安科瑞 徐浩竣

江蘇安科瑞電器制造有限公司

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【摘要】通過智能照明控制系統在某賓館電器工程中的應用實例，從照明控制的系統結構、設計及系統軟件等方面，介紹了智能照明控制系統的功能及實現方式。探討了智能照明控制系統在民用建筑中的適用范圍和發展前景，并由此進一步推斷智能照明控制系統在照明節能管理上的發展趨勢。

【關鍵詞】民用建筑；照明節能；智能照明控制系統；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，有效緩解電力供應緊張的局面。國家建設部對照明節能設計的要求就是在保證不降低作業面視覺要求、不降低照明質量的前提下，利用電能、太陽能等能源，力求更大限度地減少照明系統中的能耗損失。采用智能照明控制系統能夠有效地對照明進行控制，節約電能。本文以某賓館為應用實例，介紹智能照明控制系統的具體應用和功能。

1 智能照明控制系統

1.1系統功能

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

(2)系統根據某一區域的功能、每天不同時間的不同用途和室外光亮度自動調節照明。進行場景預設，由樓宇自控系統或分控制器通過調光模塊、調光器自動調用。

(3)照明控制系統分為獨立子網式系統，特定于房間或大型的聯網系統。

(4)聯網系統具有標準的串行端口，可以較容易地集成到樓宇自控系統的中央控制器，或與其他控制系統組網。

1.2應用范圍

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

1.3系統組成

系統由調光模塊、開關模塊、控制面板、液晶顯示觸摸屏、智能傳感器、PC接口、監控計算機(大型網絡需線路耦合器連接)、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)連接成網絡。每個單元均設置唯一的單元地址，并使用軟件設定其功能，通過輸出單元控制各照明回路負載。

1.4數據傳輸方式

照明控制系統數據傳輸方式在國際上尚無統一的標準。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、遠程控制、圖示化監控、應急處理、日程計劃安排等。其主要功能及應用場所如下：

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

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

(3)定時控制。根據預先設定的時間，觸發相應的場景，使燈光打開或關閉。應用于地下車

庫等大面積場所。

(4)天文時鐘。輸入當地的經、緯度，系統自動推算出當天的日出、日落時間，根據這個時間來控制照明場景的開關。特別適用于夜景照明、道路照明。

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

(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用需要的照明場景模式。

(7)遠程控制。通過互聯網(Intemet)對照明控制系統進行遠程監控。可對系統中的各個照明控制箱的照明參數進行設定、修改；對照明狀態進行監視、控制。

(8)圖示化監控。用戶可以使用電子地圖功能，對整個控制區域的照明進行直觀的控制。可將整個建筑的平面圖輸入系統中，并用各種不同的顏色來表示該區域當前的狀態。

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

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

2 應用案例

某賓館是擁有459間自然客房數的酒店。該建筑內各功能空間面積較大，對照明控制的要求比較復雜。考慮到該工程的主體建筑、結構、設備專業施工與后期裝潢設計均要同時進行，因此，在前期的設計過程中，選用的照明系統具有足夠的靈活性。本工程采用了符合EIB國際總線標準的智能照明控制I.Bus系統，對賓館內大堂、會議廳、總統套房、各層公共走道照明部分進行智能照明控制，有效地節約了能源，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 系統特點

(1)整個系統只有一條數據通信線，沒有大量的電纜附設和繁雜的控制設計。

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

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

(4)現場控制面板采用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，只需做小的程序調整，無需現場重新布線。通過人體感應，氣象感應，時鐘、光線控制，自動運行到更佳狀態，節約能源、方便管理。

(6)所有現場控制面板及人體感應器均采用標準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，可實現就地控制。

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

2.2 系統硬件組成

該工程中智能照明用智能開關控制，所采用的總線元件均為模塊式元件。驅動器中開/關控制常用元件為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。窗簾、卷簾、幕布驅動元件為JA/S X.X.X，前面一個X代表回路數量，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。調光控制常用元件分為熒光燈調光和非熒光燈調光。開關模塊可對大樓內的各種燈具和風機盤管、通風設備、加熱/制冷設備進行開關控制。傳感器則根據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TG/S 3.1，如需要可實現電話網絡遠程控制。通過中央計算機的編程設置，可對任何回路進行開關控制。可設置20個組地址作回路監控，各回路狀態通過LCD顯示。在必要時，可通過電話開關輸出設備故障報警、狀態信號。設置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，設定回路燈。光線感測器HS/S 3.1到達設定的照度值時向EIB總線發出開/關或調光的通信信號，照度閾值分別可調1～100lx或者100—20000lx。周編程時間開關SW/S 2.5按照設定的時間發送開/關信號，2組輸出，每組可分別設定24個時刻。

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

2.3 系統軟件

在大樓一層消防監控室內，設一臺智能照明中央監控計算機，其中安裝winswitch監控軟件、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控和操作，監視整個智能照明系統的運行狀態。

2.4 系統拓撲

(1)該系統由7根支線構成，通過Rs-232接口與中控室監控系統連接。中控室監控系統可監視和控制整個大樓照明環境設備，并通過EIB網關與其他系統連接。

(2)地下二層和地下一層的各個照明箱及現場面板開關通過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場面板開關通過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器SV/S30.640.5。

(4)其余各樓層照明配電箱內均同上設置。

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

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

(7)現場安裝有各種面板開關，采用標準86盒安裝方式。

2.5 以總統套房設計為例具體說明

(1)根據平面圖和設計人員的要求，總結出對支線系統的要求：客廳共3路照明開關控制，2路照明調光控制；臥室共2路照明開關控制，2路照明調光控制，7路空調控制。4處窗簾和百葉窗可進行電動控制。門廳處燈光根據人員的行動自動開關。在客廳和臥室可用遙控器對空調進行起/停控制、加熱/制冷模式選擇、溫度調節、場景轉換，并根據實際需求能夠自行設定場景。在臥室和客廳能夠了解室內重要電氣設備的狀態，并能夠進行操作。在門口處設有總開/總關功能，住戶在離開時可以一鍵將室內電氣設備全部關閉。

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

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

(5)選取系統元件。電源控制器選用SV/S30.320.5。

(6)選取擴展控制功能。遠程遙控功能選用電話網關TG/S3．1。

(7)繪制強電配電箱系統圖。

2.6 系統實現功能

某賓館工程的燈光控制方式有如下5種方式：

(1)手動控制。按照使用習慣在大樓內設置相應數量的現場控制器(如按鈕開關等)，來控制系統的動作。

(2)移動控制。設置在公共走廊的傳感器(如移動感應器、主動感應器等)，按照系統設置的時間投入工作。根據人員的出入情況，自動開/關相應區域的照明設備，更大限度地節約電能。

(3)恒照度控制。設置在大堂的光線感應模塊(HS/S 3.1)，根據系統設定的照度值和大堂內照度的變化，自動開/關大堂內照明設備的數量，使大堂內照度保持恒定。

(4)集中控制。設置在大樓一層消防監控室內的I．Bus智能中控機，根據WinSwitch軟件平臺顯示的大樓模擬圖可實時掌握大樓內所控制的區域照明設備及空調設備的運行狀況，及時調整以便合理控制相應區域的照明及空調設備，以便節約能源。

(5)網絡控制。通過OPc網關，I-Bus系統可與其他自控系統實現集成，并可根據自控系統發出的操作指令，執行相應的動作。

3 安科瑞智能照明控制系統

3.1系統簡介

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

Acrel-BUS智能照明控制系統采用標準的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，既可實現照明燈具的遠程集中控制，又可實現就近控制功能。該系統理論可連接控制模塊數量達580000多個。

安科瑞智能照明產品種類齊全，方案完善。用戶可通過控制面板、人體感應、照度感應、微波感應、上位機系統、觸摸屏、手機、平板端等多種控制終端實現靈活多樣的智能控制，特別適合于各類智能小區、醫院、學校、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。

3.2系統工作原理示意圖

3.3產品選型

3.3.1開關驅動器

用于對設備進行開關控制的驅動器，具有延時、預設、邏輯控制、場景、閾值開關等功能，電氣參數如下：

3.3.2調光驅動器

2路0-10V調光器，可對每路進行回路開關控制并輸出0-10V調光信號對具有0-10V調光接口的燈具進行調光,具有開關、場景、狀態反饋等功能，電氣參數如下：

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）的設備裝置，并將感應的信息傳遞給其它設備裝置（如調光器、開關驅動器），電氣參數如下：

3.3.4總線電源

KNX/EIB系統標準供電電源，為總線提供電壓640mA 輸出電流，至多可以為 64 個設備供電，帶總線復位、 過流指示和短路保護。標準導軌安裝，電氣參數如下：

3.3.5智能面板

用于接收按鍵觸動信號，可通過區分短按與長按并結合不同參數配置實現開關、調光、場景、窗簾控制、調溫、報警等功能，電氣參數如下：

3.3.6干接點輸入模塊

用于接收外部干接點信號輸入，可通過不同參數配置實現開關、調光、場景、窗簾控制、調溫、報警等功能，電氣參數如下：

3.4系統功能

（1）光照度（需要配照度傳感器）監測，對利用自然光照明區域，根據自然光照度變化，進行照明控制和調節，滿足照明和節能要求；

（2）公共區域、走廊、通道、門廳、電梯廳等的照明，應設置紅外或微波類人體感應器，并結合智能控制面板，實現各種場景照明控制，盡可能較少燈具點亮時間；

（3）樓梯間照明采用人體感應探測控制；

（4）設備房、設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合時控的集中控制方式；

（6）監控系統界面友好，畫面美觀,實時顯示各區照明工作狀態；

（7）應具有完善的用戶權限管理功能，避免越權操作；

3.5系統應用領域

3.6系統的控制優勢

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

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

（4）系統采用分布分布式KNX總線結構，搭建簡單靈活，系統內各模塊互不影響，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）系統的自動控制、遠程集中控制等功能，在實現自動化的同時，大量減少了值班人員，提高了管理水平和工作效果；

（7）升級系統內控制模塊或更改系統功能時，無需增加連接線，不需關閉整個系統，只需更改設備參數即可實現，維護方便，操作簡單；

（8）系統可與消防系統聯動，在出現消防報警時，強制打開應急回路，方便人員疏散，從而降低了人員傷亡的風險，提高了建筑的安全性。

3.7安科瑞組網方案

智能照明控制系統組網方式靈活，擴展方便，當系統模塊數量較少、距離較近、范圍較小時，各設備以樹形枝狀延伸，構成支路系統智能照明控制系統；當系統模塊數量較多、距離較遠、范圍較大時，用支線耦合器組成多條支路，構成區域智能照明控制系統；當系統模塊數量很多、距離很遠、范圍很大時，用支線耦合器、區域耦合器等構成樓群智能照明控制系統。

4 結 語

智能照明控制系統利用一條雙絞線代替傳統種類繁多的普通電纜，使照明、場景控制實現智能化，依據外部環境的變化自動調節總線中設備的狀態，達到安全、節能、人性化的效果。同時可根據用戶的要求增加或修改系統的功能，無需重新鋪設電纜。未來的電氣安裝系統將汲取目前各類總線制智能安裝系統的優點，通過更多地向樓宇自控、安全防范等其他系統相互滲透、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，成為標準化、人性化、分散化、網絡化的多功能網絡集成式全分布控制系統。