原料仓储库区路灯智能化升级改造

原料仓储库区路灯智能化升级改造

李民伟1, 冯文哲2 

河南中烟工业有限责任公司黄金叶生产制造中心 河南郑州 450000

摘要：新郑原料仓储原库区路灯启停由定时器单一控制，存在路灯启停与天亮、天暗时间匹配不及时，受天气等因素影响较大等问题，平时需人员反复调整定时器时间设定。为解决上述问题，需对原库区路灯控制模式进行改进，由全亮和间隔亮两种模式改进为库区路灯随日落时间自动延时启停，路灯可间隔开启，且间隔数量可任意调节，达到智能化节能目的。

关键字：仓库 路灯 定时器 经纬时控开关

一、背景及意义

新郑原料仓储库区于2019年建成，其路灯控制系统随主项目完工后一起投入使用，经过近3年的运行，基本满足库区夜间照明使用，设备运行相对较稳定，在使用过程中发现，该系统路灯启停由定时器单一控制，存在路灯启停与天亮、天暗时间匹配不及时，受天气等因素影响较大等问题，平时需人员反复调整定时器时间设定来解决上述问题。新郑仓储库区属于非生产区域，人员夜间出入库的频次不多，很多时间，只需满足夜间巡逻、监控照明即可，路灯大面积开启浪费能源，现有库区路灯控制方式仅能实现全亮和全灭两种模式，不能满足多种场景模式需求。

二、现状调查及原因分析

（一）现状调查

通过对新郑原料仓储2019年9月至2022年3月库区路灯控制系统定时开关设定路灯开启关闭时间进行统计，每年根据季节变换，为更好的节约电能，库区路灯定时控制系统每年需要进行4次的人为调整定时开关时间。但是从日出到日落，每天的日照时间都在时刻变化着，即使每年进行较节能的人为4次手动调整，还是存在10%至15%的能源浪费。

（二）原因分析

1、路灯控制系统控制时间需重复调。新郑原料仓储路灯系统在设计之初共分2区域对路灯进行控制，其第一区域控制柜安装在库区北大门位置，第二区域控制柜安装在库区西大门位置，2个路灯控制系统的皆是采用ZYT16单通道时控开关控制库区路灯的开启和关闭。ZYT16系列时控开关主要功能是：根据用户设定的时间，自动开启和关闭各种用电设备的电源，控制对象可以是路灯、霓虹灯等。其存在的不足是：用户设定好负载的开启和关闭时间后，如果需要改变控制时间，就需要重新设定定时时间。故在控制路灯是为了最大限度的节约能源，又要起到夜间照明的用途，就要根据季节变化不断重复设定时控开关的控制时间。

2、控制系统控制单一。原料仓库2个控制系统均采用如下控制方式：即主控回路通过时控开关控制若干个断路器，每个断路器控制若干个路灯。此种控制方式存在以下不足：时控开关一旦设定好路灯的控制时间，所有路灯均按照设定好的时间进行开启和关闭，如果要关闭部分路灯需要手动关闭断路器。

三、改进方案及实施

（一）改进方案

1、鉴于路灯控制系统控制时间需重复调的不足，决定对时控开关进行升级改进，根据经纬时控开关控制原理，结合新郑原料仓库路灯控制系统实际情况，对原路灯控制系统时控开关重新设计。

2、针对控制系统控制单一问题，决定对2个区域路灯控制系统的控制回路进行重新设计，选用两通道经纬时控开关，每个区域的路灯按照奇偶数分成两个控制回路，通过经纬时控开关不同时间设置，实现自动开关和手动控制断路器，实现路灯开启关闭多方式控制的目的。

（二）方案实施

1、改进原路灯控制系统时控开关组件

鉴于原路灯控制系统时控开关存在的不足，决定改进该时控开关组件，根据经纬时控开关控制原理，结合新郑原料仓库路灯控制系统实际情况，对原路灯控制系统时控开关重新选型。针对时控开关随季节的改变需要重复设定路灯控制系统的开关时间的不足，我们决定对原路灯控制系统进行改进升级，选取能够根据当地日出日落时间变化情况，自动调节控制路灯系统启停的经纬时控开关。并最终选取HBQ-3经纬时控开关取代原该ZYT16系列时控开关。HBQ-3经纬时控开关采用专用先进微电脑芯片，运用太阳与地球的运行规律，根据当地的经纬度，按照季节变化自动调整开灯、关灯时间。该型号时控开关的外型及安装尺寸同原ZYT16系列时控开关基本相同，且HBQ-3经纬时控开关除具备原时控开关的功能外，其最大的优点：它可根据一年四季季节的变化，自动调节路灯的开关时间，无需人为修改，从而解决了原时控开关需人为重复手动设定开关时间的不足。

2、改进路灯控制系统控制回路

针对控制系统控制单一问题，通过对2个区域路灯控制系统的控制回路进行重新设计，按照路灯奇偶数对每个控制系统分成两个控制回路，将原来单通道时控开关调整为双通道经纬时控开关，并在经纬时控开关的出线回路上设置一个手动控制断路器，实现路灯开启关闭多方式控制的目的。

四、效果验证

（一）项目组于5月底对两个路灯控制回路改进完成，6月至9月对路灯开关时间随机抽取12天进行了统计，如表1所示。

表1：路灯开关时间统计表（2022年6至9月）

从表2中可以看出：项目实施后，新郑原料仓储库区路灯开关时间于每天日落日出保持一致，实现了路灯自动开关的目的，且每天路灯开关时间相对于改进前平均至少节约1.5小时以上，比改进前可以节约能源约10%以上。另外增加的奇偶控制回路后，根据库区需要可任意设置另一半路灯关闭时间。不工作时，只需保证一半路灯开启即可满足库区值班人员巡夜所需要，也可通过经纬时控开关出线回路中的手动开关，随时关断奇、偶控制回路路灯，相对于改进前可以节约能源50%。

（二）直接经济效益

通过对2020年6至9月的统计，改进实施后，每天可节约路灯用电时间1.5小时以上，增加奇偶控制回路后路灯的开启数量减少一半。新郑原料仓储库区路灯规格、数量及改进后每年可节约电能（原路灯每天开启时间平均按照12小时计算）如表3。

表2：改进后节约能源情况表

从表2可以看出设备改进后，年可节约电能约为：4.8万度电能，按照1度电价0.76元计算，每年可为企业节约电费约为：3.65万元。