智能照明系統(tǒng)在煙葉打葉復(fù)烤生產(chǎn)工房的應(yīng)用

1打葉復(fù)烤工業(yè)廠房環(huán)境

打葉復(fù)烤生產(chǎn)工房由于工藝涉及的設(shè)備較多,包括分級選葉、鋪葉擺把、葉梗分離、煙葉復(fù)烤、煙葉打包、煙梗處理等環(huán)節(jié),需要足夠的空間容納這些設(shè)備及相關(guān)操作區(qū)域。通常,打葉復(fù)烤生產(chǎn)廠房的面積達(dá)數(shù)萬平方米,以保障生產(chǎn)過程的順利進(jìn)行。

2傳統(tǒng)工業(yè)照明控制的缺點

傳統(tǒng)工業(yè)照明控制系統(tǒng)主要采用開關(guān)控制,控制方式單一,無法實現(xiàn)精細(xì)化照明控制,難以滿足不同場景和環(huán)境的需求;傳統(tǒng)工業(yè)照明控制系統(tǒng)中的設(shè)備和技術(shù)較為落后,系統(tǒng)穩(wěn)定性差;無法根據(jù)實際需求進(jìn)行調(diào)整,能源浪費嚴(yán)重;照明控制系統(tǒng)設(shè)備多,線路復(fù)雜,維護(hù)管理難度大。

3 智能照明系統(tǒng)的組成及優(yōu)點

3.1 智能照明系統(tǒng)的組成

智能照明系統(tǒng)通常由燈具、開關(guān)模塊、調(diào)光模塊、智能探頭、可編程場景控制面板、通信模塊、中控計算機(jī)、應(yīng)用軟件組成(圖1)。通過這些部分的協(xié)同工作,智能照明系統(tǒng)可以實現(xiàn)遙控調(diào)光、定時控制、情景模式切換等多種功能,為用戶提供舒適、便捷、節(jié)能的照明體驗。

3.2 智能照明控制系統(tǒng)的性能特點

該系統(tǒng)采用分布式燈光控制系統(tǒng),可對生產(chǎn)工房照明進(jìn)行多層次、多方位的智能管理^[1],具有功能先進(jìn)、使用靈活便捷、維護(hù)簡單等特點。同時,總控計算機(jī)能夠?qū)φ麄€生產(chǎn)工房的照明系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控,包括操作各照明回路的開、關(guān),顯示各回路燈具的位置及其運行狀態(tài),提供燈具運行時間和事件記錄功能,方便維護(hù)與編程人員在控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)上的任意控制點進(jìn)行監(jiān)控、編程^[2]等操作。

4煙葉打葉復(fù)烤生產(chǎn)工房智能照明系統(tǒng)方案

4.1打葉復(fù)烤生產(chǎn)工房智能照明控制區(qū)域劃分

曲靖天福煙葉復(fù)烤有限責(zé)任公司打葉復(fù)烤生產(chǎn)工房長484 m左右,寬118 m左右,面積約57000 m²。按加工工藝控制區(qū)域分為8個部分,包括分級選葉區(qū)、鋪葉擺把區(qū)、煙葉預(yù)處理區(qū)、煙葉復(fù)烤區(qū)、配方高架庫、成品涼包庫、煙葉打包區(qū)、煙梗處理區(qū)(圖2)。

4.2 智能照明系統(tǒng)設(shè)計思路

照明控制系統(tǒng)具備集中、就地控制功能, 自動、手動功能。系統(tǒng)含終端設(shè)備、人機(jī)界面、就地控制面板、電源模塊、通信模塊等。

系統(tǒng)操作功能具有高度靈活性、方便性,維護(hù)與編程人員可在控制系統(tǒng)總線上的任意控制點進(jìn)行監(jiān)控、程序修改及編程。

現(xiàn)場照明回路采用多種控制形式,即可以集中控制、區(qū)域就地智能面板控制、現(xiàn)場后備開關(guān)控制;當(dāng)中央監(jiān)控功能停止工作時,各分區(qū)功能、設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)通信控制仍能夠正常運行。

通過光感探測器,根據(jù)不同的日照情況、不同的生產(chǎn)區(qū)域朝向,實現(xiàn)自然采光與燈光照明自動調(diào)節(jié),變普通照明為補(bǔ)光照明,生產(chǎn)工房內(nèi)亮度自動調(diào)節(jié),光照度基本恒定,保證最佳工作照度。

通過時間集中管理,實現(xiàn)多區(qū)域、多事件的任務(wù)編排,將整個車間一個月或一年的生產(chǎn)任務(wù)編排進(jìn)時鐘模塊中,時鐘就能根據(jù)車間的生產(chǎn)任務(wù)自動來運行每一天不同時段的燈光場景。

設(shè)置監(jiān)控計算機(jī),通過監(jiān)控軟件可實時監(jiān)測每個區(qū)域內(nèi)每路燈的運行狀態(tài),查詢和控制區(qū)域中的場景,查詢各區(qū)域的照明控制系統(tǒng)設(shè)置配置清單狀態(tài),查詢各區(qū)域的各種模塊及控制面板的參數(shù),定期生成能耗報表,直觀顯示車間能耗情況,為作出節(jié)能調(diào)整提供依據(jù),記錄回路燈具運行工作時長,為照明維護(hù)提供有效數(shù)據(jù)支持等。

4.3 系統(tǒng)燈具及控制設(shè)備

生產(chǎn)工房內(nèi)分級選葉區(qū)、鋪葉擺把區(qū)、煙葉預(yù)處理區(qū)、煙葉復(fù)烤區(qū)、預(yù)壓打包區(qū)、煙梗處理區(qū)共安裝250 W燈具1 439盞,配方高架庫和成品涼包庫共安裝150W燈具52盞、50W燈具126盞。整個生產(chǎn)工房設(shè)置七控制鍵面板30塊,總控觸摸屏1塊,智能開關(guān)控制模塊44塊,調(diào)光模塊26塊,光感探頭10個,網(wǎng)關(guān)6套,智能時鐘模塊1套,控制計算機(jī)1臺。

4.4 智能照明系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計

采用邦奇智能科技(上海)股份有限公司智能照明系統(tǒng),整個生產(chǎn)工房分為8個獨立的控制區(qū)域。每個區(qū)域根據(jù)實際的生產(chǎn)需求設(shè)置相應(yīng)數(shù)量智能照明配電箱(智能照明配電箱內(nèi)配置配電開關(guān)、控制模塊、調(diào)光模塊、網(wǎng)關(guān)等)以及現(xiàn)場控制面板、現(xiàn)場觸控屏等實現(xiàn)現(xiàn)場控制。所有的面板和模塊通過網(wǎng)線與網(wǎng)關(guān)連接,敷設(shè)至生產(chǎn)工房中控室(系統(tǒng)如圖3所示),在中控室內(nèi)設(shè)置控制計算機(jī)和智能時鐘模塊,實現(xiàn)對相應(yīng)區(qū)域的集中監(jiān)控。車間內(nèi)根據(jù)實際布線情況來設(shè)置網(wǎng)關(guān)等總線設(shè)備。所有8個區(qū)域則通過RS485主干網(wǎng)來實現(xiàn)連接,組成一個網(wǎng)絡(luò)整體,實現(xiàn)智能照明的統(tǒng)一控制管控。系統(tǒng)劃分為6個子網(wǎng)段,確保整個智能照明系統(tǒng)冗余及總線通信高效穩(wěn)定。

4.5 照明系統(tǒng)的開關(guān)控制

根據(jù)生產(chǎn)工藝要求劃分不同的照明區(qū)域,針對該照明區(qū)域內(nèi)的照明回路編輯不同照度需求下的邏輯組合,實現(xiàn)不同的照明效果。比如全生產(chǎn)時,可選擇全開、半開、2/3開等照明模式;而在部分區(qū)域處于生產(chǎn)狀態(tài)時,可選擇只點亮相應(yīng)區(qū)域的回路,其他區(qū)域關(guān)閉,僅保留走道照明;當(dāng)處于清潔、維護(hù)狀態(tài)時可均勻開啟1/3或1/4回路。生產(chǎn)時間以外時段僅開啟特定的安保照明回路,為監(jiān)控系統(tǒng)提供必要照明。

設(shè)置照度檢測探頭,實現(xiàn)“光照補(bǔ)償”功能,具有自然采光的區(qū)域可設(shè)定恒定的光照度值,系統(tǒng)可根據(jù)車間內(nèi)光照的變化,開啟或關(guān)閉部分回路來保證工作面照度的恒定。

系統(tǒng)包含智能時鐘模塊,該模塊能夠?qū)崿F(xiàn)多區(qū)域、多事件的任務(wù)編排。將整個車間一個月或一年的生產(chǎn)任務(wù)編排進(jìn)時鐘模塊中,時鐘就能根據(jù)車間的生產(chǎn)任務(wù)自動來運行每一天不同時段的燈光場景,包括周末、節(jié)假日等特殊日期任務(wù);同時時鐘還能根據(jù)不同季節(jié)日出、日落的時間來實現(xiàn)智能調(diào)節(jié),實現(xiàn)高度的可用性。此外,時鐘控制與照度檢測探頭及現(xiàn)場

控制面板等其他控制手段不會形成沖突,在時鐘運行期間其他控制方式依舊能保證各自的功能控制。

5 智能照明系統(tǒng)的應(yīng)用效果分析

5.1 智能照明系統(tǒng)實施后的使用效果

每個區(qū)域根據(jù)不同使用功能編制場景,實現(xiàn)了面板對場景的調(diào)用。通過光感探測器,實現(xiàn)了自然采光與燈光照明的自動調(diào)節(jié),使工房內(nèi)亮度自動調(diào)節(jié),保持光照度基本恒定,達(dá)到200 lx的最佳工作照度。

由控制主機(jī)通過智能時鐘模塊對時間集中管理,統(tǒng)一或分區(qū)域調(diào)節(jié)工房照度, 自動控制廠房內(nèi)各區(qū)域照明燈具定時開關(guān),實現(xiàn)了生產(chǎn)車間照明系統(tǒng) 無人化、智能化管理。

通過中控計算機(jī)中文圖形化界面,可實時監(jiān)測每個區(qū)域內(nèi)每路燈的運行狀態(tài),可查閱、顯示各回路的位置和運行狀態(tài)(開或關(guān)),查詢并控制區(qū)域中的場景,定期生成能耗報表,直觀顯示照明能耗情況,為節(jié)能調(diào)整提供依據(jù),回路運行管理記錄燈具工作時長,為照明維護(hù)提供有效數(shù)據(jù)支持。

5.2 節(jié)能效益

智能照明系統(tǒng)應(yīng)用于打葉復(fù)烤生產(chǎn)工房后,白天可充分利用 自然光,根據(jù)環(huán)境光照強(qiáng)度和需求自動調(diào)節(jié)照明亮度。天氣晴朗時,部分區(qū)域自動調(diào)節(jié)為半開或2/3開模式。晚上可根據(jù)生產(chǎn)需求和工序生產(chǎn)進(jìn)度,如分級選葉區(qū)、鋪葉擺把區(qū)工藝段生產(chǎn)完成后, 自動關(guān)閉相應(yīng)回路,僅保留走道照明。通過精確控制照明需求和實時調(diào)整場景,有效節(jié)約能源。根據(jù)實測數(shù)據(jù),相比傳統(tǒng)照明系統(tǒng),智能照明系統(tǒng)可降低能耗約21%。

6 結(jié)束語

本文立足于打葉復(fù)烤生產(chǎn)工房的實際環(huán)境,分析了智能照明的優(yōu)勢,提供了照明系統(tǒng)的實現(xiàn)方案,為我國煙葉打葉復(fù)烤生產(chǎn)企業(yè)提供了一種新的節(jié)能降耗方案。智能照明系統(tǒng)的應(yīng)用不僅能滿足生產(chǎn)光照需求,還能合理利用能源、降低生產(chǎn)成本、提高企業(yè)競爭力,在打葉復(fù)烤生產(chǎn)行業(yè)具有實際意義。

[參考文獻(xiàn)]

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2024年第19期第3篇