一八三 - 二一五八 - 零一二六
概括:
本文阐述了智能照明控制系统在现代建筑工程中的优势,并对如何解决技术在实际应用中遇到的问题提出了建议。
关键词
:智能照明控制系统应用节能
介绍
随着人们物质和精神生活水平的不断提高,对生活也有了更高的追求,逐渐趋向于发展更加舒适、安全、高效、节能的环境楼宇照明自控电路图解法,对建筑照明技术的要求也越来越高明显的。 新兴的“智能照明”技术是现代计算机技术、控制技术、通信技术和建筑照明技术的有机结合。 与传统照明技术相比,它在各个方面都具有优势。 但这项技术在实际应用和推广中还存在一些问题。 笔者分析了智能照明控制系统的优点,并对实际应用中存在的问题进行了探讨。
一、智能照明控制系统概述
顾名思义,智能照明控制就是将照明范围划分为多个区域,根据某一区域在不同时间段的功能使用,自动控制照明灯具,实现集中统一管理。该系统既可以实现环境照明控制和
控制
照明节能,还可以预设照明场景,然后根据时间地点功能自动调整场景。
一、控制原理及系统组成
灯光控制系统配备中央监控系统和监控系统软件灯光柜,采用智能监控系统、管理分散实施的方式。 中央安全监控系统具有操作计算机、主通讯面板等基础设施,对整个系统进行控制和管理。 控制代码通过互联网与各智能控制柜的可编程控制器进行通讯。 此外,接受智能控制柜内可编程控制器的自动、手动工作状态和灯具的开关状态,采取有效措施解决异常情况。 系统由输入模块(包括输入电源开关、场景电源开关、触摸屏、对比度传感器、红外探头等)组成。 )、衍生控制面板(包括智能电磁阀、智能调光器模拟量输入),三部分:功能模块(包括系统软件供电电路、系统时钟、网络通讯线)。 (如图)。
二、控制范围及作用
荧光灯和荧光管(专用电子镇流器)适用于智能控制系统、节能灯、石英灯等调光光源,满足不同环境下的照明规定。 应用领域包括:世博会、航站楼、汽车站、体育场馆、大型商场等大型公共建筑。 历史博物馆、艺术博物馆、公共图书馆等文化建筑和教学工程建筑; 宴会厅、多功能会议室、大型会议室、大厅、走廊等场所。 五星级酒店和高档写字楼。 智能控制系统可实现以下控制功能:
1、时钟控制:通过时间设置可以实现对每个照明区域的不同控制。
2、调光控制:通过照度检测器和调光模块,使各区域的照度值始终在预设值范围内。
3、区域场景控制:通过操作面板和调光模块实现各照明区域的场景切换控制;
4、声控:通过声控探测器和调光开关模块,实现对各个照明区域的控制开关控制。
5、手动控制器控制; 通过红外遥控器,可以在正常情况下实现对各区域灯光设备的手动控制和区域场景控制。
6、应急照明控制:系统控制特殊区域的应急照明。
2、智能照明控制系统的优势
与其他灯光控制方式相比,采用智能灯光控制系统的优势主要有以下几点。
1.节能效果好
节能是智能控制系统的主要目的和关键优势。 系统采用定时、分级、减光、智能传感等控制措施,既实现了“定时开关机”的同步控制,又在一定程度上节约了电能。 系统软件设计合理,管理方法好,照明节能可达30%左右。
2.延长光源寿命
光源损坏的一个重要原因是电网电压的波动。 智能照明系统具有限压、扼流滤波等功能,可抑制电网浪涌电压。 软启动和软关断技术避免了过压、欠压和冲击电压对光源造成的损坏,通常可延长光源寿命2-4倍。
3.安全性高
人体接触到的现场控制面板不是电压,而是安全的低电压等。
三、实际应用中存在的问题
根据以上分析,在建筑工程中采用智能照明控制系统,具有节能、舒适、高效、安全等显着优势。 就目前的技术而言,实现整个建筑照明系统的智能化控制也是可行的。 但在实际应用中存在一些困惑和矛盾,导致该技术难以普及。
问题一:在智能建筑照明系统设计中,有常规照明控制、楼宇自动化系统(BAS)照明监控、智能照明系统控制等控制方式。 对系统差异的认识不够。
在实际应用中,应根据工程的实际情况和建筑物的功能要求来选择方案。
1)对于单一业主的建筑,建筑功能和使用要求明确,系统安装和管理方便,智能照明系统是更好的选择。
2)对于结构复杂的楼宇,尤其是业主根据自己的要求进行房屋装修,安装、控制、管理难度大。 公共区域的照明系统可以纳入BAS,实现部分照明系统。 智能管理控制,其他部分采用传统开关控制方式。
3)公共建筑中为客户服务的公共区域,如(多媒体)会议室、展览厅、多功能厅、大堂等,这些区域往往需要进行调光控制和场景控制,最好采用独立的智能照明系统选择。 但这些区域往往集中在大楼的裙楼部分,而这部分公共区域一般只需要通过开关进行控制即可。
因此,综合比较经济性、安装管理方便性后,决定将其纳入智能照明系统还是BAS中的照明监控系统。
问题二:与传统的照明控制系统方式相比,智能照明控制系统在建设项目中的初期投资较高。 对于大多数楼宇来说,全能投资者是房地产开发商,受益者是买房租户。 除非你是房地产开发商,能从出售中获利,否则他们不愿意做更多的投资。
4、安科瑞智能照明控制系统解决方案
1 概述
数据中心人流量小,面积大,机房多。 灯光控制系统使用合理。 通过感应控制,人来灯亮,人走灯灭或保持低强度照明。
配电箱内系统模块主要包括母线电源、开关驱动器、IP网关、耦合器、干接点输入模块等,这些模块采用35mm标准导轨安装。
安装在控制现场的模块主要包括照度传感器、红外传感器和智能面板。 有的人可以设置红外感应器控制灯光,人走后在设定的时间内关灯。 智能面板等手动控制设备可在值班室实现自动控制、现场控制和远程控制相结合。
5.结论
绿色照明正式纳入规划指标,终端设备环保节能优先的核心理念深入人心; 智能照明控制是环保节能、提升物业服务能力、体现当代生活方式、优化和改善自然环境的重要手段。 在不久的将来,智能照明系统将取代普通照明,最终体现出各种优势。
【参考】
【1】陈涛,毛新伟. 智能照明控制系统的工程应用[J]. 智能电气,2004(11). 69-71。
【2】王文生. 智能照明控制与节能[J]. 智能建筑和城市信息。 2005, (4): 120-122.
【3】堂吉平。 基于现场总线的智能照明控制系统分析与探讨[J]. 低压电器, 2005, (7): 19-26.
【4】杨梅,智能照明控制系统应用分析。
【5】安科瑞企业微电网设计与应用手册2022.5版
【摘要】工业互联网的发展加速了信息技术(IT)与运营技术(OT)的融合进程。 然而,工业互联网标准碎片化、工业企业自动化程度低,成为阻碍设备互联互通、人机互联的瓶颈。 工业数据采集是工业互联网和智能制造的基础,是“两化”融合的前提。 工业网关作为数据采集和数据转发的重要设备,是从边缘实现工业互联网最后“一公里”的关键设备。 目前市场上的网关种类繁多,功能和性能各不相同,没有统一的标准和规范的评价体系来规范工业网关产品的接入能力和各项指标。 通过对主流工业物联网网关的深入研究,从转发通信方式、转发协议、采集对象等维度对网关进行分类。 同时提出了工业网关在设计和应用中应具备的关键指标,并对未来的发展趋势进行了研判。 本研究为产品开发者提供规划设计指标,为产品标准的制定提供参考,让产业互联更简单、更容易。
【关键词】智能消防; 多设备联动; 火警系统
0 前言
工业互联网是推动我国制造业高质量发展的重要抓手。 进入高速发展时期,信息技术、网络与运营技术、网络的融合成为破局的重点。 工业企业面临着设备和系统数据统一采集的问题。 原因有二:一是工业互联网标准碎片化突出,工业协议、接口、总线标准短期内无法统一; 二是国内工业企业自动化程度低,数据采集困难。 为了解决这个问题,市场上出现了各种工业网关,但产品功能和性能各不相同。 用户面临工业网关设备硬件选型问题; 同时,工业网关本身的接入能力和各项指标也没有统一的标准和规范的评价体系。 面对以上问题,通过对网关的深入研究,梳理出网关的分类和关键指标,旨在推动工业互联网行业的规范化和规范化。
1 工业网关概述
工业网关是连接互联网/物联网与控制层的核心设备,在工业互联网中起到承上启下的作用。 上半部分是指工业互联网云平台、制造执行系统(MES)等,下半部分是指数据采集与监控系统(和数据,SCADA)、可编程逻辑控制器(logic,PLC)、数控机床(,CNC)、传感器等。 在物联网架构中,网关可以位于传感器和设备之间,也可以位于云端之间。 通过边缘节点,可以在传感器附近进行大量的分析和过滤。网关有几个优点,例如高
可扩展性、性价比高、安全性高等。各种工业网关连接拓扑如图1所示。PLC网关连接各种PLC控制器,采集PLC控制信息,实现转发、控制等功能; 数控网关收集数控系统和机床的运行状态信息,机器人网关连接工业机器人,分布式控制系统(DCS)网关收集DCS信息。 工作状态、振动传感器和温度传感器可接入网关,感知振动和温度信息。 网关实现工业异构设备的互联互通,可通过安全网关下发至云端,实现工业现场设备的云端迁移。 因此,工业网关是实现工业互联的基础设备。
图1 各种工业网关的连接拓扑
2 工业网关的分类
根据对市场主流物联网网关的调查研究,从转发通信方式、转发协议、采集对象、边缘计算能力、安全能力、应用行业、采集接口等维度对物联网网关进行了分类。
2.1 转发通信方式维度
在转发通信方式维度上,工业网关可分为:以太网工业网关、通用无线(radio、GPRS)工业网关、无线上网(wi-fi、WiFi)工业网关、第四代通信技术(the 4th ,4G)工业网关,窄带物联网(band of,NB-IoT)工业网关,远程无线通信(long range radio,LORA)工业网关。 转发通信方式如表1所示。
2.2 转发协议维度
从转发协议维度来划分,网关可以分为:RTU工业网关、Mod工业网关、OPCUA工业网关、MQTT工业网关、HTTPS工业网关、工业网关、工业网关。 网关的物理接口和支持的协议如表2所示。
2.3 集合对象维度
按照采集对象维度,网关可分为机器人工业网关、数控机床工业网关、PLC工业网关、仪器仪表工业网关(DCS工业网关)。 机器人工业网关采集机器人控制器的运行状态、报警信息、各运动轴的坐标值等信息。 数控机床工业网关采集数控系统和机床的信息,包括系统状态、运行模式、报警信息、进给速度和倍率、主轴转速和倍率、代号、坐标值等信息。 PLC工业网关具有采集各品牌PLC I/O量、自动化成套设备及传感器I/O量、协议、工业以太网协议转换等功能。 仪表工业网关可以采集数字仪表和各种传感器的数据。
2.4 边缘计算能力维度
从边缘计算能力维度,工业网关可分为透传级工业网关、基础级工业网关和边缘计算级工业网关。 其中透传级网关没有协议包解析,只支持透传; 基础层网关支持数据采集、协议解析、存储转发、断网续传、远程控制等功能; 边缘计算级网关增加了边缘计算、本地报警、边缘控制。
2.5 安全维度
从安全的角度来看,工业网关可以分为工业安全网关和边界隔离工业网守。
2.6 应用行业维度
从应用行业维度来划分,工业网关可分为电力行业通信管理机、石油化工功能安全远程终端单元(unit,RTU)、智能楼宇(和、)网关等。
2.7 采集接口尺寸
从采集接口维度来划分,工业网关可以分为采集网关和协议网关。
3 工业网关关键指标
工业网关作为连接工业互联网平台和设备层的窗口,应支持多种网络制式,具有多种行业接口,能够与多种异构设备直接通信。 通过有线和无线连接方式连接工业以太网或互联网,连接云平台,实现终端设备接入工业互联网平台。 处理系统级和平台级的对接相对容易,但在控制层涉及到异构设备时,实现起来就复杂得多。 要实现上述功能,工业网关至少应满足以下关键指标。
3.1 上网能力
工业网关的主要功能是连接。 需要根据具体的应用场景,支持不同厂商的PLC、CNC、DCS等现场控制设备,提供各类标准工业协议传输开关量、模拟量、脉冲量等信号。 数量。 互联互通能力首先要解决异构工业设备的互联互通能力。 目前工业设备具有异构特性,如不同的系统架构和通信协议。 尤其是大量设备都有专有协议,给互联互通带来诸多困难。 国内外标准制定组织已经开始制定相关标准来解决互联互通问题。 例如CNC系统的互联互通,目前国内外已有OPC UA标准、标准和标准,但大多数CNC制造商仍采用自己专有的软件开发包(kit、SDK)来实现互联互通。 同样,不同的PLC制造商也有自己的通信协议。 数控系统与PLC通讯协议的互联统一标准如表3、表4所示。
3.2 数据收集能力
数据采集也是工业网关必备的功能。 首先,必须有足够的点容量来访问更多的数据点,并且要留有一定的冗余度以保证可扩展性。 其次,要保证传输精度和采集率,从而保证数据的准确性和实时性。
3.3 可靠传输能力
鉴于工业对可靠性的高要求,工业网关应满足恶劣的工业现场环境和日益复杂的工业过程控制要求。 网关需要经久耐用、工作温度范围宽、抗电磁干扰能力强等,此外还要保证数据采集和通信的可靠性。 在通信速率下,数据丢包率和数据错误率必须在允许的错误范围内。
3.4 断点续传能力
为了适应现场网络的不确定性,完善工业网关的容错机制,网关需要具备一定的数据缓存能力。 在网络中断的情况下,网关继续准确采集,将数据缓存在非易失性设备中,并在网络恢复正常时通过转发通道将缓存数据重新传输至工业云平台。
3.5 本地报警能力
在网络故障、设备故障等情况下,网关应根据配置信息和实时数据提供本地告警信息,支持开关量、模拟量等多种告警类型。 同时,网络还可以增加智能预警功能。 当向设备发送监控数据包时,当返回速度达到一定阈值时,设备会进行预警,提醒操作人员注意。
3.6 边缘计算能力
随着算力的不断下沉,越来越多的边缘计算网关应运而生。 现场采集的实时数据在工业网关本地进行处理、清洗和存储,甚至在本地完成分析和决策,最后将数据上传到云端。 这减少了单个传感器和云以及机器对机器通信流量的计算负担。
3.7 远程控制能力
实时监控工业网关通信状态监控、远程配置、远程故障排除、运行历史统计、用户权限控制、设备跟踪定位等功能; 当设备发生故障报警时,云平台可以通过工业网关进行应急处理,无需前往现场。
4 安科瑞智能网关产品介绍
4.1 概述
本系列智能通信管理机是一种嵌入式硬件计算机平台,具有多个下行通信接口和一个或多个上行网络接口,用于对目标区域内所有智能监控/保护设备的通信数据进行整理汇总后,上传主站系统实时完成遥信、遥测等能源数据采集功能。
同时,该系列智能通信管理机支持接收上级主站系统下发的指令,转发给目标区域内的智能系列机组,完成厂区各开关柜的分合闸。 遥控和遥控调节功能,实现遥控输出调度指令的目的。
该系列智能通讯管理机提供丰富的协议库支持,实现不同二次设备供应商智能设备的互联互通。 该系列智能通讯管理机作为自动化系统网络与监控设备之间的通讯接口设备,实现协议转换、接口匹配、数据转换三大功能。
本系列智能通讯管理机提供RS485通讯端口,每个端口最多可承载32台仪表(低压综合保护,建议每个端口连接不超过10台); 根据仪器的通讯波特率和通讯线路的长度以及客户对通讯数据刷新速度的要求,最终决定了每个通讯口承载的设备数量。
该系列智能通信管理机可进行实时并行多任务处理,接入第三方设备与上位系统连接通信,支持软件配置。 通过专用的组态管理软件,可以为挂载在不同通道上的设备选择不同的通信协议楼宇自控参数,无需更改软件程序,只需更改组态文件即可改变通信管理机所连接的仪表设备的数量和数据信息.
4.2 型号说明
具体型号位于设备侧面的产品标签上。 目前涉及机型列表如下:
5串口系列:ANet-2E5S(专供)
8串口系列:ANet-2E8S1、ANet-2E4S1(铁壳)
2串口系列:ANet-1E2S1、ANet-1E2S1-4G
模块化系列:ANet-2E4SM、ANet-2E4SM-LR、ANet-M4G、ANet-M485
4.3 技术参数
4.3.1 公共技术指标
4.3.2 8串口系列
4.3.3 2个串口
4.3.4 4串口系列
4.4 尺寸
4.4.1 8串口、4串口系列
4.4.2 2个串口
5 结论
工业互联网打破企业内部的信息孤岛,实现数据的跨系统互通,促进各类工业数据的全流程无缝融合。 网关作为工业物联网的设备端入口,帮助企业深度融合OT和IT技术。 由于工业互联网应用的碎片化和复杂性,没有任何一家供应商可以提供工业互联网生态中所有端到端的解决方案。 因此,需要对工业网关关键指标进行标准化,建立标准化网段,从边缘侧打通工业互联网最后“一公里”,实现IT网络和OT网络“一网到底”。
参考
[1]. 李立群,刘琳,宋文普。 基于工业网关的设备互联标准化方案[J]. 物联网技术, 2016(1): 32-33, 36
[2]. 栾艳,张娟娟,张健。 工业网关分类及关键指标分析。
[3]. 安科锐边缘计算网关2020版。
[4]. 安科瑞企业微电网设计与应用手册。 2020.06 版。