基于EIoT能源物聯(lián)網(wǎng)的工廠智能照明系統(tǒng)應用改造

【摘要】：隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，許多場所針對照明合理應用物聯(lián)網(wǎng)照明系統(tǒng)，照明作為工廠的重要能耗之一，工廠的照明智能化控制，如何優(yōu)化控制、提高能源的利用率，達到節(jié)約能源的目的。將互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)應用到工廠照明系統(tǒng)，則可以實現(xiàn)對工廠照明系統(tǒng)的回路控制和能耗統(tǒng)計管理，達到高效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)的應用角度對工廠智能照明系統(tǒng)的建立進行改造。

【關(guān)鍵字】：工廠照明智能化控制；物聯(lián)網(wǎng)；節(jié)能設計

據(jù)大數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示在大型工廠照明供電方面耗電量占比為全國總電量的百分之十七以上，甚至在一些偏遠地區(qū)，工廠照明耗電量是工廠所不能承擔的。所以為了降低工廠的生產(chǎn) 成本，擴大盈利占比，工廠智能照明系統(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，是國家發(fā)展的重要過程。傳統(tǒng)的工廠照明系統(tǒng)都是由人為管控的，有些較為先進的工廠則是使用特定的單片機通過預先設定的系統(tǒng) 來完成控電管理的，這些傳統(tǒng)的供電管理模式無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)連鎖反應等問題，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 出不易維修的大問題時人們才會發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)電路發(fā)生故障，所以我們要重點研究基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工廠智能照明系統(tǒng)。

經(jīng)過對個種傳統(tǒng)工廠用電照明系統(tǒng)的研究分析，對比發(fā)現(xiàn)，要將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用到工廠的照明一通當中，其主要的目標是為了實現(xiàn)幾種傳統(tǒng)照明系統(tǒng)不具備的快捷功能。首先就是要滿足工廠日常工作所需用電量供給，對于設備大多數(shù)工廠是實行二十四小時工作制的，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)。

然后是要時間對照明設備的實時控制管理既照明系統(tǒng)的智能化控制，常規(guī)的工廠照明系統(tǒng)采用人工和定時開關(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很大地問題，管理難度大，故障發(fā)生率高，這些都是不易解決的問題，很難克服。特別是不能根據(jù)實際使用情況對照明設備進行自動分配調(diào)節(jié)，但是作為智能化的管理系統(tǒng)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的照明設備管理平臺能夠根據(jù)外界環(huán)境變化自動調(diào)節(jié)照明亮度，對照明系統(tǒng)的及時高效管控是傳統(tǒng)照明方式所不具備的。

并且智能化的照明設備可以節(jié)約成本，降低不必要的浪費，對資源的合理利用度很高，同時使用物聯(lián)網(wǎng)照明系統(tǒng)控制是通過設計與安裝智能網(wǎng)關(guān)和燈控回路控制器的方式對每個照明是被進行自動控制調(diào)節(jié)的，這一方式不僅實現(xiàn)了照明系統(tǒng)的智能化管控，而且還減少了工廠的用電量降低了運行費用。其中較為關(guān)鍵的是保障了工廠的生產(chǎn)，對照明設備的檢修也是很方便的，智能化的系統(tǒng)能夠在設備出現(xiàn)故障時自動檢測出來并及時報警，降低了安全隱患。

2.1  EOIT物聯(lián)網(wǎng)照明系統(tǒng)的軟件設計

EIoT能源物聯(lián)網(wǎng)開放平臺是一套基于物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中臺，執(zhí)行統(tǒng)一的上下行數(shù)據(jù)標準，為互聯(lián)網(wǎng)用戶提供能源物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)服務的平臺。其中物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中軟件平臺是整個照明系統(tǒng)實現(xiàn)智能管理的技術(shù)核心，對于工廠不同環(huán)境區(qū)域的不同照明需求，系統(tǒng)做出針對性的規(guī)劃管理; 對不同的照明需求區(qū)域采取不同的照明系統(tǒng)，通過日照變化自動調(diào)節(jié)照明系統(tǒng)的工作狀態(tài); 同時采取根據(jù)天文時鐘自動計算出日出日落時間使系統(tǒng)可以根據(jù)外界的光線明暗程度進行自動控制調(diào)節(jié)。

遠程集中控制，平臺端執(zhí)行燈光開關(guān)、亮度調(diào)節(jié)、場景切換、運行時間設置等操作

控制策略，根據(jù)外界環(huán)境自動控制燈光開閉；按照預設的運行時間自動控制燈光；通過智能開關(guān)個性化調(diào)節(jié)所屬區(qū)域燈光.

Acrel-EIoT能源物聯(lián)網(wǎng)云平臺采用分層分布式結(jié)構(gòu)，主要由感知層（終端采集設備）、網(wǎng)絡層（通訊管理終端）和平臺層（能源物聯(lián)網(wǎng)云平臺）三個部分組成。

● 感知層：連接于網(wǎng)絡中的各類傳感器，如：燈控回路控制器。

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

● 平臺層：包含應用服務器和數(shù)據(jù)服務器，可在PC端或移動端實現(xiàn)應用。

2.2  硬件系統(tǒng)的設計

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)，分布在工廠的各個照明配電箱環(huán)節(jié)中，采用線型接法，匯總通過智能網(wǎng)關(guān)通過4G至EIOT能源物聯(lián)網(wǎng)平臺，實現(xiàn)工廠照明智能化控制。

回路控制器采用較新式的單片機，其內(nèi)部的大容量存儲器和寄存器可以滿足工廠的照明需求，而且產(chǎn)品性價比較高。顯示屏主要用來反應回路分分合狀態(tài)，并具有電壓，電流、電能的檢測功能，統(tǒng)計每一回路的電能，實現(xiàn)準確能耗分析，并支持與第三方的系統(tǒng)聯(lián)動。

智能網(wǎng)關(guān)下行提供了標準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，就可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集以及實現(xiàn)控制燈具回路。

2.3 LED 照明燈具

工廠照明系統(tǒng)中LED智慧照明系統(tǒng)的應用具有廣闊前景，雖然LED照明設備的成本較高，但是其很高的性價比具有很強的競爭力，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，使用LED照明設備的節(jié)電量可以達到普通消耗亮量的百分之七十以上，這個數(shù)據(jù)是十分可觀的，熱切在后期的維護保養(yǎng)上也有很大的優(yōu)勢，可以有效節(jié)約保養(yǎng)費用。LED智慧照明系統(tǒng)能夠很好地滿足經(jīng)濟、節(jié)能、高效的要求，而且LED照明設備普遍壽命較長還不易發(fā)生故障，對于前期的成本投入可以在后期的保養(yǎng)中節(jié)約出來。

通過改造前和改造后對比發(fā)現(xiàn)，使用EIOT能源物聯(lián)網(wǎng)平臺對工廠的安全生產(chǎn)有很好的保障作用，同時還能夠有效節(jié)約成本，最終完成工廠能源的合理利用，在降低成本的同時提高工廠盈利。物聯(lián)網(wǎng)智能照明系統(tǒng)主要是對工廠現(xiàn)有的傳統(tǒng)照明系統(tǒng)的改良和探索，通過對現(xiàn)代化物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應用，實現(xiàn)對整個工廠的智能化照明管理。

[1].馮娟．基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工廠智能照明系統(tǒng)構(gòu)建 [J]． 電子信息科技風，2018(07)．

[2].王玉巧，胡玉璽．基于單片機的路燈智能控制系統(tǒng) [J]．山東輕工業(yè)學院學報，2010(04)．

[3].孫晶，孫旭．基于數(shù)據(jù)挖掘的電子商務推薦系統(tǒng) [J]．儀 器儀表用戶，2011 (06)．

作者介紹：任運業(yè)，男，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能照明控制系統(tǒng)領(lǐng)域。