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)在實(shí)際工程中的應(yīng)用，簡單介紹了智能照明控制設(shè)計(jì)系統(tǒng)，闡述當(dāng)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(jì)
1、背景
隨著社會(huì)飛速發(fā)展和更新，可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略已成為我國當(dāng)前的重要任務(wù)。我國住建部計(jì)劃至2O20年在建筑能耗領(lǐng)域，登上新的臺(tái)階。節(jié)能行動(dòng)，刻不容緩。
目前全球經(jīng)濟(jì)正朝著一體化靠攏。歐美發(fā)達(dá)國家本身經(jīng)濟(jì)的停滯不前，短期內(nèi)很難有大型的品牌照明企業(yè)出現(xiàn)。并且環(huán)境保護(hù)成為全球化目標(biāo)后，全世界的各個(gè)國家，特 別是科學(xué)技術(shù)先進(jìn)的地區(qū)，對于照明節(jié)能的需求將更為強(qiáng)烈，照明節(jié)能對于節(jié)約能源、 保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)、推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步具有重要的意義。
數(shù)據(jù)顯示，我國是全球人均能源保有量低的國家之一。能源的利用效率不40％，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國家。單位生產(chǎn)量的能源消耗比世界平均水平高出近3倍。相關(guān)部門研究表明，我國能源效率每提高一個(gè)百分點(diǎn)，直接 經(jīng)濟(jì)效益可達(dá)130億元。節(jié)能關(guān)鍵在于節(jié)電，我國或?qū)⒊蔀楣?jié)電市場的大買家。智能照明控制系統(tǒng)是專門針對照明而開發(fā) 的先進(jìn)的智能化系統(tǒng)，能夠節(jié)約大量的能源和資源，具有巨大的經(jīng)濟(jì)意義和社會(huì)意義。因此，在實(shí)際工程中進(jìn)行照明控制系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)勢在必行。
2、智能照明控制的工作原理
電子感應(yīng)技術(shù)和利用電磁原理的調(diào)壓技術(shù)是智能照明控制系統(tǒng)的主要技術(shù)支撐，實(shí) 時(shí)跟蹤系統(tǒng)的供電情況，對電路的電流值等進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，改善電路情況，從根本上提高功率因數(shù)，從而達(dá)到照明節(jié)能降耗的目的。
在目前國際公認(rèn)較為成熟的智能照明系統(tǒng)中，安科瑞的智能照明系統(tǒng)較為成熟，采用國際通用的 EIB/KNX標(biāo)準(zhǔn)。采用總線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，是i-bus系統(tǒng)的主要工作原理，這使得系統(tǒng)具有10Mbit的通訊數(shù)率。使用線路耦合器對支線中的信號進(jìn)行過濾， 過濾后的信號進(jìn)入主線。進(jìn)而增加干線速率。因?yàn)镮P局域網(wǎng)接口和 EIB/KNX使用，所以使得數(shù)據(jù)可以在兩者間進(jìn)行傳遞。IP網(wǎng)關(guān)可以地在KNX/EIB系統(tǒng)中進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換。I-bus總線不能接地，其具有屏蔽能力開關(guān)圖控制模塊具有帶電檢測功能，可以檢測燈 光回路的運(yùn)行情況并且在故障時(shí)進(jìn)行報(bào)警。主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)橹悄軜菍幁h(huán)境控制系統(tǒng)和智能家居控制系統(tǒng)，其主要控制功能為光控制、中央 控制、電動(dòng)窗簾控制、家居安防控制、溫度控制、AV控制系統(tǒng)信號監(jiān)視等。
3、i-bus的主要特點(diǎn)
1）兼容性：控制系統(tǒng)采用的是國際通用的 EIB/KNX標(biāo)準(zhǔn)，可以滿足使用者對不同功能的需求。電氣安裝總線采用大跨度框架及開放式的結(jié)構(gòu)，可以使使用者便捷而迅速地調(diào)整建筑物的使用功效或者再一次規(guī)劃建筑平面。兼容性是該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，對于不同廠家的軟件和元器件，在本系統(tǒng)的通訊中可以達(dá)到兼容，能夠使系統(tǒng)穩(wěn)定的運(yùn)行。系統(tǒng)內(nèi)部的各個(gè)模塊都是一個(gè)獨(dú)立的個(gè)體，具有獨(dú)自運(yùn)行能力，不受其他器件的約束。
無論任何的模塊損壞或者損毀都不會(huì)影響到其他模塊的正常運(yùn)行，這種獨(dú)立的運(yùn)行模式使得系統(tǒng)維修保養(yǎng)方便，在對系統(tǒng)進(jìn)行定期升級或者定期更換元器件時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)仍然可以正常地運(yùn)行下去。系統(tǒng)的可擴(kuò)展性也是本系統(tǒng)的一大 優(yōu)點(diǎn)，如果想進(jìn)行回路的增加，只需要直接添加相應(yīng)模塊，對于系統(tǒng)整體無需進(jìn)行大改動(dòng)。
2）安全性：系統(tǒng)只運(yùn)用一條i-bus總線，沒有過多的電纜線路，更沒有復(fù)雜的線路鋪設(shè)。在現(xiàn)場只需要總線進(jìn)行連接，24V的安全低電壓連接保證了系統(tǒng)的安全，控制模塊不需要復(fù)雜的布置，可以安裝在配電箱內(nèi)。
3）靈活性：功能的調(diào)整和控制結(jié)構(gòu)的修改十分靈活，對小部分程序進(jìn)行修改即可完成目標(biāo)，不需要對布線進(jìn)行調(diào)整。通過物理信息的采集，自動(dòng)剛系統(tǒng)設(shè)置為運(yùn)行狀態(tài)，方便管理并且節(jié)約能源。所有設(shè)備均為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，模數(shù)化產(chǎn)品采用35 mm導(dǎo)軌安 裝，現(xiàn)在設(shè)備才有86盒墻裝，各種面板的探測器可以互換，實(shí)際應(yīng)用十分靈活。
4）經(jīng)濟(jì)性：系統(tǒng)能夠大量減少維護(hù)人員，從而節(jié)約大量的維護(hù)費(fèi)用，在節(jié)約費(fèi)用 的同時(shí)，提高了整體系統(tǒng)工作效率。i -bus系統(tǒng)采用紅外線傳感器、定時(shí)開關(guān)技術(shù)、 亮度傳感器調(diào)光技術(shù)，這些智能化的應(yīng)用使得系統(tǒng)可以節(jié)約大量的電力能源，從而節(jié)約了資源，比傳統(tǒng)照明節(jié)約25％左右電能，投資成本三年內(nèi)即可收回。
5）長期性：軟啟動(dòng)、軟關(guān)斷技術(shù)的使用是i-bus系統(tǒng)的又一個(gè)亮點(diǎn)，對于各個(gè)回路進(jìn)行緩慢的啟動(dòng)，在一定時(shí)間內(nèi)關(guān)斷，這樣有效減少了沖擊電壓對器件的損害，延長了燈具的使用壽命。系統(tǒng)可以和消防報(bào)警系統(tǒng)、安全防范系統(tǒng)、閉路監(jiān)視系統(tǒng)一起來構(gòu)成一個(gè)完整的系統(tǒng)。同時(shí)采用照明系統(tǒng)和BA系統(tǒng)的大廈，將大幅度提高大廈的智能化程度，增加該物業(yè)的亮點(diǎn)，提高大廈的出售和出租率，這些無疑都獲得了許多長期的、可觀的、潛在的收益。
4、i-bus的系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例
以辦公樓為例，在辦公室各區(qū)域設(shè)置吸頂探測器，通過吸頂探測器對移動(dòng)信號進(jìn)行感應(yīng)，因信號對燈光和風(fēng)機(jī)盤管電源進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)工作時(shí)間啟動(dòng)照明燈和空調(diào)，休息 時(shí)間自動(dòng)關(guān)閉燈光和空調(diào)。根據(jù)預(yù)先設(shè)置的程序，定時(shí)開關(guān)燈光空調(diào)，從而節(jié)約能源。例如，設(shè)置在會(huì)議室的智能面板可以對會(huì)議室的燈光、空調(diào)、窗簾、投影幕布等用電設(shè)備進(jìn)行手動(dòng)控制。普通辦公室通過溫控面板對空調(diào)進(jìn)行控制。辦公區(qū)域的吸頂式移動(dòng)探測器可以根據(jù)環(huán)境的照度要求以及使用的空間自動(dòng)調(diào)整開燈數(shù)量，確保滿足照度需求。具體i-bus智能照明控制平面圖和系統(tǒng)圖設(shè)計(jì)見圖 1和圖 2。
圖1 辦公樓i-bus局部照明控制平面圖
圖2 辦公樓i-bus照明控制系統(tǒng)圖
5、安科瑞智能照明控制系統(tǒng)介紹
5.1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(jì)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(shí)現(xiàn)照明燈具的遠(yuǎn)程集中控制，又可實(shí)現(xiàn)就近控制功能。該系統(tǒng)理論連接控制模塊數(shù)量達(dá)580000多個(gè)。
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(jī)系統(tǒng)、觸摸屏、手機(jī)、平板端等多種控制終端實(shí)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(jī)場、隧道、車站等大型公建項(xiàng)目的照明系統(tǒng)。
5.2系統(tǒng)工作原理示意圖（見圖3）
圖3 系統(tǒng)工作原理示意圖
5.3產(chǎn)品選型
5.3.1開關(guān)驅(qū)動(dòng)器
5.3.2調(diào)光驅(qū)動(dòng)器
5.3.3可控硅調(diào)光模塊
5.3.4傳感器
5.3.5總線電源
5.3.6智能面板
5.3.7干接點(diǎn)、濕接點(diǎn)輸入模塊
5.4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(jìn)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(shí)現(xiàn)各種場景照明控制，盡可能較少燈具點(diǎn)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(shí)控的集中控制方式；
6）監(jiān)控系統(tǒng)界面友好，畫面美觀,實(shí)時(shí)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；
5.5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(jìn)行遠(yuǎn)程集中控制，使得控制更加方便智能，用戶體驗(yàn)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(shí)施過程中，充分結(jié)合自然光及人員的活動(dòng)規(guī)律來自動(dòng)控制燈光，減少能源消耗，達(dá)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(dú)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(dòng)感應(yīng)控制，定時(shí)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(dòng)控制、遠(yuǎn)程集中控制等功能，在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的同時(shí)，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(shí)，無需增加連接線，不需關(guān)閉整個(gè)系統(tǒng)，只需更改設(shè)備參數(shù)即可實(shí)現(xiàn)，維護(hù)方便，操作簡單；
8)系統(tǒng)可與消防系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，在出現(xiàn)消防報(bào)警時(shí)，強(qiáng)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(xiǎn)，提高了建筑的可靠性。
5.6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(kuò)展方便，當(dāng)系統(tǒng)模塊數(shù)量較少、距離較近、范圍較小時(shí)，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(shí)，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(shí)，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4 組網(wǎng)方案
6、總結(jié)
在21世紀(jì)，能源與資源的利用已經(jīng)成為評估一個(gè)國家乃至整個(gè)社會(huì)發(fā)展?jié)摿Φ闹匾笜?biāo)。我國是一個(gè)發(fā)展中國家，提高能源利用率必將大力推進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)建設(shè)。智能照明控制系統(tǒng)在實(shí)際工程中的節(jié)能設(shè)計(jì)，將從根本上進(jìn)行建筑節(jié)能。該領(lǐng)域?qū)⒊蔀榇龠M(jìn)我國未來發(fā)展的重要領(lǐng)域。未來我國將成為節(jié)能設(shè)計(jì)及節(jié)能產(chǎn)品研發(fā)的受益者。
【參考文獻(xiàn)】
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[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)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?yàn)橹悄苷彰鞯难邪l(fā)與應(yīng)用 Email: 2885208035@qq.com，手機(jī)：18702112087，QQ:2885208035
