工控自动化应用方案：智慧点亮生活——智能照明自动化系统

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摘要

随着技术的更新和节能环保理念的普及，智能照明系统在校园场景中展现出巨大的应用潜力。本文以学校用电照明为背景，结合安科瑞智能照明控制系统的特点，探讨智能照明系统的功能、优势及其在学校场景中的应用价值。

1.引言  

照明是学校运行中不可或缺的一部分，但传统照明方式存在能耗高、管理复杂等问题。智能照明系统通过自动化控制、数据分析等技术手段，为校园提供环保、舒适的照明解决方案，不仅能够降低能耗，还能提升光环境的质量。

2.用能痛点 

学校照明用电管理存在以下几个主要难点，这些问题直接影响管理效率和节能效果：

2.1用电需求多样化

学校的不同区域（如教室、宿舍、实验室、走廊、操场等）对照明的需求差异较大：

教室：需要根据教学时间安排不同亮度和开关计划。

宿舍：存在高峰期（早晚）用电集中和深夜用电浪费的问题。

公共区域：如走廊和楼梯间，光线使用频繁，但人员流动性强，难以控制。

难点：需求多样且动态变化，难以靠传统手段统一管理。

2.2 能源浪费严重

照明设备效率低：很多学校仍然使用传统光源（如白炽灯或老式荧光灯），能耗高且维护成本高。

未合理利用自然光：有自然采光的教室或公共区域未充分结合光照状况调整人工照明。

不必要的长时间照明：如课间或非上课时段灯光持续开启，无人区域长时间亮灯。

难点：缺乏灵活的节能控制手段，能源浪费难以避免。

2.3管理成本高

人工管理效率低：照明开关和调整主要依靠人工，增加了管理人员的工作量。

分布广、设备多：学校面积大，照明设备分布广泛，管理难以覆盖。

维修工作复杂：传统照明设备的故障定位与更换需要耗费大量人力和时间。

难点：人力成本高，难以及时应对大规模的设备监控与维护需求。

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2.4数据采集与分析不足

很多学校缺乏能耗监测系统，难以获取很准的用电数据。

无法对用电高峰、低效能区域进行分析优化，从而制定针对性节能策略。

难点：缺乏用电数据支撑，节能优化难以实施。

2.5缺乏智能化手段

传统手动控制滞后：仅依赖人工开关，缺乏智能化调控手段，难以适应动态用电需求。

系统集成不足：照明系统未能与其他校园智能系统（如安防、消防）联动，导致管理效率降低。

难点：现有设备和技术落后，无法实现集中管理和自动控制。

2.6季节和时间变化的适应性不足

季节性变化：夏季与冬季白昼长度不同，传统照明系统无法灵活调整开关时间。

节假日和特殊活动：如考试、晚会、体育活动等需要临时调整照明计划，但传统系统响应不够灵活。

难点：缺乏动态调节能力，容易导致用电浪费或照明不足。

2.7师生节能意识不足

学生随手开灯不关灯的现象普遍，导致电力浪费。

管理层对智能化照明系统的节能效果缺乏重视或了解，未积极推动相关技术升级。

难点：节能理念未深入人心，管理和使用行为未能形成合力。 

学校照明用电管理的难点主要集中在需求多样化、资源浪费、管理成本高、技术落后和意识薄弱等方面。要解决这些问题，需结合智能化技术手段和科学管理模式，如引入智能照明系统、优化用电数据分析、提升节能意识等，逐步改善照明管理的难点与痛点。

3.智能照明系统  

3.1什么是智能照明系统

根据GB/T 39021-2020《智能照明系统通用要求》，智能照明系统是一种根据环境或预定义条件自动调节，以提供所需照明质量的系统。其核心在于通过传感器与控制算法实现自动化调控，从而满足节能和舒适性的双重需求。

 

3.2控制要求

3.3智能照明系统的主要功能  

自动控制

通过光照传感器和人体检测传感器实现“人来灯亮，人走灯灭”，有效降低不必要的能源消耗。  

天黑自动开灯，天亮自动关灯，适应自然光变化。  

 

定时控制

根据校园作息安排，如上课、课间和晚自习，灵活设置灯光开关时间。  

可编制特殊节假日的照明计划，例如考试或校园活动。  

 

调光控制

实现照明亮度的调节，既符合护眼标准，又尽可能降低能耗。  

支持人因照明（HCL），通过调节色温和亮度，优化师生的学习和生活体验。  

 

集中管理

在中控室统一管理各区域的照明设备，实时监控照明状态和能耗情况，生成分析报告，为管理决策提供数据支撑。  

3.4智能照明系统的优势  

节能环保 

学校走廊、教室、宿舍等区域使用频率高，通过分区分组控制及照度调节，可大幅降低能源浪费。  

提高学习环境质量 

智能调光和人因照明技术为教室提供柔和舒适的光线，有助于保护学生视力并提高专注力。  

管理便捷

中央管理系统可以快速响应校园内的照明需求，如紧急情况或突发活动，提升管理效率。  

高可靠性 

系统设计采用高可靠性标准，支持长时运行，并提供故障监测和报警功能，减少维护成本。  

3.5系统架构

4.智能照明在校园中的应用

学校的照明用电管理应以节能、安全、舒适为核心目标，结合现代化技术和科学管理方法，具体可以从以下几个方面着手：

4.1 分区管理

学校的建筑功能多样，各区域的照明需求有所不同，分区管理能够提高管理效率：

教室：根据上课、课间、晚自习等时间段设置不同的照明模式。

宿舍：设置固定的照明时间，例如晚上熄灯和清晨开灯。

公共区域：如走廊、楼梯间和洗手间，采用人体感应控制，确保在无人时自动关闭照明。

户外区域：如操场、校门及校园道路，采用定时或光控模式，配合天文时钟调节开关时间。

4.2智能照明系统应用

引入智能照明系统，结合自动化和集中控制手段，可有效提升用电管理水平：

自动控制：利用传感器检测环境亮度和人流动态，自动调节灯光开关和亮度。

集中监控：通过中央管理平台实时监测所有照明设备的运行状态，快速响应异常情况。

调光技术：根据具体场景需求调节照明亮度，例如教室内光线根据黑板与桌面区域的不同需求实现调控。

4.3节能措施

LED光源应用：用LED灯替换传统的荧光灯和白炽灯，可降低能耗并延长使用寿命。

分时控制：针对教室和操场等使用频率较高的区域，设置不同时间段的开关计划。

自然光利用：在有自然光的场所安装光控设备，结合采光状况合理调节照明强度。

4.4规范与标准化

学校照明用电应符合国家及行业标准，例如：

《中小学校教室采光和照明卫生标准》（GB 7793-2010）：要求教室照明达到保护视力的卫生标准。

《建筑照明设计标准》（GB 50034-2013）：明确不同区域的照度要求和节能设计措施。

4.5用电数据分析与优化

通过安装能耗监测设备，定期分析用电数据：

找出高能耗区域，制定针对性的节能措施。

通过数据统计了解不同区域的用电规律，调整控制策略。

4.6故障管理与维护

故障报警：通过智能系统实时监测照明设备状态，发现并处理故障。

维护计划：定期检查和更换老化设备，确保照明系统的稳定运行。

5.典型应用  

教室场景  

配合课程安排实现自动调光和场景切换，例如自习模式和讲课模式。  

光感自动调节，护眼且节能。  

宿舍管理 

智能控制系统可设置夜间自动熄灯时间，减少能耗并规范作息。  

童锁功能避免学生误操作。  

公共区域 

走廊和楼梯间使用人体感应灯，确保安全的同时降低能耗。  

食堂和图书馆结合自然光采集数据，优化光线使用。  

 

结论  

学校照明用电管理是一个系统化的工作，需要结合现代技术和科学规划。引入智能照明系统，利用分区管理、自动控制、节能技术等手段，不仅能够有效降低能源消耗，还能为师生提供安全、舒适的学习和生活环境。这不仅是降低成本的需要，更是响应绿色环保理念的重要实践。

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