安科瑞 陳聰

【摘要】：隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，許多場(chǎng)所針對(duì)照明合理應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)照明系統(tǒng)，照明作為工廠(chǎng)的重要能耗之一，工廠(chǎng)的照明智能化控制，如何優(yōu)化控制、提高能源的利用率，達(dá)到節(jié)約能源的目的。將互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)應(yīng)用到工廠(chǎng)照明系統(tǒng)，則可以實(shí)現(xiàn)對(duì)工廠(chǎng)照明系統(tǒng)的回路控制和能耗統(tǒng)計(jì)管理，達(dá)到合理的智能管理模式。本文就是從EIOT能源物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用角度對(duì)工廠(chǎng)智能照明系統(tǒng)的建立進(jìn)行改造。

【關(guān)鍵字】：工廠(chǎng)照明智能化控制；物聯(lián)網(wǎng)；節(jié)能設(shè)計(jì)

0 引言

據(jù)大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示在大型工廠(chǎng)照明供電方面耗電量占比為全國(guó)總電量的百分之十七以上，甚至在一些偏遠(yuǎn)地區(qū)，工廠(chǎng)照明耗電量是工廠(chǎng)所不能承擔(dān)的。所以為了降低工廠(chǎng)的生產(chǎn)成本，擴(kuò)大盈利占比，工廠(chǎng)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(guó)家發(fā)展的重要過(guò)程。傳統(tǒng)的工廠(chǎng)照明系統(tǒng)都是由人為管控的，有些較為的工廠(chǎng)則是使用特定的單片機(jī)通過(guò)預(yù)先設(shè)定的系統(tǒng)來(lái)完成控電管理的，這些傳統(tǒng)的供電管理模式無(wú)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(wèn)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(wèn)題時(shí)人們才會(huì)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)電路發(fā)生故障，所以我們要著重研究基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工廠(chǎng)智能照明系統(tǒng)。

1 基于EIOT物聯(lián)網(wǎng)的照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)的探究

 經(jīng)過(guò)對(duì)個(gè)種傳統(tǒng)工廠(chǎng)用電照明系統(tǒng)的研究分析，對(duì)比發(fā)現(xiàn)，要將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到工廠(chǎng)的照明一通當(dāng)中，其主要的目標(biāo)是為了實(shí)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(mǎn)足工廠(chǎng)日常工作所需用電量供給，對(duì)于設(shè)備大多數(shù)工廠(chǎng)是實(shí)行二十四小時(shí)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(chǎng)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(shí)間對(duì)照明設(shè)備的實(shí)時(shí)控制管理既照明系統(tǒng)的智能化控制，常規(guī)的工廠(chǎng)照明系統(tǒng)采用人工和定時(shí)開(kāi)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較大地問(wèn)題，管理難度大，故障發(fā)生率高，這些都是不易解決的問(wèn)題，很難克服。特別是不能根據(jù)實(shí)際使用情況對(duì)照明設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)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(tái)能夠根據(jù)外界環(huán)境變化自動(dòng)調(diào)節(jié)照明亮度，對(duì)照明系統(tǒng)的及時(shí)合理管控是傳統(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(duì)資源的合理利用度較高，同時(shí)使用物聯(lián)網(wǎng)照明系統(tǒng)控制是通過(guò)設(shè)計(jì)與安裝智能網(wǎng)關(guān)和燈控回路控制器的方式對(duì)每個(gè)照明是被進(jìn)行自動(dòng)控制調(diào)節(jié)的，這一方式不僅實(shí)現(xiàn)了照明系統(tǒng)的智能化管控，而且還減少了工廠(chǎng)的用電量降低了運(yùn)行費(fèi)用。其中較為關(guān)鍵的是保障了工廠(chǎng)的生產(chǎn)，對(duì)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(shí)自動(dòng)檢測(cè)出來(lái)并及時(shí)報(bào)警，降低了安全隱患。

2 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工廠(chǎng)照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)改造方案

2.1  EOIT物聯(lián)網(wǎng)照明系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

EIoT能源物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)放平臺(tái)是一套基于物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中臺(tái)，執(zhí)行統(tǒng)一的上下行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，為互聯(lián)網(wǎng)用戶(hù)提供能源物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)服務(wù)的平臺(tái)。其中物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中軟件平臺(tái)是整個(gè)照明系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能管理的技術(shù)核心，對(duì)于工廠(chǎng)不同環(huán)境區(qū)域的不同照明需求，系統(tǒng)做出針對(duì)性的規(guī)劃管理;對(duì)不同的照明需求區(qū)域采取不同的照明系統(tǒng)，通過(guò)日照變化自動(dòng)調(diào)節(jié)照明系統(tǒng)的工作狀態(tài);同時(shí)采取根據(jù)天文時(shí)鐘自動(dòng)計(jì)算出日出日落時(shí)間使系統(tǒng)可以根據(jù)外界的光線(xiàn)明暗程度進(jìn)行自動(dòng)控制調(diào)節(jié)。

遠(yuǎn)程集中控制，平臺(tái)端執(zhí)行燈光開(kāi)關(guān)、亮度調(diào)節(jié)、場(chǎng)景切換、運(yùn)行時(shí)間設(shè)置等操作

控制策略，根據(jù)外界環(huán)境自動(dòng)控制燈光開(kāi)閉；按照預(yù)設(shè)的運(yùn)行時(shí)間自動(dòng)控制燈光；通過(guò)智能開(kāi)關(guān)個(gè)性化調(diào)節(jié)所屬區(qū)域燈光.

Acrel-EIoT能源物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，主要由感知層（終端采集設(shè)備）、網(wǎng)絡(luò)層（通訊管理終端）和平臺(tái)層（能源物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)）三個(gè)部分組成。

● 感知層：連接于網(wǎng)絡(luò)中的各類(lèi)傳感器，如：燈控回路控制器。

● 網(wǎng)絡(luò)層：智能網(wǎng)關(guān)，采集感知層的數(shù)據(jù)，進(jìn)行規(guī)約轉(zhuǎn)換及存儲(chǔ)之后將數(shù)據(jù)上傳至能源物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)。

● 平臺(tái)層：包含應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器，可在PC端或移動(dòng)端實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。

2.2  硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

硬件控制系統(tǒng)分為燈控回路控制器和智能網(wǎng)關(guān)兩個(gè)部分，其中燈控回路控制器主要用于中心控制管理系統(tǒng)，分布在工廠(chǎng)的各個(gè)照明配電箱環(huán)節(jié)中，采用線(xiàn)型接法，匯總通過(guò)智能網(wǎng)關(guān)通過(guò)4G至EIOT能源物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)工廠(chǎng)照明智能化控制。

回路控制器采用較新式的單片機(jī)，其內(nèi)部的大容量存儲(chǔ)器和寄存器可以滿(mǎn)足工廠(chǎng)的照明需求，而且產(chǎn)品性?xún)r(jià)比較高。顯示屏主要用來(lái)反應(yīng)回路分分合狀態(tài)，并具有電壓，電流、電能的檢測(cè)功能，統(tǒng)計(jì)每一回路的電能，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確能耗分析，并支持與第三方的系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)。

智能網(wǎng)關(guān)下行提供了標(biāo)準(zhǔn)RS485數(shù)據(jù)接口，是采集燈控回路控制器數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換以4G、NB、LoRa、LoRaWAN，GPS,WiFi,CE,DP等通訊方式上傳，免調(diào)試，就可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集以及實(shí)現(xiàn)控制燈具回路。

改造前

改造后

2.3 LED照明燈具

工廠(chǎng)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?xún)r(jià)比具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)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(gè)數(shù)據(jù)是十分可觀(guān)的，熱切在后期的維護(hù)保養(yǎng)上也有很大的優(yōu)勢(shì)，可以合理節(jié)約保養(yǎng)費(fèi)用。LED智慧照明系統(tǒng)能夠很好地滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、合理的要求，而且LED照明設(shè)備普遍壽命較長(zhǎng)還不易發(fā)生故障，對(duì)于前期的成本投入可以在后期的保養(yǎng)中節(jié)約出來(lái)。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)改造前和改造后對(duì)比發(fā)現(xiàn)，使用EIOT能源物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)對(duì)工廠(chǎng)的安全生產(chǎn)有很好的保障作用，同時(shí)還能夠合理節(jié)約成本，是工廠(chǎng)利益實(shí)現(xiàn)較大化，終完成工廠(chǎng)能源的合理利用，在降低成本的同時(shí)提高工廠(chǎng)盈利。物聯(lián)網(wǎng)智能照明系統(tǒng)主要是對(duì)工廠(chǎng)現(xiàn)有的傳統(tǒng)照明系統(tǒng)的改良和探索，通過(guò)對(duì)現(xiàn)代化物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)工廠(chǎng)的智能化照明管理。

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