安科瑞 時麗花

【摘要】通過智能照明控制系統(tǒng)在某賓館電器工程中的應(yīng)用實例，從照明控制的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、設(shè)計及系統(tǒng)軟件等方面，介紹了智能照明控制系統(tǒng)的功能及實現(xiàn)方式。探討了智能照明控制系統(tǒng)在民用建筑中的適用范圍和發(fā)展前景，并由此進一步推斷智能照明控制系統(tǒng)在照明節(jié)能管理上的發(fā)展趨勢。

【關(guān)鍵詞】民用建筑；照明節(jié)能；智能照明控制系統(tǒng)；總線

0 引言

目前，我國照明所消耗的電能約占電力總消耗量的1/6。提高照明系統(tǒng)的能效水平無疑將較大幅度降低照明能耗，有效緩解電力供應(yīng)緊張的局面。國家建設(shè)部對照明節(jié)能設(shè)計的要求就是在保證不降低作業(yè)面視覺要求、不降低照明質(zhì)量的前提下，利用電能、太陽能等能源，力求更大限度地減少照明系統(tǒng)中的能耗損失。采用智能照明控制系統(tǒng)能夠有效地對照明進行控制，節(jié)約電能。本文以某賓館為應(yīng)用實例，介紹智能照明控制系統(tǒng)的具體應(yīng)用和功能。

1 智能照明控制系統(tǒng)

1.1系統(tǒng)功能

(1)智能照明控制系統(tǒng)是全數(shù)字、模塊化、分布式總線型控制系統(tǒng)，將控制功能分散給各功能模塊。中央處理器、模塊之間通過網(wǎng)絡(luò)總線直接通信，可靠性高，控制靈活。

(2)系統(tǒng)根據(jù)某一區(qū)域的功能、每天不同時間的不同用途和室外光亮度自動調(diào)節(jié)照明。進行場景預(yù)設(shè)，由樓宇自控系統(tǒng)或分控制器通過調(diào)光模塊、調(diào)光器自動調(diào)用。

(3)照明控制系統(tǒng)分為獨立子網(wǎng)式系統(tǒng)，特定于房間或大型的聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。

(4)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)具有標(biāo)準(zhǔn)的串行端口，可以較容易地集成到樓宇自控系統(tǒng)的中央控制器，或與其他控制系統(tǒng)組網(wǎng)。

1.2應(yīng)用范圍

智能照明控制系統(tǒng)可對白熾燈、熒光燈等多種光源進行調(diào)光，對各種場合的燈光進行控制，滿足各種環(huán)境對照明控制的要求。

1.3系統(tǒng)組成

系統(tǒng)由調(diào)光模塊、開關(guān)模塊、控制面板、液晶顯示觸摸屏、智能傳感器、PC接口、監(jiān)控計算機(大型網(wǎng)絡(luò)需線路耦合器連接)、時鐘管理器等部件組成。所有單元器件(除電源外)均內(nèi)置微處理器和存儲單元，由信號線(雙絞線或光纖等)連接成網(wǎng)絡(luò)。每個單元均設(shè)置唯一的單元地址，并使用軟件設(shè)定其功能，通過輸出單元控制各照明回路負(fù)載。

1.4數(shù)據(jù)傳輸方式

照明控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸方式在國際上尚無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。目前主要有光纖傳輸方式、雙絞線傳輸方式、電力載波傳輸方式和無線射頻傳輸方式等。

1.5控制方式

智能照明常用的控制方式有場景控制、群組組合控制、定時控制、天文時鐘、光感探頭控制、就地控制、遠(yuǎn)程控制、圖示化監(jiān)控、應(yīng)急處理、日程計劃安排等。其主要功能及應(yīng)用場所如下：

(1)場景控制。用戶預(yù)設(shè)多種場景，按動一個按鍵，即可調(diào)用需要的場景。多功能廳、會議室、體育場館、博物館、美術(shù)館、住宅等場所采用該控制方式。

(2)群組組合控制。可設(shè)定一個按鍵，對多個配電箱(跨區(qū))中的照明回路進行開關(guān)控制，即一鍵可控制整個場所的照明開關(guān)。

(3)定時控制。根據(jù)預(yù)先設(shè)定的時間，觸發(fā)相應(yīng)的場景，使燈光打開或關(guān)閉。應(yīng)用于地下車

庫等大面積場所。

(4)天文時鐘。輸入當(dāng)?shù)氐慕?jīng)、緯度，系統(tǒng)自動推算出當(dāng)天的日出、日落時間，根據(jù)這個時間來控制照明場景的開關(guān)。特別適用于夜景照明、道路照明。

(5)光感探頭控制。根據(jù)光感探頭探測到的照度，控制照明場所相關(guān)燈具的打開或關(guān)閉。常應(yīng)用在寫字樓、圖書館等場所。靠近外窗的燈具可采用光感探頭，根據(jù)天然光的亮度進行開/關(guān)，以節(jié)約用電。

(6)就地控制。一般情況下，控制過程自動進行。在某些情況下，可使用控制面板來強制調(diào)用需要的照明場景模式。

(7)遠(yuǎn)程控制。通過互聯(lián)網(wǎng)(Intemet)對照明控制系統(tǒng)進行遠(yuǎn)程監(jiān)控?？蓪ο到y(tǒng)中的各個照明控制箱的照明參數(shù)進行設(shè)定、修改；對照明狀態(tài)進行監(jiān)視、控制。

(8)圖示化監(jiān)控。用戶可以使用電子地圖功能，對整個控制區(qū)域的照明進行直觀的控制?？蓪⒄麄€建筑的平面圖輸入系統(tǒng)中，并用各種不同的顏色來表示該區(qū)域當(dāng)前的狀態(tài)。

(9)應(yīng)急處理。在接收到安保系統(tǒng)、消防系統(tǒng)的警報后，能自動將指定區(qū)域照明全部打開。

(10)日程計劃安排。可設(shè)定每天不同時間段的照明場景狀態(tài)，并將場景調(diào)用情況進行記錄、打印輸出，方便管理。

2 應(yīng)用案例

某賓館是擁有459間自然客房數(shù)的酒店。該建筑內(nèi)各功能空間面積較大，對照明控制的要求比較復(fù)雜。考慮到該工程的主體建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備專業(yè)施工與后期裝潢設(shè)計均要同時進行，因此，在前期的設(shè)計過程中，選用的照明系統(tǒng)具有足夠的靈活性。本工程采用了符合EIB國際總線標(biāo)準(zhǔn)的智能照明控制I.Bus系統(tǒng)，對賓館內(nèi)大堂、會議廳、總統(tǒng)套房、各層公共走道照明部分進行智能照明控制，有效地節(jié)約了能源，同時提高了管理人員的控制效率及工作人員的工作效率，控制方式方便、靈活，并且易于修改、操作、維護。

2.1 系統(tǒng)特點

(1)整個系統(tǒng)只有一條數(shù)據(jù)通信線，沒有大量的電纜附設(shè)和繁雜的控制設(shè)計。

(2)系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)，每個模塊均帶有微處理器，可自主工作，無主從關(guān)系，也無系統(tǒng)主機。即使其中有一個模塊發(fā)生故障，也不會影響整個系統(tǒng)的運行。同時，可在運行中進行軟件更新或重新設(shè)定功能，不影響整個系統(tǒng)的使用。

(3)控制模塊安裝在標(biāo)準(zhǔn)照明箱中，模塊尺寸為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)化尺寸，可與微型斷路器安裝在一起，無需專用控制箱。

(4)現(xiàn)場控制面板采用24V安全低電壓供電方式，安全可靠、操作方便。

(5)功能修改、控制修改方便靈活，只需做小的程序調(diào)整，無需現(xiàn)場重新布線。通過人體感應(yīng)，氣象感應(yīng)，時鐘、光線控制，自動運行到更佳狀態(tài)，節(jié)約能源、方便管理。

(6)所有現(xiàn)場控制面板及人體感應(yīng)器均采用標(biāo)準(zhǔn)86盒安裝方式，施工簡單。不同的面板可隨時互換，控制更方便，可實現(xiàn)就地控制。

(7)現(xiàn)場控制用智能面板可現(xiàn)場記憶場景，隨時對場景控制效果進行調(diào)整。體積很小的模塊可直接帶至多20A的負(fù)載，無需使用繼電器。

2.2 系統(tǒng)硬件組成

該工程中智能照明用智能開關(guān)控制，所采用的總線元件均為模塊式元件。驅(qū)動器中開/關(guān)控制常用元件為AT/S X.Y.Z和SA/S X.Y.ZS，其中X代表該元件控制回路數(shù)量；Y代表觸點容量，表明該回路能承受的電流；Z代表該元件版本號；后綴S表示回路具有電流檢測功能，適合大空間照明系統(tǒng)。窗簾、卷簾、幕布驅(qū)動元件為JA/S X.X.X，前面一個X代表回路數(shù)量，后面一個X代表電機電壓等級，第三個X代表該元件版本號。調(diào)光控制常用元件分為熒光燈調(diào)光和非熒光燈調(diào)光。開關(guān)模塊可對大樓內(nèi)的各種燈具和風(fēng)機盤管、通風(fēng)設(shè)備、加熱/制冷設(shè)備進行開關(guān)控制。傳感器則根據(jù)控制要求及建筑平面圖配置傳感器元件，如智能面板、溫度控制器、人體感應(yīng)器。

中央控制站通過EIB總線與照明控制器之間直接進行通信，傳輸速率為9600b/s。中央控制中心裝有電話開關(guān)TG/S 3.1，如需要可實現(xiàn)電話網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制。通過中央計算機的編程設(shè)置，可對任何回路進行開關(guān)控制?？稍O(shè)置20個組地址作回路監(jiān)控，各回路狀態(tài)通過LCD顯示。在必要時，可通過電話開關(guān)輸出設(shè)備故障報警、狀態(tài)信號。設(shè)置3個不同的撥出電話號碼，在必要時給維修人員撥打電話，在撥出號碼的同時，元件也可以輸出報警觸點信號。也可通過撥人電話輸入操作命令開關(guān)，設(shè)定回路燈。光線感測器HS/S 3.1到達設(shè)定的照度值時向EIB總線發(fā)出開/關(guān)或調(diào)光的通信信號，照度閾值分別可調(diào)1～100lx或者100—20000lx。周編程時間開關(guān)SW/S 2.5按照設(shè)定的時間發(fā)送開/關(guān)信號，2組輸出，每組可分別設(shè)定24個時刻。

此外，還有為系統(tǒng)總線提供電源的電源供應(yīng)器(SV/S30.640)，以及LK/S4.1線路耦合器。系統(tǒng)總線采用EIB專用電纜等。

2.3 系統(tǒng)軟件

在大樓一層消防監(jiān)控室內(nèi)，設(shè)一臺智能照明中央監(jiān)控計算機，其中安裝winswitch監(jiān)控軟件、ETs 2.0編程軟件。操作人員可以在中文圖形化顯示的界面上進行監(jiān)控和操作，監(jiān)視整個智能照明系統(tǒng)的運行狀態(tài)。

2.4 系統(tǒng)拓?fù)?/p>

(1)該系統(tǒng)由7根支線構(gòu)成，通過Rs-232接口與中控室監(jiān)控系統(tǒng)連接。中控室監(jiān)控系統(tǒng)可監(jiān)視和控制整個大樓照明環(huán)境設(shè)備，并通過EIB網(wǎng)關(guān)與其他系統(tǒng)連接。

(2)地下二層和地下一層的各個照明箱及現(xiàn)場面板開關(guān)通過I—Bus總線電纜連接成支線1，并在支線1上配備一個電源供應(yīng)器SV/S30.640.5。

(3)1F～3F中各樓層照明配電箱和景觀照明配電箱及現(xiàn)場面板開關(guān)通過I-Bus總線電纜連接成支線2，并在支線2上配備一個電源供應(yīng)器SV/S30.640.5。

(4)其余各樓層照明配電箱內(nèi)均同上設(shè)置。

(5)7根支線分別通過一個線路耦合器LK/S4．1連接至主線上構(gòu)成一個系統(tǒng)，并在主線上配備一個電源供應(yīng)器SV/S30.640.5。

(6)各個照明箱中分別分散安裝有各種驅(qū)動器模塊，用于控制燈光、電動窗等。驅(qū)動模塊采用標(biāo)準(zhǔn)DIN導(dǎo)軌安裝方式。

(7)現(xiàn)場安裝有各種面板開關(guān)，采用標(biāo)準(zhǔn)86盒安裝方式。

2.5 以總統(tǒng)套房設(shè)計為例具體說明

(1)根據(jù)平面圖和設(shè)計人員的要求，總結(jié)出對支線系統(tǒng)的要求：客廳共3路照明開關(guān)控制，2路照明調(diào)光控制；臥室共2路照明開關(guān)控制，2路照明調(diào)光控制，7路空調(diào)控制。4處窗簾和百葉窗可進行電動控制。門廳處燈光根據(jù)人員的行動自動開關(guān)。在客廳和臥室可用遙控器對空調(diào)進行起/?？刂啤⒓訜?制冷模式選擇、溫度調(diào)節(jié)、場景轉(zhuǎn)換，并根據(jù)實際需求能夠自行設(shè)定場景。在臥室和客廳能夠了解室內(nèi)重要電氣設(shè)備的狀態(tài)，并能夠進行操作。在門口處設(shè)有總開/總關(guān)功能，住戶在離開時可以一鍵將室內(nèi)電氣設(shè)備全部關(guān)閉。

(2)劃分回路。各控制回路具體情況如表1所示。

表1各控制回路情況

(3)選取驅(qū)動器。開閉控制驅(qū)動器選用SA/S4．10．1×2和SA/S8.6.1；風(fēng)機盤管控制驅(qū)動器選用AT/S6.6.1×2；調(diào)光控制驅(qū)動器選用6197×2、6593×4和6594×2；卷簾控制驅(qū)動器選用RA/S4.230.1×1；AV控制器驅(qū)動器選用AV.CON×1。

(4)選取傳感器。在臥室和客廳安裝3個6327帶遙控五聯(lián)面板，右門廳和書房安裝2個6127四聯(lián)面板在臥室安裝6136液晶顯示器，在玄關(guān)處安裝6131移動探測器。

(5)選取系統(tǒng)元件。電源控制器選用SV/S30.320.5。

(6)選取擴展控制功能。遠(yuǎn)程遙控功能選用電話網(wǎng)關(guān)TG/S3．1。

(7)繪制強電配電箱系統(tǒng)圖。

2.6 系統(tǒng)實現(xiàn)功能

某賓館工程的燈光控制方式有如下5種方式：

(1)手動控制。按照使用習(xí)慣在大樓內(nèi)設(shè)置相應(yīng)數(shù)量的現(xiàn)場控制器(如按鈕開關(guān)等)，來控制系統(tǒng)的動作。

(2)移動控制。設(shè)置在公共走廊的傳感器(如移動感應(yīng)器、主動感應(yīng)器等)，按照系統(tǒng)設(shè)置的時間投入工作。根據(jù)人員的出入情況，自動開/關(guān)相應(yīng)區(qū)域的照明設(shè)備，更大限度地節(jié)約電能。

(3)恒照度控制。設(shè)置在大堂的光線感應(yīng)模塊(HS/S 3.1)，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定的照度值和大堂內(nèi)照度的變化，自動開/關(guān)大堂內(nèi)照明設(shè)備的數(shù)量，使大堂內(nèi)照度保持恒定。

(4)集中控制。設(shè)置在大樓一層消防監(jiān)控室內(nèi)的I．Bus智能中控機，根據(jù)WinSwitch軟件平臺顯示的大樓模擬圖可實時掌握大樓內(nèi)所控制的區(qū)域照明設(shè)備及空調(diào)設(shè)備的運行狀況，及時調(diào)整以便合理控制相應(yīng)區(qū)域的照明及空調(diào)設(shè)備，以便節(jié)約能源。

(5)網(wǎng)絡(luò)控制。通過OPc網(wǎng)關(guān)，I-Bus系統(tǒng)可與其他自控系統(tǒng)實現(xiàn)集成，并可根據(jù)自控系統(tǒng)發(fā)出的操作指令，執(zhí)行相應(yīng)的動作。

3 安科瑞智能照明控制系統(tǒng)

3.1系統(tǒng)簡介

Acrel-BUS智能照明控制系統(tǒng)，是基于KNX總線技術(shù)設(shè)計的控制系統(tǒng)。KNX總線技術(shù)起源于歐洲，是在EIB，Batibus和EHS這三種住宅和樓宇的總線控制技術(shù)上發(fā)展起來的，其中EIB（European Installation Bus,歐洲安裝總線）是該總線技術(shù)的主體。

Acrel-BUS智能照明控制系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)的2*2*0.8EIB BUS總線（即KNX總線）作為總線線纜，將所有的智能照明控制模塊連接到一起并組成一套完整的控制系統(tǒng)，既可實現(xiàn)照明燈具的遠(yuǎn)程集中控制，又可實現(xiàn)就近控制功能。該系統(tǒng)理論可連接控制模塊數(shù)量達580000多個。

安科瑞智能照明產(chǎn)品種類齊全，方案完善。用戶可通過控制面板、人體感應(yīng)、照度感應(yīng)、微波感應(yīng)、上位機系統(tǒng)、觸摸屏、手機、平板端等多種控制終端實現(xiàn)靈活多樣的智能控制，特別適合于各類智能小區(qū)、醫(yī)院、學(xué)校、酒店，以及體育場所、機場、隧道、車站等大型公建項目的照明系統(tǒng)。

3.2系統(tǒng)工作原理示意圖

3.3產(chǎn)品選型

3.3.1開關(guān)驅(qū)動器

用于對設(shè)備進行開關(guān)控制的驅(qū)動器，具有延時、預(yù)設(shè)、邏輯控制、場景、閾值開關(guān)等功能，電氣參數(shù)如下：

3.3.2調(diào)光驅(qū)動器

2路0-10V調(diào)光器，可對每路進行回路開關(guān)控制并輸出0-10V調(diào)光信號對具有0-10V調(diào)光接口的燈具進行調(diào)光,具有開關(guān)、場景、狀態(tài)反饋等功能，電氣參數(shù)如下：

3.3.3傳感器

傳感器是一種能感受外界信號、物理條件（如光、移動）的設(shè)備裝置，并將感應(yīng)的信息傳遞給其它設(shè)備裝置（如調(diào)光器、開關(guān)驅(qū)動器），電氣參數(shù)如下：

3.3.4總線電源

KNX/EIB系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)供電電源，為總線提供電壓640mA 輸出電流，至多可以為 64 個設(shè)備供電，帶總線復(fù)位、 過流指示和短路保護。標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌安裝，電氣參數(shù)如下：

3.3.5智能面板

用于接收按鍵觸動信號，可通過區(qū)分短按與長按并結(jié)合不同參數(shù)配置實現(xiàn)開關(guān)、調(diào)光、場景、窗簾控制、調(diào)溫、報警等功能，電氣參數(shù)如下：

3.3.6干接點輸入模塊

用于接收外部干接點信號輸入，可通過不同參數(shù)配置實現(xiàn)開關(guān)、調(diào)光、場景、窗簾控制、調(diào)溫、報警等功能，電氣參數(shù)如下：

3.4系統(tǒng)功能

（1）光照度（需要配照度傳感器）監(jiān)測，對利用自然光照明區(qū)域，根據(jù)自然光照度變化，進行照明控制和調(diào)節(jié)，滿足照明和節(jié)能要求；

（2）公共區(qū)域、走廊、通道、門廳、電梯廳等的照明，應(yīng)設(shè)置紅外或微波類人體感應(yīng)器，并結(jié)合智能控制面板，實現(xiàn)各種場景照明控制，盡可能較少燈具點亮?xí)r間；

（3）樓梯間照明采用人體感應(yīng)探測控制；

（4）設(shè)備房、設(shè)備房走道采用分組就地控制；

（5）室外路燈、景觀等照明采用光照度控制結(jié)合時控的集中控制方式；

（6）監(jiān)控系統(tǒng)界面友好，畫面美觀,實時顯示各區(qū)照明工作狀態(tài)；

（7）應(yīng)具有完善的用戶權(quán)限管理功能，避免越權(quán)操作；

3.5系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域

3.6系統(tǒng)的控制優(yōu)勢

（1）系統(tǒng)可通過、觸摸屏、電腦對現(xiàn)場的燈光、空調(diào)及窗簾等進行遠(yuǎn)程集中控制，使得控制更加方便智能，用戶體驗更好；

（2）系統(tǒng)中控制模塊均工作在直流30V安全電壓下，用戶操作更加安全、舒適；

（3）系統(tǒng)在實施過程中，充分結(jié)合自然光及人員的活動規(guī)律來自動控制燈光，減少能源消耗，達到很好的節(jié)能效果；

（4）系統(tǒng)采用分布分布式KNX總線結(jié)構(gòu)，搭建簡單靈活，系統(tǒng)內(nèi)各模塊互不影響，可獨立工作，可靠性更高；

（5）多種控制方式可供選擇，如本地控制，自動感應(yīng)控制，定時控制，場景控制和集中控制等，控制方式更靈活；

（6）系統(tǒng)的自動控制、遠(yuǎn)程集中控制等功能，在實現(xiàn)自動化的同時，大量減少了值班人員，提高了管理水平和工作效果；

（7）升級系統(tǒng)內(nèi)控制模塊或更改系統(tǒng)功能時，無需增加連接線，不需關(guān)閉整個系統(tǒng)，只需更改設(shè)備參數(shù)即可實現(xiàn)，維護方便，操作簡單；

（8）系統(tǒng)可與消防系統(tǒng)聯(lián)動，在出現(xiàn)消防報警時，強制打開應(yīng)急回路，方便人員疏散，從而降低了人員傷亡的風(fēng)險，提高了建筑的安全性。

3.7安科瑞組網(wǎng)方案

智能照明控制系統(tǒng)組網(wǎng)方式靈活，擴展方便，當(dāng)系統(tǒng)模塊數(shù)量較少、距離較近、范圍較小時，各設(shè)備以樹形枝狀延伸，構(gòu)成支路系統(tǒng)智能照明控制系統(tǒng)；當(dāng)系統(tǒng)模塊數(shù)量較多、距離較遠(yuǎn)、范圍較大時，用支線耦合器組成多條支路，構(gòu)成區(qū)域智能照明控制系統(tǒng)；當(dāng)系統(tǒng)模塊數(shù)量很多、距離很遠(yuǎn)、范圍很大時，用支線耦合器、區(qū)域耦合器等構(gòu)成樓群智能照明控制系統(tǒng)。

4 結(jié) 語

智能照明控制系統(tǒng)利用一條雙絞線代替?zhèn)鹘y(tǒng)種類繁多的普通電纜，使照明、場景控制實現(xiàn)智能化，依據(jù)外部環(huán)境的變化自動調(diào)節(jié)總線中設(shè)備的狀態(tài)，達到安全、節(jié)能、人性化的效果。同時可根據(jù)用戶的要求增加或修改系統(tǒng)的功能，無需重新鋪設(shè)電纜。未來的電氣安裝系統(tǒng)將汲取目前各類總線制智能安裝系統(tǒng)的優(yōu)點，通過更多地向樓宇自控、安全防范等其他系統(tǒng)相互滲透、相互融合，并以其更好的靈活性、易用性、開放性、可靠性、安全性，成為標(biāo)準(zhǔn)化、人性化、分散化、網(wǎng)絡(luò)化的多功能網(wǎng)絡(luò)集成式全分布控制系統(tǒng)。