华能应城电厂锅炉区域智能照明改造方案

华能应城电厂锅炉区域智能照明改造方案

张京哲,张海珊,车勇,汤志伦,李鑫伟,王靖,余梦晴

华能应城热电有限责任公司  湖北省应城市  432400

摘要：华能应城热电厂锅炉房0米和12米共使用灯具200盏，采用传统70W金卤灯具，照度范围不足、灯具不能根据环境而自动判断是否需要开启或关闭或者调节亮度。锅炉房当前采用的是时间控制器，目前已停用，采用人工现场操作开关灯，存在一定安全隐患。本次智慧照明控制系统方案将传统的照明系统融入到智慧电厂建设标准当中。在改善照明环境的同时，减少现场安全隐患，增加工作人员幸福度，提高管理效率。

关键词：照明改造；智能照明

引言

照明用电是工业生产中最基本的用电，照明系统质量的好坏直接与工业生产的安全、生产率、产品质量甚至劳动保护有着直接的关联；同时工业的照明控制关系到生产成本、生产效益。优秀的照明系统不仅可以提供照明控制，而且可以最大限度的降低用电成本。

工业厂房一般建筑结构高，跨距大。灯具安装悬挂高，照明空间大，灯具回路多，而车间是厂区对照明要求较高的区域，需要在不同的时段实现无人化智能控制，若是使用普通照明控制方式无疑使成本费用和施工难度大大增加。智能照明可以合理的分区域，分时段控制，配合照度和红外，实现了无人化智能控制，且能达到降低成本，合理利用电能，节能减排的目的。

本次方案依据节能、降耗、减排政策，通过智慧照明系统改善锅炉本体的照明环境和照明设备管理，从而减少现场安全隐患，提高工作效率。

1 控制方案设计

1.1照明现状

发电厂照明系统应能满足工作人员日间巡视维护和24H内任意时间段设备操作、事故处理、设备抢修的需求，且部分区域要求照明时间较长。

对于平时无人值班的情况，人员活动相对较少，对照明照度的要求较低，综合考虑安全等因素，照明系统应有控制上的灵活性，保证必要的照明照度的同时实现照明控制的节能。

1.2 系统设计思想及原则  

设计原则体现在以下几个方面：高可靠性，软硬件均采用技术成熟，并经过国家认证机构检测的产品；可扩展性强，无线化、模块化结构便于扩容和扩展；节省投资，系统设备具有高性能价格比；节省建设时间，采用一体化系统控制模块，安装方便、调试时间短；节能、节约，智能控制实现节电节能及节约维修管理资源；标准化，所采用的产品均符合国内外通讯、电气标准。

1.3 系统各组件描述

智慧平台

整个控制系统最顶层的部件，能够发送、接收智能集控器的命令，控制下层的所有设备并且保存记录下来，可以直观的呈现给用户，同时可以定制可视化界面，给用户更好的视觉及操作体验。

手机APP

手机或者Ipad能够跟设备加入到统一网段的前提下。手机APP的特点在于方便快捷，精简的操作界面和简易的操作以及能够第一时间获取到灯具的状态详情。

智能集控器

作为系统承上启下的核心部件，智能集控器直接接收主站下发的命令，存储并下发至各种终端设备，同时接收各种终端设备上报或返回的信息，筛选出主站需要的信息上报至主站。

回路控制器

智能回路控制器可以同时管理四个回路的电源通断（最多可扩展 12 路），使用灵活方便，具有继电器故障报警、掉电保持时间功能，有效保证设备可靠性。

单灯控制器

照明单灯控制器具备独立地址，能够独立的调节灯具亮度。单灯控制器可实现对应照明灯具的开、关、调光、运行状态查询（实时或定时查询对应灯具电压、电流、功率因数、开关状态）。

照度传感器

DC-358 光照度采集仪是一款环境光照度采集的设备,将采集的环境照度的数据，通过 HPLC/RS485 总线输出。

86面板开关

配合双模（LORA+HPLC）集中控制器或LORA/HPLC 单模集中控制器，灵活对工作区灯具分组进行本地控制，采用标准86*86面板，和86型墙壁暗盒无缝对接。只需要连接L,N 火零线，即可工作，无须另外铺设通信线路。

人体微波传感器

利用5.8G多普勒雷达原理设计的移动物体探测器，采用数字采样处理技术及SMT制造工艺，根据照明管理的实际使用状况所设计、制造，传感器内所有元件均选用长寿命、高可靠的电子元器件，保证整体产品具有寿命长、可靠性高的特点。

1.4 智能照明控制系统方案

采用 PLC 电力载波通信，原有照明线路无需改动；全部灯具更换为 LED 灯具，每盏灯具加装单灯控制器和单灯雷达感应器；增加智能控制系统，采取现场触摸屏控制模式，并预留后期联网端口；局部区域加装智能检修面板，设备检修时可以单独对此区域灯具手动控制；加装照度传感器，可以根据室外照度自动开启和关闭灯具。

1.5 主厂房及锅炉房控制策略及灯光场景

内置HPLC模块的微波传感器，多灯联动移动感应传感器，即入口处检测到移动物体后，检修通道灯具全均开启，无感应后，延时后自动转为20%亮度。增设HPLC维修面板开关，可重新细分维修区域灯光场景，可灵活调整修改，无需调整照明线路。照度采集仪通过采集实时的户外照度值来执行对应的调光策略，应对突发的天气状况有很好的效果

。

灯具运行过程：系统预设经纬度，自动开启灯具，且初始亮度20%，工作人员进入场景后，触发内置Lora模块的微波传感器，所有灯具自动调光至100%，如需手动固定灯具亮度，则可通过Lora无线开关或移动控制终端控制灯具，此时微波传感器不起作用。

锅炉本体：采用Lora回路控制器+光控模式，通过后台可以设置回路的开关灯时间。光控可实现白天关灯，晚上开灯，阴雨天恶劣天气自动开灯。

主厂房锅炉房：采用单灯控制器+微波传感器+维修面板模式。可实现灯具调光，分组，策略可编辑。传感器可实现人来灯全亮，人走延时恢复设定亮度状态。维修面板可在现场开关设备维修灯具，通过外置设备可重新分组。

2 实现功能和优点介绍

2.1 改造后实现的功能

可以实现触摸屏一键式操作，灯具按设定好的场景运行；可以实现根据现场情况自行设置场景模式，自由编辑；可以实现单灯亮度调节、分组、分区域设置；可以实现有人全亮（设置亮度 30%感应到移动物体 100%亮度），人走微亮（延迟设定时间回复设置亮度）；可以实现光控、时间控制、经纬度控制；智能检修面板可以就地对此区域灯具由自动改为手动，为检修设备提供足够的亮度；预留联网端口，后期可以和其他改造区域一起联网管控；可以真正做到节能减排。

2.2 方案优势

施工简单：系统控制模块与照明回路直接免布线。

独立运行：系统控制模块带有独立操作系统，可脱离监控中心独立执行命令以及数据保存。在监控中心发生其他设备故障时以及网络临时故障时，系统控制模块可独立执行预设各种任务。

单灯检测：系统自带单灯监控功能，可实现单灯调光与故障监测。

并联：系统采用 Lonworks 总线式结构，网络内任一节点发生故障不会影响系统运行。

兼容性好：系统设备设计兼容 EIA-709.1、EIA-709.2、EN50065-1 国际标准，并且提供与其它工控标准(如 Modbus 等)通信的接口，可为二次开发、产品升级开放接口。

维护方便：系统设备数量少，只有二级结构，方便维护。

安全可靠：仅限局域网内使用，后台保密安全性能高；所有设备均内置灯体内或者防爆配电箱中，避免线路外露。

随时自由设置：后期可根据实际现场需求随时进行个性化设置。

结语

本次方案依据节能、降耗、减排政策，通过智慧照明系统改善锅炉本体的照明环境和照明设备管理，实现分区域，分时段控制，配合照度和红外，实现了无人化智能控制，且能达到降低成本，合理利用电能，节能减排的目的。

参考文献

[1]火力发电厂和变电站照明设计规定DL/T5390-2014.

[2]兰松，张凯林.智能照明控制系统在火力发电厂集控室照明中的使用探析广东科技2013年22期