摘要：結(jié)合某地下污水廠項目，從結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)組成、系統(tǒng)功能、控制要求、場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行的照明需求.

1.引言

目前，智能照明控制系統(tǒng)廣泛應用于民用建筑、工業(yè)廠房、車站、機場等場所技術的應用越來越成熟，但在地下污水處理廠的照明設計中仍處于探索階段，對地下污水處理廠智能照明控制策略的研究和應用具有重要的實踐意義。

2.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

本項目為分布式智能照明控制系統(tǒng)，采用工業(yè)現(xiàn)場總線和模塊化結(jié)構(gòu)，在中央控制室設置監(jiān)控和管理計算機，監(jiān)控整個系統(tǒng)，隨時調(diào)整照明現(xiàn)場效果。地下污水處理廠不同區(qū)域設置子網(wǎng)智能照明控制主機，控制相應區(qū)域的照明系統(tǒng)。智能照明控制系統(tǒng)拓撲結(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、電源模塊、總線、PC接口、RS-232接口、系統(tǒng)時鐘等。；輸入單元將外部需求信息轉(zhuǎn)換為信號，主要設備包括智能控制面板、移動控制面板、照明傳感器、人體移動傳感器等。；輸出單元用于接收信號，并根據(jù)指令對相關負載進行相應的輸出動作，如調(diào)光模塊、開關模塊等。

地下污水處理廠的箱體是一個封閉的空間，包括污水池、涉水管道及其內(nèi)部排水溝。整個箱體相對潮濕，預處理區(qū)和污泥處理區(qū)會產(chǎn)生腐蝕性氣體。因此，智能照明控制設備耐潮濕、耐腐蝕，保護等級不低于IP54。

3.1平臺概述

安科瑞電氣擁有從終端感知、邊緣計算到能效管理平臺的產(chǎn)品生態(tài)系統(tǒng)，AcrelEMS-SW智能水能效管理平臺通過安裝保護、監(jiān)測、分析、處理裝置，監(jiān)測污水廠總能耗和能耗強度，重點監(jiān)測主要能源設備能效，保護污水廠運行安全可靠，提高污水廠能效，為污水處理能效管理提供科學、精細的解決方案。

3.2平臺組成

AcrelEMS智能水綜合能效管理系統(tǒng)由變電站綜合自動化系統(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、應急電源、能源管理、照明控制、設備運行維護等，幫助運維管理人員通過一套平臺和APP實時了解水配電系統(tǒng)的運行情況，可根據(jù)權(quán)限適用于水后勤部門的管理需要。

3.3平臺拓撲圖

4.平臺子系統(tǒng)

4.1變電站綜合自動化系統(tǒng)及電力監(jiān)控

水務配電系統(tǒng)中的35kV、10kV電壓等級配置繼電保護和弧光保護，實現(xiàn)遙測、遙信、遙控、遙調(diào)等功能，及時預警異常情況。監(jiān)測變壓器、泵、鼓風機的電流、電壓、有功/無功功率、功率因數(shù)、負荷率、溫度、三相平衡、異常報警等數(shù)據(jù)。

4.1電能質(zhì)量監(jiān)測與治理

水中大量大功率電機和泵的變頻啟動導致配電系統(tǒng)中大量諧波。通過監(jiān)測配電系統(tǒng)的諧波畸變、電壓波動、閃光和容忍度指標，分析其電能質(zhì)量，配置相應的電能質(zhì)量控制措施，提高供電質(zhì)量。

4.2電機管理

電機監(jiān)控實現(xiàn)水電機的保護、遙控、遙控、遙控功能，電機保護器可保護、監(jiān)控和報警過載、短路、缺相、漏電等異常情況。高效、準確地反映故障狀態(tài)、故障時間、故障地點及相關信息，對電機進行健康診斷和預防性維護。同時，支持和PLC、配合軟啟動、變頻器等，實現(xiàn)電機自動或遠程控制，對各工藝設備進行監(jiān)控，確保正常生產(chǎn)。

4.3能耗管理

為水構(gòu)建計量系統(tǒng)，顯示水的能源流向和能源損耗，通過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)集中在一個看板上，從多個維度進行比較分析，實現(xiàn)各工藝環(huán)節(jié)的能耗比較，幫助領導控制整個工廠的能耗、能源成本、標準煤排放等。能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計采集了污水處理廠、自來水處理廠、水泵站的用電、用水、燃氣、冷熱消耗量。同環(huán)比分析、總能耗和能耗強度計算、標準煤計算和二氧化碳排放統(tǒng)計趨勢。能效分析按三級計量結(jié)構(gòu)進行，符合能源管理體系的要求?？煞治龈鬈囬g/職能部門的能效水平，如同比、環(huán)比、標gan等。通過污水處理產(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圖，并進行同比、環(huán)比分析。同時，將污水單耗與行業(yè)/國家/國際先jing指標進行標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、自動控制、感應控制、定時控制、場景控制、調(diào)光控制等控制方式，模塊可根據(jù)經(jīng)緯度自動識別日出日落時間實現(xiàn)自動控制功能，盡可能利用自然光，實現(xiàn)室內(nèi)、工廠照明智能控制，達到安全、節(jié)能、舒適、高效的目的。

4.5電氣安全

監(jiān)測配電系統(tǒng)電路的漏電電流和電纜溫度，實現(xiàn)污水處理廠、自來水處理廠、水泵站的電氣安全預警。根據(jù)預先制定的應急預案，迅速啟動疏散方案，指導疏散。系統(tǒng)接入消防應急照明指示系統(tǒng)數(shù)據(jù)，通過平面圖顯示疏散指示燈的工作狀態(tài)和異常情況。監(jiān)測消防設備的工作電源是否正常，確保消防設備在發(fā)生火災時能正常投入使用。防火門監(jiān)控系統(tǒng)集中控制各終端設備的工作狀態(tài)，即防火門監(jiān)控模塊、電動閉門器和電磁釋放器，實時監(jiān)控疏散通道防火門的開啟、關閉和故障狀態(tài)，顯示終端設備的開路、短路等故障信號。系統(tǒng)利用消防二總線連接具有通信功能的監(jiān)控模塊。當終端設備短路、斷路時，防火門監(jiān)控器可發(fā)出報警信號，指示報警部位，保存報警信息，確保電氣安全的可靠性。

4.6環(huán)境監(jiān)測

溫濕度、煙霧、積水浸水、視頻、UPS電池間可燃氣體濃度顯示和預警，保證污水處理廠、自來水處理廠、水泵站的安全運行。當可燃氣體或有害氣體濃度超標時，可自動啟動排氣扇或新風系統(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

實時監(jiān)控電流、電壓、功率等電氣參數(shù)和斷路器開關狀態(tài)、逆變器運行監(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)、當前發(fā)電功率、累計發(fā)電量、曲線繪制上述監(jiān)測參數(shù)的歷史數(shù)據(jù)。根據(jù)工廠的實際分布情況，平臺通過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)點的位置以及每個屋頂?shù)难b機容量。

4.8工藝仿真監(jiān)控

平臺通過2D、3D方法實時監(jiān)控粗格柵、污水提升、細格柵、曝氣沉砂、改進生化處理、二沉、氯化接觸消毒、污泥濃縮壓濾、生物除臭等工藝設備的運行狀態(tài)。電機安裝在格柵除渣機、污水提升泵、回流泵、曝氣風機、加藥泵、濃縮壓濾機、吸砂泵、吸泥泵等低壓電機控制柜或低壓饋電柜，用于短路、過流、過載、啟動加時、斷相、不平衡、低功率、接地/漏電、TE保護、堵塞、逆序、溫度等。、配合軟啟動、變頻器等，實現(xiàn)電機自動或遠程控制，對各工藝設備進行監(jiān)控，確保正常生產(chǎn)。

5.平臺部署硬件選型清單

6.結(jié)語

本文結(jié)合實際案例，闡述了智能照明控制系統(tǒng)在地下污水廠的運用，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)應用于類似地下污水廠提供借鑒。

參考文獻

[1] 林承鑫.地下污水廠智能照明控制策略.中國建筑第八工程局有限公司 設計管理總院.上海 .201206

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

[3] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計應用手冊.2020.06版