摘要：結(jié)合某地下污水廠項(xiàng)目，從結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)組成、系統(tǒng)功能、控制要求、場(chǎng)景模式等方面介紹了地下污水廠智能照明控制系統(tǒng)，探索了一套適用于地下污水廠的智能照明控制策略，以確保地下污水廠正常運(yùn)行的照明需求.

1.引言

目前，智能照明控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于民用建筑、工業(yè)廠房、車(chē)站、機(jī)場(chǎng)等場(chǎng)所技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越成熟，但在地下污水處理廠的照明設(shè)計(jì)中仍處于探索階段，對(duì)地下污水處理廠智能照明控制策略的研究和應(yīng)用具有重要的實(shí)踐意義。

2.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

本項(xiàng)目為分布式智能照明控制系統(tǒng)，采用工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線和模塊化結(jié)構(gòu)，在中央控制室設(shè)置監(jiān)控和管理計(jì)算機(jī)，監(jiān)控整個(gè)系統(tǒng)，隨時(shí)調(diào)整照明現(xiàn)場(chǎng)效果。地下污水處理廠不同區(qū)域設(shè)置子網(wǎng)智能照明控制主機(jī)，控制相應(yīng)區(qū)域的照明系統(tǒng)。智能照明控制系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖所示。

3.系統(tǒng)組成

工程智能照明控制系統(tǒng)由系統(tǒng)單元、輸入單元和輸出單元組成。系統(tǒng)單元為系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)集中處理、指令發(fā)送、電源和通信傳輸保障，主要包括主機(jī)、電源模塊、總線、PC接口、RS-232接口、系統(tǒng)時(shí)鐘等。；輸入單元將外部需求信息轉(zhuǎn)換為信號(hào)，主要設(shè)備包括智能控制面板、移動(dòng)控制面板、照明傳感器、人體移動(dòng)傳感器等。；輸出單元用于接收信號(hào)，并根據(jù)指令對(duì)相關(guān)負(fù)載進(jìn)行相應(yīng)的輸出動(dòng)作，如調(diào)光模塊、開(kāi)關(guān)模塊等。

地下污水處理廠的箱體是一個(gè)封閉的空間，包括污水池、涉水管道及其內(nèi)部排水溝。整個(gè)箱體相對(duì)潮濕，預(yù)處理區(qū)和污泥處理區(qū)會(huì)產(chǎn)生腐蝕性氣體。因此，智能照明控制設(shè)備耐潮濕、耐腐蝕，保護(hù)等級(jí)不低于IP54。

3.1平臺(tái)概述

安科瑞電氣擁有從終端感知、邊緣計(jì)算到能效管理平臺(tái)的產(chǎn)品生態(tài)系統(tǒng)，AcrelEMS-SW智能水能效管理平臺(tái)通過(guò)安裝保護(hù)、監(jiān)測(cè)、分析、處理裝置，監(jiān)測(cè)污水廠總能耗和能耗強(qiáng)度，重點(diǎn)監(jiān)測(cè)主要能源設(shè)備能效，保護(hù)污水廠運(yùn)行安全可靠，提高污水廠能效，為污水處理能效管理提供科學(xué)、精細(xì)的解決方案。

3.2平臺(tái)組成

AcrelEMS智能水綜合能效管理系統(tǒng)由變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)、電力監(jiān)控和能效管理系統(tǒng)組成，涵蓋水壓變配電系統(tǒng)、電氣安全、應(yīng)急電源、能源管理、照明控制、設(shè)備運(yùn)行維護(hù)等，幫助運(yùn)維管理人員通過(guò)一套平臺(tái)和APP實(shí)時(shí)了解水配電系統(tǒng)的運(yùn)行情況，可根據(jù)權(quán)限適用于水后勤部門(mén)的管理需要。

3.3平臺(tái)拓?fù)鋱D

4.平臺(tái)子系統(tǒng)

4.1變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)及電力監(jiān)控

水務(wù)配電系統(tǒng)中的35kV、10kV電壓等級(jí)配置繼電保護(hù)和弧光保護(hù)，實(shí)現(xiàn)遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào)等功能，及時(shí)預(yù)警異常情況。監(jiān)測(cè)變壓器、泵、鼓風(fēng)機(jī)的電流、電壓、有功/無(wú)功功率、功率因數(shù)、負(fù)荷率、溫度、三相平衡、異常報(bào)警等數(shù)據(jù)。

4.1電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)與治理

水中大量大功率電機(jī)和泵的變頻啟動(dòng)導(dǎo)致配電系統(tǒng)中大量諧波。通過(guò)監(jiān)測(cè)配電系統(tǒng)的諧波畸變、電壓波動(dòng)、閃光和容忍度指標(biāo)，分析其電能質(zhì)量，配置相應(yīng)的電能質(zhì)量控制措施，提高供電質(zhì)量。

4.2電機(jī)管理

電機(jī)監(jiān)控實(shí)現(xiàn)水電機(jī)的保護(hù)、遙控、遙控、遙控功能，電機(jī)保護(hù)器可保護(hù)、監(jiān)控和報(bào)警過(guò)載、短路、缺相、漏電等異常情況。高效、準(zhǔn)確地反映故障狀態(tài)、故障時(shí)間、故障地點(diǎn)及相關(guān)信息，對(duì)電機(jī)進(jìn)行健康診斷和預(yù)防性維護(hù)。同時(shí)，支持和PLC、配合軟啟動(dòng)、變頻器等，實(shí)現(xiàn)電機(jī)自動(dòng)或遠(yuǎn)程控制，對(duì)各工藝設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，確保正常生產(chǎn)。

4.3能耗管理

為水構(gòu)建計(jì)量系統(tǒng)，顯示水的能源流向和能源損耗，通過(guò)能源流向圖幫助水分析能源消耗方向，找出能源消耗異常區(qū)域。

將所有能源參數(shù)集中在一個(gè)看板上，從多個(gè)維度進(jìn)行比較分析，實(shí)現(xiàn)各工藝環(huán)節(jié)的能耗比較，幫助領(lǐng)導(dǎo)控制整個(gè)工廠的能耗、能源成本、標(biāo)準(zhǔn)煤排放等。能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)采集了污水處理廠、自來(lái)水處理廠、水泵站的用電、用水、燃?xì)?、冷熱消耗量。同環(huán)比分析、總能耗和能耗強(qiáng)度計(jì)算、標(biāo)準(zhǔn)煤計(jì)算和二氧化碳排放統(tǒng)計(jì)趨勢(shì)。能效分析按三級(jí)計(jì)量結(jié)構(gòu)進(jìn)行，符合能源管理體系的要求。可分析各車(chē)間/職能部門(mén)的能效水平，如同比、環(huán)比、標(biāo)gan等。通過(guò)污水處理產(chǎn)量和系統(tǒng)采集的能耗數(shù)據(jù)，在污水單耗中生成污水單耗趨勢(shì)圖，并進(jìn)行同比、環(huán)比分析。同時(shí)，將污水單耗與行業(yè)/國(guó)家/國(guó)際先jing指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)gan，使企業(yè)能夠根據(jù)產(chǎn)品單耗情況調(diào)整生產(chǎn)工藝，從而降低能耗。

4.4智能照明控制

系統(tǒng)為污水處理廠、水廠、水泵站提供照明控制管理方案，支持單控、區(qū)域控制、自動(dòng)控制、感應(yīng)控制、定時(shí)控制、場(chǎng)景控制、調(diào)光控制等控制方式，模塊可根據(jù)經(jīng)緯度自動(dòng)識(shí)別日出日落時(shí)間實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制功能，盡可能利用自然光，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)、工廠照明智能控制，達(dá)到安全、節(jié)能、舒適、高效的目的。

4.5電氣安全

監(jiān)測(cè)配電系統(tǒng)電路的漏電電流和電纜溫度，實(shí)現(xiàn)污水處理廠、自來(lái)水處理廠、水泵站的電氣安全預(yù)警。根據(jù)預(yù)先制定的應(yīng)急預(yù)案，迅速啟動(dòng)疏散方案，指導(dǎo)疏散。系統(tǒng)接入消防應(yīng)急照明指示系統(tǒng)數(shù)據(jù)，通過(guò)平面圖顯示疏散指示燈的工作狀態(tài)和異常情況。監(jiān)測(cè)消防設(shè)備的工作電源是否正常，確保消防設(shè)備在發(fā)生火災(zāi)時(shí)能正常投入使用。防火門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)集中控制各終端設(shè)備的工作狀態(tài)，即防火門(mén)監(jiān)控模塊、電動(dòng)閉門(mén)器和電磁釋放器，實(shí)時(shí)監(jiān)控疏散通道防火門(mén)的開(kāi)啟、關(guān)閉和故障狀態(tài)，顯示終端設(shè)備的開(kāi)路、短路等故障信號(hào)。系統(tǒng)利用消防二總線連接具有通信功能的監(jiān)控模塊。當(dāng)終端設(shè)備短路、斷路時(shí)，防火門(mén)監(jiān)控器可發(fā)出報(bào)警信號(hào)，指示報(bào)警部位，保存報(bào)警信息，確保電氣安全的可靠性。

4.6環(huán)境監(jiān)測(cè)

溫濕度、煙霧、積水浸水、視頻、UPS電池間可燃?xì)怏w濃度顯示和預(yù)警，保證污水處理廠、自來(lái)水處理廠、水泵站的安全運(yùn)行。當(dāng)可燃?xì)怏w或有害氣體濃度超標(biāo)時(shí)，可自動(dòng)啟動(dòng)排氣扇或新風(fēng)系統(tǒng)，消除隱患，保持良好的水處理環(huán)境。

4.7分布式光伏監(jiān)測(cè)

實(shí)時(shí)監(jiān)控電流、電壓、功率等電氣參數(shù)和斷路器開(kāi)關(guān)狀態(tài)、逆變器運(yùn)行監(jiān)控、輸入直流電壓、直流電流、直流功率、交流電壓、交流電流、頻率、功率因數(shù)、當(dāng)前發(fā)電功率、累計(jì)發(fā)電量、曲線繪制上述監(jiān)測(cè)參數(shù)的歷史數(shù)據(jù)。根據(jù)工廠的實(shí)際分布情況，平臺(tái)通過(guò)3D或2.5D平面圖顯示屋頂和棚內(nèi)分布式光伏組件的分布情況，顯示匯流箱和網(wǎng)點(diǎn)的位置以及每個(gè)屋頂?shù)难b機(jī)容量。

4.8工藝仿真監(jiān)控

平臺(tái)通過(guò)2D、3D方法實(shí)時(shí)監(jiān)控粗格柵、污水提升、細(xì)格柵、曝氣沉砂、改進(jìn)生化處理、二沉、氯化接觸消毒、污泥濃縮壓濾、生物除臭等工藝設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。電機(jī)安裝在格柵除渣機(jī)、污水提升泵、回流泵、曝氣風(fēng)機(jī)、加藥泵、濃縮壓濾機(jī)、吸砂泵、吸泥泵等低壓電機(jī)控制柜或低壓饋電柜，用于短路、過(guò)流、過(guò)載、啟動(dòng)加時(shí)、斷相、不平衡、低功率、接地/漏電、TE保護(hù)、堵塞、逆序、溫度等。、配合軟啟動(dòng)、變頻器等，實(shí)現(xiàn)電機(jī)自動(dòng)或遠(yuǎn)程控制，對(duì)各工藝設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，確保正常生產(chǎn)。

5.平臺(tái)部署硬件選型清單

6.結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合實(shí)際案例，闡述了智能照明控制系統(tǒng)在地下污水廠的運(yùn)用，探索出一套適用于地下污水廠的智能照明控制策略，為智能照明控制系統(tǒng)應(yīng)用于類(lèi)似地下污水廠提供借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1] 林承鑫.地下污水廠智能照明控制策略.中國(guó)建筑第八工程局有限公司 設(shè)計(jì)管理總院.上海 .201206

[2] 邱維.地下污水處理廠的適應(yīng)性探討[J].中國(guó)給水排水.2017,33 (8) ：26-31.

[3] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)應(yīng)用手冊(cè).2020.06版