电气自动化技术在照明工程中的应用

中图分类号：TU113文献标识码：A

引言

建筑和电力工程中的大部分能源消耗都在照明系统中，因而智能照明的发展尤为重要。传统照明系统多采用人工控制，造成能源浪费，而智能照明系统则利用信息化、自动化、传感器等技术，根据人在环境中的需求实时调节照明，达到节能、舒适环境的目的，同时具有故障检测、远程控制等功能，提高了居住者的安全感，大幅提高了系统的可靠性。随着技术的发展，智能照明系统的应用将成为提高能效、节约成本、加强安全管理的重要措施。

1 电气自动化技术在照明系统中的作用

1.1 检测照明系统状态

可以借助电子、信息和计算机技术来对照明系统运行状态进行有效监控，通过实时监控了解照明系统运行状态，这样就可以在照明系统出现故障问题时及时找到故障点，从而帮助工作人员快速排除故障。在电气自动化技术作用下可以实时采集照明系统的各种运行参数，之后将参数传送给监控中心，这样就可以为照明系统设计和优化处理提供重要数据支持，继而及时有效地处理照明系统运行使用过程中的故障安全问题。

1.2 照明系统智能控制

通过电气自动化技术的应用可以对照明系统展开有效智能化控制，不仅可以按照照明现场环境和空间布局来调整照明系统性能参数，还能为用户营造更加舒适的视觉环境，从而实现各种能源高效利用的目标，以此为照明系统节能减排做出一定贡献。合理应用电气自动化技术还能优化照明系统自动调节功能，在照明系统内部传感器和控制器作用下让灯具实时自动调整明亮程度和色彩温度等。

1.3 降低照明系统能耗

应用电气自动化技术可以提高照明系统的工作效率和可靠性。可以对照明系统实施智能化管理，在减少人为干预力度的情况下根据外界环境变化来对照明系统工作状态做出调整，从而提高照明系统的工作效率和运行稳定性。利用电气自动化技术以及传感器来对现场环境进行监测，从而确定照明系统运行模式，减少照明系统的能耗，这对于保障照明系统绿色环保效果有重要作用。在人流比较少时，照明系统会在电气自动化技术作用下降低灯光强度或者关掉某些灯，这样就可以达到节约电能的目标。而在需要强光照射的区域，电气自动化技术可以促使照明系统尽快调整到最佳状态。

2 智能照明系统具备的功能

2.1 自动调节功能

智能照明系统的自动调节功能能够确保照明系统具备更高的智能化水平，可以结合周围环境进行自适应控制，其运行过程中结合环境变化和用户需求，能够实现对灯光亮度和色温的精准调节，为人们创造更加舒适的居住环境。另外，智能照明系统的自动调节功能能够有效降低能源的消耗和运行成本，利用其内部先进的传感器可以对建筑室内的人流量和环境变化进行实时感知，再依托先进的智能算法可以实现对设备的自动化调节，能够更好地满足人们的实际需求。无论是将智能照明系统应用在公共场所、家庭还是办公室，自动调节功能都能够为用户带来更加高效、便捷的照明体验。

2.2 可远程控制功能

远程控制功能是智能照明系统中的关键功能之一。用户通过手机、计算机等终端设备可以达成远程控制室内灯光、照明用具的目的，用户能根据自己的实际需求进行调节，享受更加便捷、个性化的光照体验。此外，智能照明系统运行过程中可以结合不同用户的个性化需求进行相应的设置，如智能照明系统的定时开关功能，用户可以根据提前设置好的时间自动控制灯光设备。随着通信技术的飞速发展，利用互联网、蓝牙、Wi-Fi 等不同的形式将照明设备与智能控制系统进行连接，能够使照明设备具备远程控制的条件，如用户下班后可以提前在手机终端设备上开启照明设备，营造温馨的场景。

2.3 场景预设与切换功能

场景预设与切换功能可以结合不同的场合和活动需求自动调节灯光的模式，为用户带来更加便捷的照明体验。用户在存在某种需求时，只需要进行简单的操作就能够快速地切换到指定的场景。场景预设与切换功能具备极强的灵活性，可以根据用户自身的喜好和实际需求进行自动化调节，实现对灯光状态的自由组合，从而创造个性化的照明体验。该功能保证智能照明系统能更好地满足用户多元化的使用需求，从而有效提高系统运行的实用性和可靠性。

3 电气自动化技术在照明工程中的应用要点

3.1 传感器技术

传感器技术作为电气自动化技术的重要组成部分，在照明系统中也有广泛应用。在传感器技术作用下可以对空间光线强度、人员活动密度和温度湿度等环境因素进行精准监测，从而实时捕捉照明系统运行中的数据信息，并将关键数据信息上传到中央控制器，这样就可以为照明系统智能控制提供科学依据。在人员活动密度比较大的空间区域，照明系统传感器技术可以智能识别人员的数量和位置，从而自动调节灯光的亮度和色温，避免照明系统因为光照强度过大对人们的视力产生不利影响。而在物联网技术不断发展的过程中，照明系统中应用的传感器也逐渐向着智能化和网络化方向发展，应提升照明系统传感器的稳定性和精准性，增强传感器与照明系统的结合度，充分发挥传感器技术在照明系统中的作用。若要实现照明系统运行过程中数据实时共享和处理的目标，就需要为照明系统进一步优化提供传感器技术支持。

3.2 合理设计照明控制系统

照明控制系统的合理设计不仅能提升系统性能，也是实现能源高效利用和优化用户体验的核心。设计时必须综合考虑环境条件、使用需求、建筑功能及能源消耗等因素。第一，设备选择上应优先选用高效、稳定的照明设备。第二，合理设置光源亮度和照度也至关重要。不同区域的照明需求差异较大，办公区域的照度应维持在 500～ 1000lx，而休息区或夜间照明的照度可适当降低，避免能源浪费。第三，在控制策略方面，常采用恒流源驱动和脉宽调制(PWM)技术，能够精准控制光照强度，保持光源输出稳定，减少能源消耗。第四，照明控制系统需要与建筑内的其他智能系统兼容，以确保协同工作。现代建筑通常集成了楼宇自动化管理系统，因此照明系统应与空调、窗帘控制、安防系统等数据联动，避免独立运行造成资源浪费。第五，照明控制系统的设计应注重可扩展性和可维护性。采用模块化设计理念，简化接线配置，以便于后期升级和扩展，确保系统在长期使用中能够持续优化与维护。

3.3 智能照明系统应用

在商业建筑与公共设施领域，智能照明系统通过多技术融合实现精细化运营。办公楼宇采用红外人体传感器与光照度计联动，实时分析自然光补偿需求，动态调节灯具功率至最优节能状态，配合时间表控制实现“人来灯亮、人走灯暗”的自动化策略。商场与展厅则部署摄像头与 Wi-Fi 探针，基于顾客流量热力图动态调整照明场景，例如在珠宝陈列区启用高显色指数模式，在通道区域维持基础照明，通过分区域调光降低整体能耗。智慧城市道路照明采用单灯级 LoRa 控制，每盏灯具集成经纬度时控与光敏传感器，根据车流量与天气状况自动调节亮度，故障定位精度达米级，维护响应时间缩短 80% 。隧道照明系统通过车速传感器与能见度仪实现智能调光，在雾霾或雨天自动增强穿透力，同时联动应急广播与指示标志，构建多重安全保障。

工业场景中，智能照明系统与生产流程深度耦合。工厂车间部署防爆型 LED 灯具，通过 DALI-2协议与PLC 系统通信，在设备停机时自动关闭关联区域照明，故障设备周边灯光转为红色警示，同步推送报警信息至中控室。仓储物流中心利用 UWB 定位技术，将照明灯具作为信号基站，实现货物叉车0.1m 级定位精度，结合AI 分拣算法动态优化照明区域，在低流量时段保持货架通道基础照明，高峰期通过区域聚焦照明提升作业效率。冷链仓库采用-40℃低温专用灯具，结合红外传感器监测人员活动轨迹，解决传统照明频繁启停导致的寿命衰减问题，同时联动温湿度控制系统，在异常温升时启动应急照明并触发排风装置。

家居场景下，智能照明系统构建起适老化与便捷化并重的生活空间。全屋智能系统通过语音助手或手机App 实现场景化控制，例如“会客模式”自动开启客厅主灯与装饰灯带，“睡眠模式”逐级关闭灯光并联动空调调温。针对老年群体，系统集成毫米波雷达跌倒检测功能，在卫生间、卧室等区域实现无感监护，当检测到异常姿态或长时间静止时，自动触发报警并推送定位信息至紧急联系人。夜间起身时，地脚灯带以15%亮度渐亮引导路径，避免强光刺激。此外，系统支持自定义照明场景，通过滑触面板预设阅读模式或助眠模式，结合防眩光格栅设计，从视觉舒适度到健康监护全方位提升居住品质。

3.4 自适应控制

智能照明系统的自适应控制功能主要是对照明系统的光照度和色温等进行自动化调节，确保能够更好地满足用户的实际需求，适应周围环境的光条件，有效提高照明系统运行效率，实现能源的节约利用。一方面，在系统中安装光线传感器，实时收集周围环境中的光照度，传感器可以从窗户或其他光源进入室内自动化感知光线变化，包括天气因素造成的即时变化和日光周期引起的变化，一旦周围环境光线出现强烈的变化时，能够第一时间将收集的信息传递给控制单元，从而作出正确的指令。另外，控制中心在接收到传感器发出的数据后，可以根据提前设置好的算法计算需要补充的光量，对照明设备进行自动化调节。当感知到周围环境温度具备足够的光照度时，系统也能够自动关闭照明设备，使用自然光满足人们的光照需求；当周围环境光照不足时，则增加人工照明亮度来保证室内的光照条件，以此提供舒适的居住环境。

3.5 电网调度技术

电气自动化技术中的电网调度技术可以保证照明系统的供电稳定性，从而提升照明系统电能利用率。照明系统电网调度和节能优化过程需要软开关技术的支持，以减少照明系统运行过程中电路开关损耗，降低系统能耗，以此提升照明系统节能效果。在照明系统电网调度过程中需要做好微网经济调度，对照明系统电网能源分配策略进行优化处理，从而保障照明系统电网调度效果，在满足照明系统节能管控要求的情况下将电网调度技术在其中的作用全面表现出来。按照照明系统自动化管控要求做好电网运行维护和综合管理等工作，并对含分布式电源的配网进行故障恢复和重构操作，从而尽快处理照明系统运行过程中出现的各项故障问题。在电网调度技术与其他电气自动化技术相互配合的情况下提升照明系统的灵活性、节能性和管理效率，并在落实绿色可持续发展目标的情况下对照明系统电网进行合理规划。

3.6 自诊断与远程控制

智能照明系统具有自诊断功能，可实时诊断设备的运行状态和功能，自行判断是否存在潜在故障或异常。例如，当系统某一部分出现故障时，系统通过自诊断功能会给出故障原因的警告，将具体故障信息传递给维护人员。这大幅提高了设备运行维护的自动化水平，减少了人员巡检的工作量，进一步提高设备运行维护效率。智能照明系统能够对电流、电压等电气参数进行实时、在线测量、监测，因而能有效避免电力系统安全事故隐患。此外，智能照明系统具有监控功能，如果电器负载过大，系统启动自动报警、保护，同时将超载电器切断电源，避免安全事故的发生。智能照明系统的在线监控、自动防护功能确保了用电安全，为用电设备的安全运行提供了保障。

管理人员可通过智能照明系统进行远程操作，不进入现场也能对系统进行调节、监控和故障排查。无论何时何地，管理员均可利用网络平台对照明系统的相关参数进行监控和调节，随时掌控照明系统的运行状态。这提高了系统的操作效率，减少了人员干预，优化了运行维护流程，提高了电力系统的安全性和稳定性。

4 自动化照明系统在电力工程中应用存在的问题和解决措施

自动化照明系统在电力工程领域的应用日益广泛，特别是在大型商业建筑、行政大楼、工厂和工业建筑中，自动化照明系统的应用不仅有助于节能，还能提高安全性。尽管自动化照明系统在节能、故障监测和远程控制等方面的优势显著，但在实际应用中仍面临诸多问题。

自动化照明系统的初期投资成本相对较高，特别是在对既有设施进行升级改造时，往往导致巨大的财务压力。自动化照明系统的集成与调试过程需要专业技术团队的支持，并且在与其他智能系统之间的兼容性方面可能存在障碍。另外，某些地区内的电力网络基础设施尚未完全满足自动化照明系统高效运行的需求，这一现象可能对自动化照明系统的广泛推广和应用造成一定的限制。虽然自动化照明系统在改进电力工程管理和保障安全方面具有显著的优点，但是在推广和大规模应用的过程中仍然需要解决一系列技术、成本和兼容性问题。

针对以上问题，可采取降低系统安装成本、加快技术创新、提高系统兼容性和可靠性、简化系统硬件、改进制造工艺、提高系统效率等措施。未来，伴随技术的进步和市场需求的扩大，将会通过成本控制、智能控制和其他智能设备集成等途径提升自动化照明系统的应用价值。随着人工智能与物联网技术的发展，未来智能型照明系统将逐步实现高级别的自动化与自主性，根据环境状况与用户行为调节整体照明水平，实现精耕细作的节能控制。随着绿色建筑与智慧城市的发展，智能型照明系统将在未来拥有更加广阔的应用前景，更加注重环保节能与用户体验，为推动社会可持续发展作出更大贡献。

结束语

综上所述，为保证照明系统运行效果和运维可靠性，应从照明系统实际运行情况入手，增强电气自动化技术在其中的应用力度，借助电气自动化技术实现照明系统照明调控和远程控制的目标，避免照明系统运行使用过程中出现电能过度消耗的现象，这对于实现照明系统节能环保效果有重要作用。本文对各种电气自动化技术在照明系统中的应用加以分析，以践行节能减排环保理念，为建筑照明可持续发展提供有力支持。

参考文献：

1]赵爱民,杨岐刚.电气自动化技术在照明工程中的应用[J].灯与照明,2024,48(2):87-90.

2]仇光贺,王开纪.电气自动