智能照明控制系統(tǒng)在大型商業(yè)綜合體的應(yīng)用

1概述

從愛迪生控制電燈泡的機(jī)械電氣開始，照明控制技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了一個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，每一次重大的科技進(jìn)步，照明控制技術(shù)也伴隨著重大的發(fā)展，跨越電氣時(shí)代、微電子時(shí)代、

計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)通信時(shí)代，發(fā)展至今天的智慧照明時(shí)代。智能照明控制系統(tǒng)的核心技術(shù)是集散控制技術(shù)，基于現(xiàn)場(chǎng)控制總線的智能照明控制系統(tǒng)已經(jīng)在照明工程中廣泛應(yīng)用。在建筑物的電力消耗中，照明能耗通常占到35%以上，而商業(yè)綜合體的比例更高。因此，目前的商業(yè)綜合體更多采用智能照明系統(tǒng)，靈活的實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景控制、調(diào)光控制、光照度控制等，*大限度的實(shí)現(xiàn)節(jié)能。

2智能照明系統(tǒng)在智慧建筑中的實(shí)現(xiàn)

筆者設(shè)計(jì)的某商業(yè)廣場(chǎng)，是一個(gè)大型商業(yè)綜合體，集購(gòu)物、餐飲、休閑、娛樂功能為一體。為了便于管理，*大限度的實(shí)現(xiàn)節(jié)能，整個(gè)商業(yè)廣場(chǎng)的照明采用智能照明系統(tǒng)建設(shè)。

該智能照明系統(tǒng)的控制范圍包括：商場(chǎng)公共區(qū)域照明、泛光照明、園林照明、廣場(chǎng)照明等。針對(duì)不同區(qū)域和不同的燈具類型，采取不同的照明模式和照明控制協(xié)議。

2.1系統(tǒng)的功能及特點(diǎn)

本項(xiàng)目的智能照明解決方案體現(xiàn)在以下幾方面：

2.1.1便捷的控制方式

系統(tǒng)具備自動(dòng)、手動(dòng)、BAS控制方式，并且能在三種控制模式中自由切換。系統(tǒng)處于自動(dòng)運(yùn)行模式時(shí)，按預(yù)設(shè)的場(chǎng)景自動(dòng)控制系統(tǒng)中各邏輯回路的開關(guān)。系統(tǒng)處于手動(dòng)運(yùn)行模式時(shí)，可在智能照明子系統(tǒng)下發(fā)指令進(jìn)行各個(gè)回路的控制。系統(tǒng)處于BAS運(yùn)行模式時(shí)，可在BAS系統(tǒng)下發(fā)指令進(jìn)行各個(gè)回路的控制。

2.1.2細(xì)致的回路編組

回路細(xì)化分成應(yīng)急照明、基礎(chǔ)照明、工作照明、泛光照明、裝飾照明、導(dǎo)向標(biāo)識(shí)、廣告燈箱等，并按回路類型編組。在回路編組的基礎(chǔ)上，可以組合出豐富的場(chǎng)景模式。

2.1.3豐富的場(chǎng)景模式

系統(tǒng)支持預(yù)設(shè)多種場(chǎng)景模式，在回路編組的基礎(chǔ)上，通過不同的回路組合，形成豐富多樣的場(chǎng)景模式。

本工程的運(yùn)營(yíng)模式主要有：平時(shí)晴天、平時(shí)陰雨天、節(jié)假日晴天、節(jié)假日陰雨天。每種運(yùn)營(yíng)模式又分為多個(gè)場(chǎng)景：業(yè)前準(zhǔn)備、白天營(yíng)業(yè)、夜晚營(yíng)業(yè)、安保。每種場(chǎng)景根據(jù)預(yù)設(shè)的時(shí)間自動(dòng)切換。

每種模式下，各場(chǎng)景的預(yù)設(shè)時(shí)間如下：

S1：9：30-10：00；S2：10：00-18：00；

S3：18：00-22：00；S4：22：00-9：30；

各回路在每種場(chǎng)景下分布如表1所示。

2.1.4完善的監(jiān)測(cè)報(bào)警功能

支持回路開關(guān)狀態(tài)、控制模塊在線狀態(tài)、網(wǎng)關(guān)模塊在線狀態(tài)等實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

支持離線告警；支持狀態(tài)反饋。

支持歷史數(shù)據(jù)、告警、操作記錄的存儲(chǔ)。

2.1.5直觀的圖形化界面

控制系統(tǒng)圖形界面模擬現(xiàn)場(chǎng)布置制作，直觀的顯示燈具所在的位置、狀態(tài)，所見即所得。運(yùn)維管理人員可以很便捷的操作燈具和回路的開關(guān)。

2.2智能照明系統(tǒng)與BAS系統(tǒng)的對(duì)接

智能樓宇集成是實(shí)現(xiàn)建筑的“智能化工程"的手段。智能照明系統(tǒng)在商業(yè)綜合體的運(yùn)營(yíng)中，可以作為獨(dú)立的子系統(tǒng)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)智能照明系統(tǒng)管理的一切功能。也可以作為一個(gè)子系統(tǒng)，接入BAS系統(tǒng)。與BAS系統(tǒng)集成后，具備如下特點(diǎn)：

（1）系統(tǒng)集成可以實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)功能。

（2）系統(tǒng)集成能實(shí)現(xiàn)測(cè)控管一體化的功能。

（3）系統(tǒng)集成能實(shí)現(xiàn)集中管理，提高效率。

（4）系統(tǒng)集成能夠在軟件技術(shù)層面進(jìn)行功能開發(fā)，不僅可以增加新功能，還可以“硬件軟化"，優(yōu)化系統(tǒng)方案，減少投資成本。

系統(tǒng)集成的關(guān)鍵在于解決系統(tǒng)之間的關(guān)聯(lián)性和互操作性的問題，是多廠商、多協(xié)議和面向各種應(yīng)用的體系結(jié)構(gòu)。

2.2.1通信的集成技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化

通信的集成是BAS的基礎(chǔ)，通信集成所面臨的主要問題是各類設(shè)備、子系統(tǒng)之間的接口、協(xié)議。通信的集成技術(shù)主要采用面向協(xié)議的集成，各類通信控制器、網(wǎng)關(guān)等實(shí)現(xiàn)互通。解決該問題的根本方案在于設(shè)計(jì)階段制定通信網(wǎng)絡(luò)所遵循的標(biāo)準(zhǔn)。如Lonworks、BACnet、TCP/IP等。

2.2.2控制的集成技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化

目前BAS還不能實(shí)現(xiàn)將所有的系統(tǒng)集成成一個(gè)大系統(tǒng)。一是各子系統(tǒng)的功能都有自己的需求和特征，全部集成會(huì)使得BAS系統(tǒng)無比臃腫，難以管理。二是沒有一個(gè)品牌的廠商能包含所有的產(chǎn)品。

目前的工程現(xiàn)狀是，系統(tǒng)由分散的各子系統(tǒng)構(gòu)成，各子系統(tǒng)可能采用不同廠家的設(shè)備和解決方案?？刂频募删褪且鉀Q子系統(tǒng)之間的互通和聯(lián)動(dòng)，構(gòu)建一個(gè)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)。基于這種需要，自動(dòng)化和軟硬件公司與微軟公司合作推出了OPC（OLE for Process Control-用于過程控制的OLE）標(biāo)準(zhǔn)。

3智能照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵點(diǎn)

3.1確定系統(tǒng)架構(gòu)

在系統(tǒng)設(shè)計(jì)之初，要根據(jù)用戶需求，針對(duì)建筑物的特點(diǎn)，來設(shè)計(jì)規(guī)劃系統(tǒng)的架構(gòu)。同時(shí)考慮是否與BAS對(duì)接以及與其他系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)的可行性。

如：商場(chǎng)內(nèi)的照明控制，由于豎向配電間往往上下對(duì)應(yīng)，照明箱在豎井內(nèi)上下分布，就可以選擇總線型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在豎井內(nèi)的全部回路可以通過一條總線通信。而地下室車庫(kù)的配電間分散在平面中，采用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有利于節(jié)約線路，方便施工。

3.2在功能與經(jīng)濟(jì)性中合理平衡

智能照明系統(tǒng)的主要功能是集中的智能照明控制與狀態(tài)的反饋。如果一味的考慮成本，簡(jiǎn)化系統(tǒng)，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的可用性差且故障率高，并且增加后期維護(hù)成本。而一味的強(qiáng)調(diào)功能全面、強(qiáng)大，必然增加系統(tǒng)建設(shè)的投入，也會(huì)增加系統(tǒng)的復(fù)雜程度，提高了風(fēng)險(xiǎn)故障率。

設(shè)計(jì)階段一定要根據(jù)項(xiàng)目的特點(diǎn)，選擇合適的系統(tǒng)、功能，避免重復(fù)投資。

3.3合理配置末端設(shè)備

應(yīng)根據(jù)末端回路的數(shù)量、點(diǎn)位的數(shù)量等，合理配置系統(tǒng)末端設(shè)備。

（1）控制總線長(zhǎng)度和總線回路的帶載設(shè)備數(shù)量。考慮到現(xiàn)場(chǎng)因素、線材質(zhì)量、施工工藝等影響，總線長(zhǎng)度和帶載設(shè)備數(shù)量應(yīng)控制在上限值的70%以內(nèi)。

（2）合理選擇回路控制模塊的回路數(shù)和數(shù)量。同時(shí)，還需要預(yù)留一定量的冗余，來滿足一定的擴(kuò)容及后備需求。

（3）根據(jù)回路負(fù)載大小和類型來選擇合適的智能照明模塊。目前智能照明模塊*大的額定電流為16A，一般照明燈具回路通過照明回路的計(jì)算電流選取控制模塊的額定電流。

當(dāng)計(jì)算電流超過16A時(shí)，回路開關(guān)控制需要采用智能照明模塊控制回路中交流接觸器實(shí)現(xiàn)。

而金鹵燈的啟動(dòng)電流較大，即使計(jì)算電流在16A以下，啟動(dòng)電流往往也能直接擊穿智能照明模塊，因此，金鹵燈回路也避免直接采用智能照明控制回路開關(guān)的模式，建議采用智能照明模塊控制回路中交流接觸器實(shí)現(xiàn)。

（4）配置適當(dāng)?shù)目刂品绞健?/span>

商業(yè)綜合體智能照明系統(tǒng)控制的方式主要有：

中控室BAS控制、中控室照明子系統(tǒng)平臺(tái)控制、現(xiàn)場(chǎng)面板控制、模塊場(chǎng)景定時(shí)控制、傳感器控制，平板控制、手機(jī)APP控制、繼電器模塊應(yīng)急開關(guān)等。

基于商業(yè)綜合體的現(xiàn)狀，系統(tǒng)建設(shè)一般選擇中控室BAS控制、中控室照明子系統(tǒng)平臺(tái)控制、現(xiàn)場(chǎng)面板控制、模塊場(chǎng)景定時(shí)控制四種控制方式。

4安科瑞智能照明控制系統(tǒng)

4.1概述

ALIBUS智能照明產(chǎn)品采用RS485總線技術(shù)，技術(shù)成熟可靠，安全穩(wěn)定。開關(guān)驅(qū)動(dòng)器具備獨(dú)立工作的能力，適用于一些中小型的項(xiàng)目；模塊化設(shè)計(jì)，可以任意拼接擴(kuò)展，同時(shí)預(yù)留I/O口以及Modbus接口，還可以滿足與AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)管理云平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

4.2應(yīng)用場(chǎng)所

適合于各類智能小區(qū)、醫(yī)院、學(xué)校、酒店，以及體育場(chǎng)所、機(jī)場(chǎng)、隧道、車站等大型公建項(xiàng)目的照明控制需求。

4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

4.4系統(tǒng)功能

1）實(shí)時(shí)檢測(cè)并顯示各個(gè)模塊的在線狀態(tài)，反饋現(xiàn)場(chǎng)受控回路的開關(guān)狀態(tài)，監(jiān)控界面按照樓層各分區(qū)的布局和回路列表來瀏覽。

2）當(dāng)發(fā)生模塊離線、網(wǎng)關(guān)設(shè)備掉線或者狀態(tài)反饋和下發(fā)控制命令不一致時(shí)會(huì)發(fā)生故障報(bào)警，并將故障報(bào)警信息記錄并顯示在界面中。

3）可以對(duì)單個(gè)照明回路實(shí)現(xiàn)開關(guān)控制；每個(gè)模塊、樓層都有相應(yīng)的模塊控制開關(guān)和樓層控制開關(guān)，也可以一個(gè)模塊或者整個(gè)樓層實(shí)現(xiàn)開關(guān)控制。

4）開關(guān)驅(qū)動(dòng)器支持過零觸發(fā)功能，負(fù)載（燈具）的分合操作僅在交流電過零時(shí)進(jìn)行；可有效減少電磁干擾以及對(duì)電網(wǎng)的沖擊，延長(zhǎng)燈具與控制裝置的壽命。

5）對(duì)每個(gè)照明回路可以預(yù)設(shè)掉電狀態(tài)，當(dāng)照明電源掉電時(shí)，開關(guān)驅(qū)動(dòng)器會(huì)自動(dòng)切換到預(yù)設(shè)的掉電狀態(tài)；確保重新上電時(shí)燈具的開關(guān)狀態(tài)是確定與可控的。

6）拖動(dòng)調(diào)光控件，照明設(shè)備從0%到100%進(jìn)行調(diào)光，可以對(duì)單個(gè)照明回路實(shí)現(xiàn)調(diào)光控制，調(diào)光總控可以對(duì)一個(gè)模塊的照明回路實(shí)現(xiàn)調(diào)光控制，也可以對(duì)多個(gè)照明回路實(shí)現(xiàn)調(diào)光控制，通過圖標(biāo)的亮滅狀態(tài)反饋現(xiàn)場(chǎng)開關(guān)的狀態(tài)。

7）點(diǎn)擊場(chǎng)景控件，打開或者關(guān)閉對(duì)應(yīng)場(chǎng)景設(shè)置，軟件界面上顯示不同的場(chǎng)景模式和場(chǎng)景功能，通過圖標(biāo)的亮滅顯示對(duì)應(yīng)的場(chǎng)景狀態(tài)是打開還是關(guān)閉。

8）設(shè)置定時(shí)時(shí)間，確認(rèn)時(shí)間點(diǎn)后，對(duì)該事件點(diǎn)執(zhí)行的動(dòng)作進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置燈在設(shè)定的時(shí)間點(diǎn)亮或者滅。

9）系統(tǒng)可以通過預(yù)設(shè)的當(dāng)?shù)亟?jīng)緯度信息，自動(dòng)計(jì)算每天的日升日落時(shí)間；根據(jù)天文時(shí)鐘控制照明開關(guān)，實(shí)現(xiàn)日落開燈、日出關(guān)燈的功能。

10）所有定時(shí)控制計(jì)劃均可下發(fā)保存至驅(qū)動(dòng)模塊；當(dāng)上位機(jī)系統(tǒng)故障或模塊離線時(shí)，驅(qū)動(dòng)模塊可以利用自帶的RTC時(shí)鐘維持定時(shí)控制計(jì)劃的正常執(zhí)行，不影響日常的照明控制效果。

11）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是分布式總線結(jié)構(gòu)；系統(tǒng)內(nèi)各元件不依賴于其他元件而能夠獨(dú)立工作；系統(tǒng)內(nèi)各元件可以通過程序的設(shè)定實(shí)現(xiàn)功能的多樣性。

12）預(yù)留BA或第三方集成平臺(tái)接口，采用modbus、opc等方式。

4.5設(shè)備選型

5結(jié)束語(yǔ)

本文通過介紹某商業(yè)綜合體中的智能照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)要分析了智能照明系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)、設(shè)計(jì)要點(diǎn)，同時(shí)闡述了系統(tǒng)集成的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，通過筆者的經(jīng)驗(yàn)，為商業(yè)綜合體的智能照明設(shè)計(jì)提供一種思路參考。

智能照明系統(tǒng)有著光明的前景，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和新興技術(shù)的不斷發(fā)展，智能照明系統(tǒng)將會(huì)得到更為廣泛的應(yīng)用。

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