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一种新型厂房照明控制系统介绍

发表时间：2020/11/23 来源：《基层建设》2020年第22期作者：吴俊华戴磊

[导读] 摘要：一个工业厂房的照明改造项目，针对原厂房照明控制缺点进行优化，提出实际的解决办法，实现区域精细化管理，使用使其更符合现代化生产需要。

        佛山市诚德新材料有限公司广东佛山 528000
        摘要：一个工业厂房的照明改造项目，针对原厂房照明控制缺点进行优化，提出实际的解决办法，实现区域精细化管理，使用使其更符合现代化生产需要。
        关键词：厂房照明；节能降耗；安全生产
        1.前言
        目前厂房照明的控制为现场手动控制和定时器控制两种模式。当天气变化厂房变暗、生产某一区域特定要求或检修抢修等情况下，需要生产人员走到照明控制箱处手动进行操作；在厂房面积较大的情况下操作人员开/关灯效率低并存在安全隐患，不关灯现象严重电能损耗增大不符合节能原则；并且在自动化程度逐渐变高的情况下，分区照明可以与产线状态进行控制照明开/关状态符合降耗原则。因此一种实用新型的工业厂房照明智能控制系统是非常有必要的。
        2.原厂房照明控制介绍
        2.1原厂房照明控制原理
        图1为现场照明控制箱的控制原理图，采用手动操作开灯开关S1和关灯开关S2控制接触器KM1的线圈，KM1辅助触点自锁控制回路，KM1主触点控制主回路通断。
        在光照不足的情况下，需要人员送电，等光线充足后，又忘了关电而浪费电能。现场照明控制箱散落厂房的各个区域，在需要开/关灯的时候需要逐一操作十分不便。另外控制回路的电压为220V，设备老化或者操作人员不注意有触电可能。

        图1
        2.2 缺点分析
        原厂房照明的特点为一次投资成本低，维护成本低，运行操作不便，不及时关灯造
        成的浪费不符合节能降耗的原则，以下为总结的缺点。
        ① 需要操作人员移动到照明操作箱进行开/关灯控制，现场操作时效性低。
        ② 容易人为疏忽关灯不及时，耗电量增加不符合节能降耗原则。
        ③ 开/关灯操作具有一定的安全隐患。
        因此需要一种实用新型的工业厂房照明智能控制系统来给运行操作带来照明带来更便捷舒适的方法，进一步的节能降耗和保证操作人员的安全等。
        3．新型厂房照明智能控制系统介绍
        3.1新型厂房照明控制原理

图2
如图2厂房照明由工业厂房照明智能控制中心（以下简称控制中心）进行控制，根据实际厂房需求配置多个分区，如现场照明A区、现场照明B区和现场照明C区等等。每个分区设置全打开和半打开功能，根据不同需求调整厂房亮度。

        使用进行控制中心与本地分区的控制与状态反馈，无线信号收发器有效距离为1.5KM，在控制中心半径为1.5KM的圆内区域都可设置分区（超出1.5KM存在信号不稳定问题，解决此问题需要在有效范围外的分区箱与控制中心采取硬线连接的方式使控制信号与反馈信号可靠）。如图3使用无线信号收发器辅助触点KM远程开/KM远程关使得操作人员不在安全电压范围外操作设备，杜绝了触电等安全事故的可能。保留现场开关灯操作信号，当远程控制出现故障时保证现场能手动开启照明。使用信号收发器减少电缆的有效降低了设备安装难度、设备安装成本和维护难度。
        3.2硬件介绍
        控制中心的硬件配置有PLC（Programmable Logic Controller 可编程逻辑控制器）模块、电源模块和模拟量/开关量的输入输出模块。另配置一台HMI（Human Machine Interface人机界面），PLC与HMI间通讯采取PROFIBUS-DP通讯，传输速率可达12000bps。编程软件使用TIA portal V14，编程语言主要使用梯形图，画面由四部分组成，第一部分为全厂照明状态显示，第二部分为分区域照明状态显示，第三部分为手动开/关灯操作，第四部分为实际时间显示、自动开/关灯时间设置和自动模式选择功能。
        PLC选型根据主产线PLC型号进行选型确保能相互通讯，并根据产线运行状态和生产需求是否投入黑灯工厂模式达到降低厂房照明的电能消耗达到降耗目的；根据分区箱的数量和所需功能配置足量的模拟量/开关量的输入输出模块，开关量模块控制开/关灯和分区箱反馈本地/远程状态，模拟量反馈现场光照亮度的变化，使其能准确反映现场亮度变化和照明的状态。HMI内配置总监控画面、每个分区监控画面、配置定时功能和反馈功能，使每个区域能分开单独远程控制，操作简单灵活安全降低操作人员的操作成本。
        4.关于不同区域调整的实例
        4.1收发货仓库需要根据车辆进入车间情况开启厂房照明。
        答：可增加车辆检测光栅在车间门口和厂房内停车位置，当检测装置检测到车辆信号时打开厂房照明，在检测到车辆离开后根据需求调整延时关闭照明。检测信号为开关量信号同样使用无线信号收发器进行传输。
        4.2产线工艺段需要根据产线运行情况开启厂房照明。
        答：与产线PLC进行通讯，根据产线运行状态和生产需要进行逻辑编程，控制对应区域照明开关。
        4.3其他区域需要根据车间内亮度情况开启厂房照明。
        答：根据实际情况不同的区域增加若干数量的光照度变送器和无线信号收发器进行反馈厂房的关照度情况，利用反馈的信号进行逻辑编程在关照度低/高于某个值进行自动开/关照明。
        5.结论
        采取无线信号收发器代替硬线电缆进行信号传输和反馈实现了①彻底杜绝操作触电的安全隐患；②节省安装成本；③降低安装难度。
        采取PLC可编程技术进行逻辑控制实现了①提高操作开/关灯更加高效方便，在控制中心能控制所有厂房照明的开和关，可根据需求和现场亮度调整定时功能自动开/关灯；②与产线进行通讯在条件允许情况下关闭照明节能降耗。
        参考文献：
        [1]邢孝鹏．浅析PLC与触摸屏在厂房照明监控系统中的应用[J]．建筑工程技术与设计，2018，000（011）：4342
        [2]徐亮．智能照明系统在工业厂房照明设计中的应用[J]．数码设计（上），2020，009（002）：114
        [3]徐亮．智能照明系统在工业厂房照明设计中的应用[J]．数码设计（上），2020，009（002）：114
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