【摘要】：隨著物聯網技術的發展，許多場所針對照明合理應用物聯網照明系統，照明作為工廠的重要能耗之一，工廠的照明智能化控制，如何優化控制、提高能源的利用率，達到節約能源的目的。將互聯網的技術應用到工廠照明系統，則可以實現對工廠照明系統的回路控制和能耗統計管理，達到高效合理的智能管理模式。

【關鍵字】：工廠照明智能化控制；物聯網；節能設計

0.引言

據大數據統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，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 成本，擴大盈利占比，工廠智能照明系統的構建成為了必然道路，同樣也有助于生態環境的和諧發展，是國家發展不可或缺的重要過程。傳統的工廠照明系統都是由人為管控的，有些較為工廠則是使用特定的單片機通過預先設定的系統來完成控電管理的，這些傳統的供電管理模式無疑是具有許多弊端的，比如穩定性差，維修困難，容易引發連鎖反應等問題，特別是傳統的照明系統缺乏系統自檢往往是在系統暴露出不易維修的大問題時人們才會發現系統電路發生故障，所以我們要重點研究基于物聯網技術的工廠智能照明系統。

1 基于物聯網的照明系統設計的探究

經過對個種傳統工廠用電照明系統的研究分析，對比發現，要將物聯網技術應用到工廠的照明一通當中，其主要的目標是為了實現幾種傳統照明系統不具備的快捷功能。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的重要性是不可忽視的，需要為工廠生產提供照明以保證生產質量和安全生產。

常規的工廠照明系統采用人工和定時開關的照明管理方式，但是這樣的傳統管理模式顯然存在著很大地問題，管理難度大，故障發生率高，這些都是不易解決的問題，很難克服。特別是不能根據實際使用情況對照明設備進行自動分配調節，但是作為智能化的管理系統，物聯網技術的照明設備管理平臺能夠根據外界環境變化自動調節照明亮度，對照明系統的及時高效管控是傳統照明方式所不具備的。

智能化照明設備可以節約成本，降低不必要的浪費，對資源的合理利用度很高，同時使用物聯網照明系統控制是通過設計與安裝智能網關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節的，這一方式不僅實現了照明系統的智能化管控，而且還減少了工廠的用電量降低了運行費用。其中較為關鍵的是保障了工廠的生產，對照明設備的檢修也是很方便的，智能化的系統能夠在設備出現故障時自動檢測出來并及時報警，降低了安全隱患。

2.1 車間照明系統設計改造方案設計

照明箱內通過智能照明控制模塊可實現照明回路箱面手動控制、遠程智能面板控制。具體控制要求如下:
（1）智能照明控制系統網絡采用照明控制行業及工業行業國際通用的RS485協議架構主干網,該協議是開放式通信協議。采用分布式總線結構，每個系統具有獨立的邏輯控制器，相互之間是對等關系；
（2）智能照明程序設計由乙方完成，其邏輯結構需經過甲方確認方可實施；
（3）可根據季節、作息時間、自然光照度，對不同區域的照明設備分別進行設定的組合開/關、定時等控制功能；
（4）為了保障系統運行的可靠性，系統配置的控制模塊應自帶電源提供網絡供電；所有的模塊須采用AC220V或者AC380V直接供電。每個控制模塊需自帶干接點接入，可與其他系統聯動或用于電箱本地的手動應急控制；
（5）開關控制器的各回路控制容量不小于20A，可承受60000次以上開關操作，浪涌電流500A。智能開關控制器有多路分組及順序延時開燈功能，防止同時開燈時對電網造成沖擊。開閉控制繼電器必須帶有自鎖功能，以便在系統掉電時，燈光開閉狀態可保持不變；帶本地手動開關；
（6）采用智能可編程面板。面板可使用密碼鎖定及解鎖，可通過系統啟用或禁用面板。通過編程，面板可控制廠區內所有的區域。可通過天文時鐘，決定面板禁用、啟用時間段；以及在不同時段分配給面板不同的控制區域；
（7）車間二層烘干區、存儲區，三層燈具可通過自然光照度實現開/關，開/關照度值經施工現場實測及業主確認后確定，且設定光照度范圍可更改；
（8）車間所有控制箱內可自由增加模塊以拓展功能；
（9）智能照明系統可通過手機連接車間設備內網登陸相應APP進行操作；
（10）所有智能控制面板的位置僅為示意，可根據現場實際情況調整，但需得到業主認可后方可施工；
（11）遠程控制面板需要標明每個按鈕所控制區域，具體控制區域名稱需通過業主確認；
（12）照明動力柜內控制模塊可根據實際使用情況選用4回路、8回路或12回路的模塊；
（13）智能照明圖紙應根據最終選定的產品轉化后方可施工；
（14）智能照明系統深化設計由配電箱廠家完成，含智能照明系統所需的線材（通訊線如需要）以及現場敷設施工、通電調試，提供智能照明系統的完整性交付；

2.2物聯網照明系統的軟件設計

物聯網系統中軟件平臺是整個照明系統實現智能管理的技術核心，對于工廠不同環境區域的不同照明需求，系統做出針對性的規劃管理; 對不同的照明需求區域采取不同的照明系統，通過日照變化自動調節照明系統的工作狀態; 同時采取根據天文時鐘自動計算出日出日落時間使系統可以根據外界的光線明暗程度進行自動控制調節。

遠程集中控制，平臺端執行燈光開關、亮度調節、場景切換、運行時間設置等操作

控制策略，根據外界環境自動控制燈光開閉；按照預設的運行時間自動控制燈光；通過智能開關個性化調節所屬區域燈光.

物聯網云平臺采用分層分布式結構，主要由感知層（終端采集設備）、網絡層（通訊管理終端）和平臺層（物聯網云平臺）三個部分組成。

● 感知層：連接于網絡中的各類傳感器，如：燈控回路控制器。

● 網絡層：智能網關，采集感知層的數據，進行規約轉換及存儲之后將數據上傳至物聯網云平臺。

● 平臺層：包含應用服務器和數據服務器，可在PC端或移動端實現應用。

2.3 硬件系統的設計

硬件控制系統分為燈控回路控制器和智能網關兩個部分，其中燈控回路控制器主要用于中心控制管理系統，分布在工廠的各個照明配電箱環節中，采用線型接法，匯總通過智能網關通過4G至物聯網平臺，實現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，而且產品性價比較高。顯示屏主要用來反應回路分分合狀態，并具有電壓，電流、電能的檢測功能，統計每一回路的電能，實現準確能耗分析，并支持與第三方的系統聯動。

智能網關下行提供了標準RS485數據接口，是采集燈控回路控制器數據，轉換以4G、NB、LoRa、LoRaWAN，GPS,WiFi,CE,DP等通訊方式上傳，免調試，就可以實現數據采集以及實現控制燈具回路。

2.4 LED 照明燈具

工廠照明系統中LED智慧照明系統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的合理構建。相比 于傳統的照明網絡，使用LED照明設備的節電量可以達到普通消耗亮量的百分之七十以上，這個數據是十分可觀的，熱切在后期的維護保養上也有很大的優勢，可以有效節約保養費用。LED智慧照明系統能夠很好地滿足經濟、節能、高效的要求，而且LED照明設備普遍壽命較長還不易發生故障，對于前期的成本投入可以在后期的保養中節約出來。

3.結束語

通過改造前和改造后對比發現，使用物聯網平臺對工廠的安全生產有很好的保障作用，同時還能夠有效節約成本，是工廠利益實現最大化，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。物聯網智能照明系統主要是對工廠現有的傳統照明系統的改良和探索，通過對現代化物聯網技術的應用，實現對整個工廠的智能化照明管理。

參考文獻

[1].馮娟．基于物聯網技術的工廠智能照明系統構建 [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 [J]．山東輕工業學院學報，2010(04)．

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

蒸汽發電廠照明改造升級方案、太陽能發電廠照明控制方案、地熱發電廠照明升級方案、潮汐發電廠照明節能方案、蒸汽發電廠照明管理方案、火電廠照明節能項目、原子能發電、核能發電廠照明節能改造方案。