车间照明节能设计实例.docxVIP

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车间照明节能设计实例

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栾新源

(上海大学微电子中心,上海200444)

摘要:基于建筑照明设计标准,以触摸屏为核心,设计了一整套照明节能方案。该方案包含由LM3S8962处理器组成的模拟调光器、亮度感应器;由LM293比较器组成的继电器调光电路,以及变功率电感镇流器。方案实施后达到了照度目标和节能目标,在车间照明节能控制中有较高的应用价值。

关键词:车间;照明节能;LM3S8962;触摸屏;模拟调光器

TM923

:B

DesignSampleofFactoryLightingPowerSaving

LUANXin-yuan

(ShanghaiUniversity,Shanghai200444,China)Abstract:Thispaperprovidesthesampleoffactorylightingpowersavingdesignbasedonconstructionslightingdesignstandard.ThissolutionincludeusingLM3S8962MCUasanalogdimmer,lightsensor,relaysdimmerandadjustableinductanceballast.Afterusedthissolution,powersavedandkepttheoriginallightinglevel.thissolutionisworthyofusinginsmartlightingcontrol.Keywords:factory;lightingpowersaving;LM3S8962;touchpanel;analogdimmer

1车间概况及要求

车间为80×75m的矩形,为东西走向钢结构厂房,挂灯具悬高8m左右。东西两端为开放式现成办公室,自带工位照明。车间以节能灯装配,在线老化为主。另有燃气毛管烘烤线2条,其上方5m处温度有550C(室温300C)。现有的方案是使用400\N高压钠灯90盏,这个钠灯功率因数只有0.5,其耗电量高达400×90/0.5=72kVA。另工位安装有日光灯照明,故作为辅助照明,查设计标准可知只需200Ix即可。

1.1照明要求

从概况可知,工厂车间灯具悬挂较高,故灯具要寿命长、少维护。生产线的特性要求显色性好,便于分清颜色,照度分布均匀度合理,眩光小,方便根据不同日照情况调节亮度。

1.2安全要求

按《建筑设计防火规范》(GB50016-2006)的相关条文,灯具三线单相供电,可靠接地,线粗至少2.5mm2。分支线路沿钢架穿管布线,主线走金属桥架布线。出口处设置应急灯,单独走消防线路。

2车间照明设计

按照《建筑照明设计标准》(GB50034-2004)的要求逐步细化设计。

2.1光源选择

市面上电光源种类繁多,选择标准普遍遵循“三高”原则:高发光效率、高寿命、高显色性。

2.2布灯方案

照度计算公式E=(nuk)/A,采用250\N金卤灯的照度为90×21,500×0.8×0.7/(80×75)=206.4Ix。1行10个灯,共9行。每行独立控制亮度。由于点着大量节能灯在老化,实测台面照度在300Ix。

3控制系统设计

整个系统以触摸屏为核心,在触摸屏上有图形化人机界面,直观地控制灯具。每个模拟调光器有32位唯一地址,开机后触摸屏发送地址查询命令,模拟调光器将自己的地址发送给触摸屏,触摸屏存储地址并分配一个通道号给这个地址,亦可在触摸屏上手动分配,建立映射关系。控制系统采用CAIxl总线,CAIxl总线是一种多主方式的串行通讯总线,具有高的位速率,高抗电磁干扰性,而且能够检测出产生的任何错误。当信号传输距离达到lOkm时,CAIxl-bus仍可提供高达5kbps的数据传输速率。CAIxl控制器具有硬件仲裁机制,并且根据报文的ID决定其发送的优先权,不用担心同时发送时像以太网系统会崩溃。RS485和CAIxl都是目前应用最为广泛的现场总线,两者比较如表3所示。工厂车间灯光控制要求可靠性高,后期维护工作少,所以选择了CAIxl总线。模拟调光器收到调光命令后将转换成调光电压,灯具根据收到的电压值调节亮度。

3.1触摸屏模块

采用某公司8英寸触摸屏模块做二次开发,编写应用程序和人机界面。该屏是分辨率为800×600像素的TFT真彩屏,画面色彩丰富细腻。开发工具是大众化的KeilC,上手容易。

3.2模拟调光模块

核心采用TI的LM3S8962,该MCU是最新的ARMCortex-M3内核。内存为

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