徐秋霞
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要：本文介紹了智能照明系統(tǒng)在地鐵工程中的應(yīng)用，簡單介紹了智能照明控制設(shè)計系統(tǒng)，闡述當前智能照明對建筑節(jié)能的重要意義，合理地分析了智能照明系統(tǒng)的發(fā)展前景。
關(guān)鍵詞：智能照明系統(tǒng)控制，總線，i-bus系統(tǒng)設(shè)計
1、智能照明控制系統(tǒng)的優(yōu)越性
近年來，隨著經(jīng)濟的發(fā)展和科技的進步，人們對照明燈具節(jié)能和科學(xué)管理提出了更高的要求，使得照明控制在智能化領(lǐng)域的地位越來越重要。在如今全國各地的地鐵建設(shè)熱潮中，各地鐵公司以及建設(shè)者乃至使月者也意識到了智能照明的重要性，這直接關(guān)系到搭乘者的舒適度以及安全度，使用智能的照明控制系統(tǒng)，更能體現(xiàn)其在節(jié)能與管理方面的優(yōu)勢，同時也能響應(yīng)當今的綠色社會、節(jié)能社會和低碳生活的理念。
傳統(tǒng)的地鐵公共區(qū)域照明工作模式，只能是運營時開燈、結(jié)束運營時關(guān)掉普通照明燈。但是，這科性制方法具有一定的局限性： 1）控制回路的數(shù)量一般較少，只是大面積區(qū)域控制，若將回路劃分的較細則適價昂貴。2）現(xiàn)場通常不設(shè)搜開關(guān)，所有照明回路通過BAS中控室控制，現(xiàn)場無法干預(yù)照明狀態(tài)，使用不便。3)控制功能簡單，只能實現(xiàn)定時、開關(guān)的功能，若要實現(xiàn)場景預(yù)設(shè)，亮度調(diào)節(jié)，軟啟動軟關(guān)斷等復(fù)雜的功能技術(shù)難度較大。4）由于照明系統(tǒng)并不是一個獨立的系統(tǒng)，所以，在BAS系統(tǒng)出故障時，照明系統(tǒng)也受到影響。而來用了智能照明控制系統(tǒng)后，我們可以根據(jù)不同場合，不同的人流量，進行時間段、工作模式的細分，把不必要的照明關(guān)掉，在需要時自動開啟。同時，系統(tǒng)還能自動調(diào)節(jié)車站內(nèi)照度，控制系統(tǒng)實現(xiàn)了不同工作場合的多種照明工作模式，在保證必要照明的同時，有效減少了燈具的二作時間，節(jié)省了不必要的能源開支，也延長了燈具的壽命。
因此，在市場上采用獨立運行的智能化照明系統(tǒng)，應(yīng)運而生。它有一套獨立的控制協(xié)議，相對BAS系統(tǒng)來說比較簡單完全能滿足對照明控制的需求，價格也更有競爭力。目前智能照明控制系統(tǒng)多數(shù)采用現(xiàn)場總線技米，具有分布式智能控制的特點和開放性；而且產(chǎn)品具有多種接口單元（RS232、以太網(wǎng)等）和功能強大的接口程序，許多系統(tǒng)或軟件均可方便地與之集成。因此，采用智能照明控制系統(tǒng)會使設(shè)計更簡單，安裝更快捷，使用更靈活、管理更方便。智能照明控制系統(tǒng)在節(jié)能和節(jié)省燈具使用的同時，有效節(jié)省了電費與管理費用的支出，從以往一般的辦公大樓運營的經(jīng)驗來看，節(jié)能效果能達到40% 以上，地鐵站節(jié)能效果也能達到25%左右。
2、智能照明控制系統(tǒng)的特點
智能照明控制系統(tǒng)具有以下幾個特點：
1）智能照明控制系統(tǒng)控制方式多樣化，現(xiàn)場面板手動控制、光感控制、移動感應(yīng)控制、紅外線遙控、定時控制‘場景控制、中央控制。
2)智能照明控制系統(tǒng)控制模塊的尺寸為標準模數(shù)化設(shè)計，體積小，不需要另外增加控制箱。
3）全分散模塊化結(jié)構(gòu)，元件可分散放置，每個元件均內(nèi)置微處理器，每個元件可獨立工作，不需要主機控制，元件之間為對等關(guān)系，任何一個元件損壞不會影響其它元件的運行。
4）在地下車站的出入口和地上站中可安裝光線感應(yīng)器，可根據(jù)自然光的照度、自動控制燈光的開關(guān)，在自然光線充足時，可自動將燈光關(guān)閉，以達到節(jié)能的目的。
5）可與消防聯(lián)動，在消防報警時將廣告照明和正常照明切斷，并可設(shè)置消防報箱控制的優(yōu)先級別為較高，在消防報警時，現(xiàn)場面板或定時控制將不起作用，提高了安全性。
6）具有系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)視功能，能夠監(jiān)視系統(tǒng)內(nèi)分布于不同地點不同配電箱的設(shè)備通訊狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)有設(shè)備不能正常通訊，立即在中控電腦上顯示，便于運營部門的維護。
3、智能照明控制系統(tǒng)在實際中的應(yīng)用
智能照明控制系線主要用于車站公共區(qū)（站廳層公共區(qū)，站臺層公共區(qū)）及出入口走道的正常照明。智能照明控制系統(tǒng)的主機設(shè)置于車站控制室，通過通訊線與照明配電箱內(nèi)的控制模塊以及設(shè)置在現(xiàn)場的控制面板相連，進行控制信號的傳遞，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)，它將控制功能分散給各功能模塊，中央處理器和各功能模塊之間通過網(wǎng)絡(luò)總線連接成一個整體，自成一完整體系，同時可通過網(wǎng)關(guān)連接至車站綜合監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)系統(tǒng)集成。控制系統(tǒng)硬件主要包括計算機、網(wǎng)絡(luò)連接控制器、調(diào)光模塊、開關(guān)模塊、智能面板開關(guān)、觸摸屏及各類傳感器等。通過智能照明控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)：公共區(qū)照明的開關(guān)及調(diào)光控制、設(shè)備區(qū)照明的開關(guān)控制、區(qū)間照明的開關(guān)控制、廣告照明的開關(guān)控制及各區(qū)域照明的模式控制等。
根據(jù)運營需要可以將所控區(qū)域的燈光預(yù)先設(shè)定為各種場景，需要時可通過就地面板控制、時間自動控制、照明終端中央監(jiān)控控制等在各種場景間進行切換。車站按照4種場景模式運行：正常模式、節(jié)電模式、火災(zāi)模式、停運模式。
1）正常模式。用于正常運營時的客流高峰期和節(jié)假日，客流高峰期一般指每天7: 0O-9:00及17:00～19: 00時間段，客流高峰時間段數(shù)及時間范圍均可調(diào)。
2）節(jié)電模式。用于正常運營時的非客流高峰期。
3）火災(zāi)模式。當發(fā)生火災(zāi)時，由車控室確認后，強制切斷有關(guān)非消防電源，接通報警裝置、火災(zāi)應(yīng)急照明燈和疏散指示燈，轉(zhuǎn)入活在模式。火災(zāi)模式下，智能照明控制系統(tǒng)只監(jiān)視不控制（即只顯示系統(tǒng)的工作狀態(tài)），可有選擇的手動切斷有關(guān)非消防照明電源�；馂�(zāi)模式下，廣告照明全部切斷，車站工作照明（公共區(qū)工作照明、公共區(qū)節(jié)電照明、設(shè)備區(qū)照明）延時切除，延時時間均可調(diào)。
4）停運模式。用于停止運營的時間段，停運模式隨著實際運營時間而定，時間可調(diào)。
在深圳地鐵的現(xiàn)有2號線的建設(shè)運營中，以及地鐵7、11號線的設(shè)計中，車站的照明（不包括應(yīng)急照明）控制采用了智能照明控制系統(tǒng)。
以下為現(xiàn)正設(shè)計中的們號線采用的智能照明的控制方式：
圖1 智能照明的控制方式
照明采用智能分布式控制總線系統(tǒng)，照明控制系統(tǒng)自成體系，并作為子系統(tǒng)集成到地鐵管理系統(tǒng)中。照明控制系統(tǒng)各功能模塊分別安裝在對應(yīng)系統(tǒng)箱內(nèi)，各功能模塊通過控制電纜連接，名分支線通過線路連接器連接成一個系統(tǒng)，系統(tǒng)帶有定時器且時間可方便調(diào)整，以對照明進行定時控制。其中應(yīng)急照明配電箱、應(yīng)急導(dǎo)向配電箱不屬于智能照明控制系統(tǒng)控制范圍。
4、安科瑞智能照明控制系統(tǒng)介紹
4.1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)采用標準的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)照明燈具的遠程集中控制，又可實現(xiàn)就近控制功能。該系統(tǒng)理論連接控制模塊數(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)。
4.2系統(tǒng)工作原理示意圖（見圖2）
圖2 系統(tǒng)工作原理示意圖
4.3產(chǎn)品選型
4.3.1開關(guān)驅(qū)動器
4.3.2調(diào)光驅(qū)動器
4.3.3可控硅調(diào)光模塊
4.3.4傳感器
4.3.5總線電源
4.3.6智能面板
4.3.7干接點、濕接點輸入模塊
4.4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；
4.5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)及窗簾等進行遠程集中控制，使得控制更加方便智能，用戶體驗更舒服；
2）系統(tǒng)中控制模塊均工作在直流30V可靠電壓下，用戶操作更加可靠、舒服；
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，提高了建筑的可靠性。
4.6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)；當系統(tǒng)模塊數(shù)量較多、距離較遠、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)；當系統(tǒng)模塊數(shù)量很多、距離很遠、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)。（見圖）
圖3 組網(wǎng)方案
5、結(jié)語
智能照明控制系統(tǒng)較大的特點是場景控制，可預(yù)先設(shè)置不同的場景（營造出不同的燈光環(huán)境），并利用時鐘控制器及各種傳感器及遙控器達到對地鐵內(nèi)燈光的自動控制。通過車站內(nèi)車控室的綜合控制，既能實現(xiàn)節(jié)約能源，又能增強照度及照度的一致性，并且延長燈具壽命、提高車站內(nèi)乘客的舒適度。由于智能照明控制系統(tǒng)相對傳統(tǒng)的照明控制擁有的優(yōu)越性，隨著國內(nèi)各地地鐵項目的蓬勃開展．可以預(yù)見到在不遠的將來，這種技術(shù)將得到越來越迅速的發(fā)展，在地鐵內(nèi)的運用也越來越普及。
【參考文獻】
[1]楊亮.淺談智能照明控制在地鐵工程中的運用
[2]王淑晶.淺談?wù)彰髡彰骺刂葡到y(tǒng)在鐵路大型客站的應(yīng)用.鐵路通信信號.2010.02.
[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2020.06版
作者簡介：徐秋霞，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能照明的研發(fā)與應(yīng)用 Email: 2880157867@qq.com，手機：18702112087，QQ:2880157867
