智能照明系统在烟叶打叶复烤生产工房的应用

1打叶复烤工业厂房环境

打叶复烤生产工房由于工艺涉及的设备较多,包括分级选叶、铺叶摆把、叶梗分离、烟叶复烤、烟叶打包、烟梗处理等环节,需要足够的空间容纳这些设备及相关操作区域。通常,打叶复烤生产厂房的面积达数万平方米,以保障生产过程的顺利进行。

2传统工业照明控制的缺点

传统工业照明控制系统主要采用开关控制,控制方式单一,无法实现精细化照明控制,难以满足不同场景和环境的需求;传统工业照明控制系统中的设备和技术较为落后,系统稳定性差;无法根据实际需求进行调整,能源浪费严重;照明控制系统设备多,线路复杂,维护管理难度大。

3 智能照明系统的组成及优点

3.1 智能照明系统的组成

智能照明系统通常由灯具、开关模块、调光模块、智能探头、可编程场景控制面板、通信模块、中控计算机、应用软件组成(图1)。通过这些部分的协同工作,智能照明系统可以实现遥控调光、定时控制、情景模式切换等多种功能,为用户提供舒适、便捷、节能的照明体验。

3.2 智能照明控制系统的性能特点

该系统采用分布式灯光控制系统,可对生产工房照明进行多层次、多方位的智能管理^[1],具有功能先进、使用灵活便捷、维护简单等特点。同时,总控计算机能够对整个生产工房的照明系统进行监控,包括操作各照明回路的开、关,显示各回路灯具的位置及其运行状态,提供灯具运行时间和事件记录功能,方便维护与编程人员在控制系统网络上的任意控制点进行监控、编程^[2]等操作。

4烟叶打叶复烤生产工房智能照明系统方案

4.1打叶复烤生产工房智能照明控制区域划分

曲靖天福烟叶复烤有限责任公司打叶复烤生产工房长484 m左右,宽118 m左右,面积约57000 m²。按加工工艺控制区域分为8个部分,包括分级选叶区、铺叶摆把区、烟叶预处理区、烟叶复烤区、配方高架库、成品凉包库、烟叶打包区、烟梗处理区(图2)。

4.2 智能照明系统设计思路

照明控制系统具备集中、就地控制功能, 自动、手动功能。系统含终端设备、人机界面、就地控制面板、电源模块、通信模块等。

系统操作功能具有高度灵活性、方便性,维护与编程人员可在控制系统总线上的任意控制点进行监控、程序修改及编程。

现场照明回路采用多种控制形式,即可以集中控制、区域就地智能面板控制、现场后备开关控制;当中央监控功能停止工作时,各分区功能、设备、网络通信控制仍能够正常运行。

通过光感探测器,根据不同的日照情况、不同的生产区域朝向,实现自然采光与灯光照明自动调节,变普通照明为补光照明,生产工房内亮度自动调节,光照度基本恒定,保证最佳工作照度。

通过时间集中管理,实现多区域、多事件的任务编排,将整个车间一个月或一年的生产任务编排进时钟模块中,时钟就能根据车间的生产任务自动来运行每一天不同时段的灯光场景。

设置监控计算机,通过监控软件可实时监测每个区域内每路灯的运行状态,查询和控制区域中的场景,查询各区域的照明控制系统设置配置清单状态,查询各区域的各种模块及控制面板的参数,定期生成能耗报表,直观显示车间能耗情况,为作出节能调整提供依据,记录回路灯具运行工作时长,为照明维护提供有效数据支持等。

4.3 系统灯具及控制设备

生产工房内分级选叶区、铺叶摆把区、烟叶预处理区、烟叶复烤区、预压打包区、烟梗处理区共安装250 W灯具1 439盏,配方高架库和成品凉包库共安装150W灯具52盏、50W灯具126盏。整个生产工房设置七控制键面板30块,总控触摸屏1块,智能开关控制模块44块,调光模块26块,光感探头10个,网关6套,智能时钟模块1套,控制计算机1台。

4.4 智能照明系统网络架构设计

采用邦奇智能科技(上海)股份有限公司智能照明系统,整个生产工房分为8个独立的控制区域。每个区域根据实际的生产需求设置相应数量智能照明配电箱(智能照明配电箱内配置配电开关、控制模块、调光模块、网关等)以及现场控制面板、现场触控屏等实现现场控制。所有的面板和模块通过网线与网关连接,敷设至生产工房中控室(系统如图3所示),在中控室内设置控制计算机和智能时钟模块,实现对相应区域的集中监控。车间内根据实际布线情况来设置网关等总线设备。所有8个区域则通过RS485主干网来实现连接,组成一个网络整体,实现智能照明的统一控制管控。系统划分为6个子网段,确保整个智能照明系统冗余及总线通信高效稳定。

4.5 照明系统的开关控制

根据生产工艺要求划分不同的照明区域,针对该照明区域内的照明回路编辑不同照度需求下的逻辑组合,实现不同的照明效果。比如全生产时,可选择全开、半开、2/3开等照明模式;而在部分区域处于生产状态时,可选择只点亮相应区域的回路,其他区域关闭,仅保留走道照明;当处于清洁、维护状态时可均匀开启1/3或1/4回路。生产时间以外时段仅开启特定的安保照明回路,为监控系统提供必要照明。

设置照度检测探头,实现“光照补偿”功能,具有自然采光的区域可设定恒定的光照度值,系统可根据车间内光照的变化,开启或关闭部分回路来保证工作面照度的恒定。

系统包含智能时钟模块,该模块能够实现多区域、多事件的任务编排。将整个车间一个月或一年的生产任务编排进时钟模块中,时钟就能根据车间的生产任务自动来运行每一天不同时段的灯光场景,包括周末、节假日等特殊日期任务;同时时钟还能根据不同季节日出、日落的时间来实现智能调节,实现高度的可用性。此外,时钟控制与照度检测探头及现场

控制面板等其他控制手段不会形成冲突,在时钟运行期间其他控制方式依旧能保证各自的功能控制。

5 智能照明系统的应用效果分析

5.1 智能照明系统实施后的使用效果

每个区域根据不同使用功能编制场景,实现了面板对场景的调用。通过光感探测器,实现了自然采光与灯光照明的自动调节,使工房内亮度自动调节,保持光照度基本恒定,达到200 lx的最佳工作照度。

由控制主机通过智能时钟模块对时间集中管理,统一或分区域调节工房照度, 自动控制厂房内各区域照明灯具定时开关,实现了生产车间照明系统 无人化、智能化管理。

通过中控计算机中文图形化界面,可实时监测每个区域内每路灯的运行状态,可查阅、显示各回路的位置和运行状态(开或关),查询并控制区域中的场景,定期生成能耗报表,直观显示照明能耗情况,为节能调整提供依据,回路运行管理记录灯具工作时长,为照明维护提供有效数据支持。

5.2 节能效益

智能照明系统应用于打叶复烤生产工房后,白天可充分利用 自然光,根据环境光照强度和需求自动调节照明亮度。天气晴朗时,部分区域自动调节为半开或2/3开模式。晚上可根据生产需求和工序生产进度,如分级选叶区、铺叶摆把区工艺段生产完成后, 自动关闭相应回路,仅保留走道照明。通过精确控制照明需求和实时调整场景,有效节约能源。根据实测数据,相比传统照明系统,智能照明系统可降低能耗约21%。

6 结束语

本文立足于打叶复烤生产工房的实际环境,分析了智能照明的优势,提供了照明系统的实现方案,为我国烟叶打叶复烤生产企业提供了一种新的节能降耗方案。智能照明系统的应用不仅能满足生产光照需求,还能合理利用能源、降低生产成本、提高企业竞争力,在打叶复烤生产行业具有实际意义。

[参考文献]

[1]张立伟.智能化技术在工厂照明系统上的应用[J].科学技术创新,2020(6):187-189.

[2]周芳,刘美根.智能照明控制系统在电气照明节能设计中的应用[J].低压电器,2007(16):20-23.

2024年第19期第3篇