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        物流倉庫的智能照明控制設計

          信息來源:   發布時間:2021-08-23  點擊數:

        1 引言

        當前, 我國信息產業高速發展, 互聯網企業中以天貓、京東等為代表的電子商務平臺為居民網上購物提供了便利。放眼全球, 我國移動支付的普及程度和互聯網購物規模均遙遙領先[1]。有資料顯示, 我國在全球電子商務中所占比重已達到42%, 擁有全世界三分之一的最成功新技術企業, 年均移動支付額是美國的11倍[2]。這背后, 發達的快遞物流產業功不可沒。筆者多年來一直從事物流倉庫的電氣設計工作, 服務過普洛斯 (GLP) 、平安不動產、國內外多家知名物流產業建設單位。本文結合筆者的物流倉庫建筑電氣設計經驗和工程實例, 介紹了智能照明控制系統的組成與設計理念, 通過具體工程實現, 分析了智能照明系統的優勢及存在的問題, 可為同類工程的智能照明設計提供借鑒。

        2 工程概況及照明控制方案選擇

        在物流倉庫電氣設計中, 照明設計是非?;A而又重要的部分。圖1為某典型單層倉庫的鳥瞰圖及防火分區示意圖。

        圖1 某物流倉庫鳥瞰圖及防火分區示意圖

        圖1 某物流倉庫鳥瞰圖及防火分區示意圖   下載原圖


        圖1 某物流倉庫鳥瞰圖及防火分區示意圖

        圖1 某物流倉庫鳥瞰圖及防火分區示意圖   下載原圖


        該工程中, 倉庫分為4個防火分區, 建成驗收后, 建設單位擬將每一分區單獨出租。每個分區均留有配電間, 整座倉庫設置1間總配電間。每一分區的照明和動力配電箱統一放置在配電間內。

        倉庫中, 照明燈具較多, 翹板開關的額定電流較小, 往往無法滿足實際使用要求。當前市場上的斷路器大多具有隔離功能, 可做功能性開關[3], 但操作不方便, 且不適合倉庫照明等頻繁操作的場合。另一種可行的方式是采用接觸器控制。接觸器適用于頻繁操作的場合, 以本工程為例, 1個倉庫分區含24個左右獨立照明回路, 這些照明回路的二次回路使得配電箱尺寸較大, 內部接線較多。那么, 控制箱上的控制按鈕至少需要24×2=48個 (每個回路至少包含1個啟動按鈕和停止按鈕) 。在實際使用時, 為便于操作, 物流管理方往往要求照明控制按鈕箱設置在每個防火分區主門 (叉車坡道門) 側。這樣兩地控制的操作要求需要從照明配電箱拉至少24×3=72根線, 線纜較多, 施工繁瑣, 也為今后使用維護帶來不便。

        GB 51157—2016《物流建筑設計規范》第13.2.1-3條中指出:物流建筑照明應分區控制;高大空間、公共場所照明、室外照明宜采用集中智能控制方式[4]。本工程為物流倉庫, 且面積較大, 照明方案適宜采用智能照明控制系統。智能照明控制系統 (Intelligent Lighting Control System) 可通過預先設定的程序、控制模塊、控制面板等實現場景控制、定時控制、恒照度控制、紅外線控制、就地控制、集中控制、群組組合控制等多種控制模式[5], 從而達到集中控制、節約電能等目標。

        3 系統組成

        本工程采用某品牌的總線制照明控制系統 (以下簡稱為A-Bus) , 總線標準為KNX, 基本的架構如圖2所示。

        圖2 智能照明控制系統架構

        圖2 智能照明控制系統架構   下載原圖


        我們知道, 目前在樓宇自動化領域, KNX標準是唯一符合ISO/IEC14543和歐洲標準EN500990、CE13321要求的開放式國際標準[6]。采用通用標準, 可保證產品只要符合KNX標準, 就能實現互換性, 進而做到不同廠商不同產品間的無縫兼容, 從而提高可維護性和可擴展性。在該系統中, 所有的設備及整個系統通過ETS工具軟件 (Engineering Tool Software) 編制定義, 系統中的設備除電源模塊外, 均擁有唯一的物理地址。具體的物理地址根據實際工程拓撲結構確定, 從設計階段就考慮今后的實際使用, 以確保工程能順利施工、投入使用。

        從圖2中看出, 智能照明控制系統的主要設備包括總線電源、開關驅動器、調光驅動器、智能面板、傳感器、干接點輸入模塊等。

        總線電源模塊是KNX/EIB系統標準供電源、為總線上的各個模塊提供電源、耦合總線信號, 使總線上各設備工作在DC 30V安全低電壓下。開關驅動器為功能性開關, 不僅可實現翹板開關、接觸器的開關功能, 同時還具有邏輯控制、延時開關、預設、場景、閾值開關等功能。調光驅動器可輸出0~10V調光信號, 對具有0~10V調光接口的燈具進行調光。由于可調光燈具成本較高, 而物流倉庫對照度的要求并非十分敏感, 因此, 本項目不采用調光驅動器及配套的可調光燈具。智能面板外觀類似普通翹板開關, 用于接收按鍵觸動信號, 可通過區分短按與長按并結合不同參數配置實現開關、調光、場景、調溫、報警等功能。傳感器為人體感應及光照度二合一傳感器, 通過探測光照度和人體感應, 將感應信息傳遞給其他設備裝置 (如調光器、開關驅動器) , 以實現其相應功能。

        在本工程采用的系統中, 所有受控的負載直接與控制系統的驅動器相連, 所有傳感器 (如智能面板、傳感器) 和驅動器 (如開關驅動器和調光驅動器) 都通過KNX總線線纜相互連接在一起。當智能面板按下或者傳感器監測到光照度或人體移動時, 通過KNX總線線纜向設定的驅動器發送信號 (以電信號的形式發送) , 從而控制相應的負載 (燈具、開窗器等) 。

        4 系統實現

        以本工程防火分區一的存儲區為例。通過照度計算, 采用普通T84×45W高效熒光燈盤共80個 (不采用可調光燈具以控制成本) 。智能照明控制系統配備:總線電源、開關驅動器、智能面板、傳感器、總線線纜 (RVSP2×2×0.8) 等。各智能設備通過手拉手相連形成一條總線, 各驅動模塊與智能面板及傳感器通過控制總線相連形成線路。驅動模塊采用標準DIN導軌安裝, 智能面板采用標準86盒安裝, 傳感器采用吸頂安裝。

        圖3是智能照明控制系統接線示意圖。

        圖3 智能照明控制系統接線示意圖

        圖3 智能照明控制系統接線示意圖   下載原圖


        在分區設備連接好的基礎上, 通過KNX-Bus總線, 接到中央監控室內??刂剖覂扰鋫渑c設備配套的網關、交換機、主機等設備。隨后, 即可進入施工后的調試驗收階段。

        圖4是某倉庫智能照明控制系統圖。

        圖4 某倉庫智能照明控制系統圖

        圖4 某倉庫智能照明控制系統圖   下載原圖


        5 系統優缺點分析

        從本工程案例中可以看出, 該智能照明控制系統具有以下優點:

        1) 采用通用KNX總線標準, 產品只要符合該標準, 便可實現互換性, 做到不同廠商、不同產品間無縫兼容, 可維護性好;

        2) 分布總線式結構, 系統內各智能模塊不依賴其他模塊獨立工作, 可靠性高;

        3) 多點共同控制時, 無需增加連接線數量, 系統內任一點的控制方式, 只需通過設備參數設置實現;

        4) 可在移動終端 (手機、平板電腦) 等實現智能控制, 操作更加便捷, 也更加人性化;

        5) 系統控制方式多樣, 可實現就地智能面板控制、人體感應控制、光線感應控制、集中控制等, 進一步開發升級, 還可實現定時控制、場景預設控制等功能;

        6) 可與消防系統聯動, 在出現消防報警時, 方便控制照明回路通斷, 利于人員疏散;

        7) 總線元件及現場控制面板運行在DC 30V低電壓下, 安全性更高;

        8) 總線制系統, 接線方便簡潔, 便于使用及維護。

        與傳統翹板開關或接觸器控制相比, 智能照明控制系統優勢明顯, 但現階段推廣使用的主要問題在于成本方面較傳統控制方式高。在實際工程中, 建議要事先征得建設單位同意。但筆者相信, 隨著生產廠商的增加及技術更加成熟, 智能照明控制系統的成本會越來越低, 使用也會越來越廣泛。

        6 結語

        互聯網時代電子商務的發展推動了物流倉庫類建筑的建設需求, 智能照明技術的發展也使得物流建筑照明更加智能, 也更加環保。筆者相信, 隨著智能照明等新技術的發展及成本的降低, 其在物流建筑中的應用一定會越來越廣泛。讓我國的物流倉庫更加智能化, 更好地為物流產業發展服務。

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