P.I.R.感应器,实现照明设备在人员离开后自动关闭,有效减少能耗;其次,在照明系统中加入光线传感器,以监测环境光线变化自动调节照明设备亮度,实现室内恒定光照水平,为用户提供合适的光环境;最后,在空调、供电、通风等设施规划中,照明系统与其他设施协同优化的策略也是关键,根据照明系统设备实时提供的数据自动调整空调温度、设备开启与关闭等参数,以使建筑物整体实现高能效。

结语

综上所述,基于建筑电气照明系统智能化及节能化的研究表明,当前人们正处于一个绿色建筑和可持续发展的时代,通过采用高效能LED照明设备、光线控制与分区调光策略、智能照明控制系统以及整体节能设计等多个措施,有望提升建筑照明系统照明品质的同时大幅降低能耗,减轻对环境的负担。展望未来,随着节能和绿色理念更为深入人心,建筑电气照明系统领域将在技术和管理上不断探索和创新,从设计应用、选材到施工,都将更加注重绿色技术的整合与智能化管理的实现,通过实施这些高效的智能化、节能化措施,建筑照明系统将为构建绿色、可持续的未来发挥更加重要的作用。

参考文献

[1]张凯,陈洪波,张阳.基于节能与智能控制的建筑照明系统设计研究[J].现代建筑电气,2019,39(2):34-37.

[2]刘文恩,蔡思洁,姜鹏程.用于智能建筑的照明系统节能优化策略研究[J].电力需求侧管理,2020,20(3):91-95.

[3]许馨尹,刘梦杰,付保川.室内智能照明控制系统综述[J].苏州科技大学学报,2023(2):11-19.

》在线投稿系统

*文章题目:
*作者姓名:
*电子邮箱:
*通讯地址:
*联系方式:

  备      注:

*上传稿件:

支持上传.doc,.docx,.pdf,.txt,.wps文件

投稿须知:

1、审稿结果将于1~7个工作日以邮件告知,请注意查收(包含录用通知书、审稿意见、知网CNKI查重报告)。

2、提交投稿后,若7个工作日之内未接到录用通知,则说明该文章未被录用,请另投他刊。

3、凡投寄本刊稿件,如在内容上有侵权行为或不妥之处,均应文责自负。本刊有权对来稿进行文字编辑、加工和修改,如不同意,请附说明,以便妥善处理。

4、多作者文稿署名时须征得其他作者同意,排好先后次序,通知用稿后不再改动。

5、凡投往本刊稿件一经录用发表,其版权归本刊所有。

6、本刊已全文录入中国知网、万方、维普等数据库,如作者不同意被收录,请提前申明,未申明者,本刊一律视为同意被收录。

7、请勿一稿多投。