大型商场智能照明控制系统的设计分析

大型商场智能照明控制系统的设计分析
发表时间：2016-09-06T14:45:12.980Z 来源：《建筑建材装饰》2015年9月下作者：谢科[导读] 本文探讨了照明智能化控制系统相关的设计方法，这部分的系统分机、主机间通信可通过电力线载波的技术完成。

（苏州工业设备安装集团有限公司，江苏苏州215000）
摘要：对于大型照明系统要重点考虑节能性，这就对照明控制系统提出了更高的要求，本文探讨了照明智能化控制系统相关的设计方法，这部分的系统分机、主机间通信可通过电力线载波的技术完成。

亮度随环境变化开关以及自动开关和分区控制是主机所具有的功能，相对于以往的照明方式，成本比较低等特点突出，达到了节能的设计目的。

关键词：大型商场；设计；智能照明
前言
大型商场的照明系统对于节能的考量比较多，由若干个节能灯共同组成大型商场的照明系统，同时有若干个驱动电路以及PFC电路，它们的工作频率会很相近，但并不会同步，由此产生的电磁污染较为严重，对于其他正常运行的电气设备而言，会产生较大影响，也会危害人体健康，所以有必要对控制系统进行改造。

本文主要通过对大型商场，以集中供电的方式构成智能照明，实现对系统的控制，然后采取电力线载波的技术，对应用节能灯照明以及相关供电系统从全新角度进行研究和探讨，对于该方案所实际具备的经济实用以及经久耐用，还有多功能和效率高以及EMI干扰小等相关特点进行了论证。

工程实现问题也可同时解决，这些技术和方法有利于促进节能灯的大规模推广。

1 400V直流集中供电系统的设计分析
照明灯具可以及不同的照明需求分组，各组照明灯具作用不同，所有灯具相关的地址信息由主控制器进行存储，开关时间要依据需要进行定时设置，设定的信息由主控制器应用电力线把对应的指令信息传送至分机，照明灯具便可实现分区控制以及自动开关还有亮度自动控制等功能。

若有在特殊情况，照明灯具的开关不需要但设定时间执行，亦可运用强制开关的方法解决，照明灯具的强制开关优先级高于定时开关。

交流电源一般控制系统中输入，可利用整流滤波的对应电路，以确保直流电的输出情况良好，DC、AC电子的镇流器所有单元，应通过直流的母线加以连接，以确保交流电最后能够顺利的完成输出工作，并实现给节能灯供电的效果。

相关原理参图1：
采取PFC高效电路的时候，应对交流220V电压实施整流后，以获得直流电压，且之流的电压为400V左右。

由此可见，仅一个PFC电路工作频率，实行多个节能灯构成照明系统，电磁干扰问题大大减少。

由于直流电流在母线上进行传输，电阻损耗是线路上的主要损耗，线路电感上实际产生的压降可以很好的克服掉，适于电能实现长距离传输，通信用以及直流高频信号比较容易在通信电分离出来。

2系统硬件电路的设计分析
2.1设计高频主电源
集中供电模式能够有效的实现高频主电源，其稳定性和功率因数非常重要，同时其可输出较大的功率、电磁干扰较少。

高频主电源可采取L6561的芯片加以设计，通过ST公司所生产L6561的芯片，属于有源功率专用的因数校正芯片，利于宽电压输入（AC85至265）的构成，而IGBT管能够被低谐波的含量PFC电源直接实行驱动，各种相应的保护功能集成于其中。

较高的集成度使系统元器件需要量大大减少，损耗大幅降低，效率明显提升。

相关原理参见图2：
2.2设定主机相关的功能开关
主机应该具备分区控制的功能，分区控制有利于在不同区域出现问题时，定点维修精确予以解决，防止出现问题的时候，停止电路维修的情况出现。

可实行并联电力线的方式，对分区进行合理的控制。

如果任何一个区域由于过流的情况，产生熔断器断开的情况，主控制室对应发光二极管，则会出现点亮的情况，实行报警，提醒工作人员应该对相关工作区实施检修。

相关的原理参见图3：
2.3环境亮度监测电路的设计
环境亮度监测电路就是要充分利用环境内的自然光达到节能的目的，若环境亮度达不到要求，则应该讲节能灯管点亮，发挥照明的效果。

环境的亮度应满足照明的标准，以保证在适当的要求下，节能灯管能够自动进行关闭。

光电三极管相关器件对这一电路实施控制，主要优点是可对光电实现转换，并兼具放大功能。

环境的亮度值应控制在0～5V，如果环境的亮度较高，三极管就会呈饱和的状态，压降则会在5V左右；若环境亮度发生降低的情况，那么三极管相应的压降就会出现降低，若实际水平比设定值低时，那么LM339就会输出相应的低电平，单片机就会收到通知而启动对应的控制电路，如图4。

2.4电力线载波电路的设计
实现分机、主机通信的方式非常多，主要经电力线载波LM 1893的专用芯片进行设计，这里用到的电力线载波相关的通信系统主要是单片机对电路进行控制，主要是由电力线相关的信号耦合以及保护部分。

此外，信号滤波的部分、电力线载波的调制解器联合组成电力线载波电力。

对于LM1893而言主要有发送以及接收这样两种具体工作模式，对于单片LM 1893而言就可以半双工地实现通过电力线来对数据进行发送和接收。

120kHz属于系统中的载波频率，外接于1和2脚间，振荡电容为C9，来实际确定接收以及发送的对应载波频率，载波频率f行具体由18脚R14可变电阻进行微调，C9或R14相关取值减小或增大，载波频率即可实现降低或者增高。

对于主机电力线载波电路来讲，主机可通过PIC16C64 RA0电路输出，以实现有电力线相应的载波芯LM1893实际接收以及发送的对应信号的具体控制。

由PIC16C64中相应的RA1具体送达LM 1893中相关的FSK调制器。

产生对应的控制电流实际控制开关，通过输出放大器进行驱动以后实际输出到相应的线路耦合电路。

其后发送至电力线上。

如果要对数据进行接收时，通过耦合电路传递过来的已调载波信号对应的送达LM1893，数据信号经过解调以后送达PIC16C64中的RC0如图5。

分机电路原理主要是由PIC12C508对应的P2/T0所具体输出的高低电平来实际对电力线载波芯片LM 1893进行控制控制其接收以及发送的状态。

接收以及发送的相关数据通过LM 1893以后，送达PIC12C508中的P1脚。

针对LM1893来讲，能够实现半双工通信，同时可收发信息，就需要合理的实行分时操作。

由此可见，PIC12C508的P1脚能够实现分机收发的数据的效果，如图6。

3集中供电方式的软件设计分析
系统通电以后，主机会对有无按键输入先行开始检测，设定系统时间以及工作模式主要通过按键来具体完成。

如果有，那么就可以执行具体的子程序；如果没有，就要对这一系统目前的实际状态可否具体满足灯管需求的工作条件进行判断：如果N3等于0，那么说明依据环境亮度进行检测，而且环境实际亮度已经低于5V这一设定值，也就是RB0等于1；如果N4等于0那么就说明分机定时开关，并且系统时间已经可以达到用户实际设定的相关开关时间，以上任一条件如果满足，分机即可开始工作；反之分机就会接受主机通知而关机。

分机开始工作的时候，主机会对分机进行检测，检测的内容为发送的信息。

然后对接收分机的情况、反馈电力线载波信息内容，通过电力线帧信息进行判断。

若分机存在异常，故障灯管数、灯管号码就会有相应的显示。

传统交流供电模式被直流400V集中供电模式所代替以后，电路的实际损耗大大降低，系统电能转换效率大幅提升、THD以及EMI有所减少。

4结语
现阶段，供电方式被大型商场广泛使用。

本文从全新对角度对供电以及节能灯照明系统进行研究和讨论，并对该方案具有经济实用以及经久耐用，还有多功能以及效率高和EMI干扰小等特点进行了实际论证，工程实现相关问题也得到了很好的解决，是促进节能灯大规模推广中应用效果较好的新技术。

参考文献：
[1]张开羽，刘骊，吕杨．基于DALI协议的智能照明系统设计[J]．电子工程师，2004（09）
[2]沈文恩．论照明系统的智能节能解决方案[J]．中国新通信，2008（17）
[3]王志鹏，陶生桂，汤春华．基于L6561的电流准连续模式APFC电源设计[J]．通信电源技术，2004（04）。