智能照明控制系統(tǒng)在大型辦公樓的應(yīng)用

何秦峰

摘 要：智能照明控制系統(tǒng)技術(shù)日益成熟并逐步替代傳統(tǒng)照明系統(tǒng)。文章主要對(duì)智能照明控制系統(tǒng)的介紹并通過(guò)其在大型辦公樓中的應(yīng)用，說(shuō)明了其在個(gè)性化照明服務(wù)和節(jié)能方面的優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：智能照明；控制系統(tǒng)；樓宇照明

引言

智能照明控制系統(tǒng)是指可以依據(jù)不同室內(nèi)區(qū)域、不同時(shí)間段、周?chē)h(huán)境亮度或者某一區(qū)域的功能對(duì)室內(nèi)燈具照明進(jìn)行智能控制的集中控制系統(tǒng)。采用智能照明系統(tǒng)無(wú)疑將有效地提高照明效能，降低照明的電能消耗。本文對(duì)智能照明系統(tǒng)做一個(gè)簡(jiǎn)單的描述，并說(shuō)明了智能照明系統(tǒng)控制的功能及其應(yīng)用是基于施耐德KNX/EIB總線(xiàn)系統(tǒng)的一個(gè)智能照明控制系統(tǒng)。

1 智能照明控制系統(tǒng)

智能照明控制系統(tǒng)指能將照明設(shè)備、信息管理平臺(tái)與傳感器裝置，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)加以連結(jié)，能夠依據(jù)人體心理、生理或環(huán)境等要求，調(diào)節(jié)照明燈具的照度、光色、開(kāi)啟、關(guān)閉狀態(tài)等相關(guān)參數(shù)，塑造合宜及舒適的照明環(huán)境的自動(dòng)控制系統(tǒng)。智能照明控制系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)可以進(jìn)行在線(xiàn)遠(yuǎn)端監(jiān)控，使照明系統(tǒng)變得更智能和人性化，滿(mǎn)足更多元的使用需要，并在很大程度上節(jié)約電能。

1.1 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和組成

在以拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為主的智能照明控制系統(tǒng)中，以總線(xiàn)型、星形結(jié)構(gòu)為主的混合式模式。在數(shù)字照明控制系統(tǒng)中智能照明控制系統(tǒng)主要由三個(gè)部分組成：系統(tǒng)單元、輸入單元、輸出單元。系統(tǒng)單元包括各種接口（PC、電話(huà)、局域網(wǎng)）還有用于供電的的工作電源接口以及源系統(tǒng)接口；輸入單元主要是把外部控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)上網(wǎng)絡(luò)可識(shí)別的信號(hào)；輸出單元主要是接收網(wǎng)絡(luò)上可識(shí)別的信號(hào)用來(lái)控制對(duì)應(yīng)的回路信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的控制[1]。

1.2 系統(tǒng)運(yùn)行和控制方式

系統(tǒng)一般以集中控制、管理、分散執(zhí)行等方式運(yùn)行，也就是裝配中央監(jiān)控中心以及智能控制照明柜，中央監(jiān)控中心包含有控制計(jì)算機(jī)、主通信控制器等設(shè)備，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行控制以及管理工作，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)把控制命令與智能控制柜的PLC控制器進(jìn)行通信聯(lián)絡(luò)，與此同時(shí)還要接收來(lái)自智能控制柜內(nèi)PLC控制器的有關(guān)工作狀態(tài)、燈具開(kāi)/關(guān)狀態(tài)等。智能照明采用多元混合控制方式，其中常用的有場(chǎng)景控制、組合控制、定時(shí)控制、天文時(shí)鐘控制、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(jì)劃安排等[2]。

2 應(yīng)用案例

上海國(guó)際航運(yùn)服務(wù)中心東地塊基地內(nèi)布置有前后兩排共4幢商辦建筑。其中B01樓、B02樓和B05樓為高層辦公樓；B06樓為4層多層商業(yè)樓。本工程采用了符合EIB國(guó)際總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的施耐德KNX/EIB系統(tǒng)，對(duì)辦公區(qū)域照明、公共場(chǎng)所照明、物業(yè)照明和商業(yè)區(qū)域照明等進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)燈具定時(shí)開(kāi)啟和關(guān)閉、場(chǎng)景預(yù)設(shè)和遠(yuǎn)程遙控等功能，還可以運(yùn)用亮度傳感器控制電動(dòng)窗簾或遮陽(yáng)板的開(kāi)關(guān)角度、燈光自動(dòng)調(diào)節(jié)亮度，以達(dá)到控制照度、節(jié)約能源的作用，并能在后期使用方便根據(jù)樓宇功能的變化對(duì)照明進(jìn)行修改和擴(kuò)展。

2.1 施耐德KNX/EIB智能照明控制系統(tǒng)

施耐德KNX/EIB系統(tǒng)是一種面向事件的、分散式的電氣控制總線(xiàn)系統(tǒng)，借鑒了計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的最先進(jìn)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)。在于2007年實(shí)施的中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/Z20965-2007中，KNX/EIB只能控制系統(tǒng)以國(guó)際KNX標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施，且該標(biāo)準(zhǔn)早已更新為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC14543-3[3]。KNX/EIB總線(xiàn)系統(tǒng)適用于辦公建筑、住宅建筑和樓宇建筑，能夠有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)樓宇內(nèi)各種水熱、照明以及通風(fēng)等系統(tǒng)的智能控制。

2.1.1 施耐德KNX/EIB的組成

施耐德KNX/EIB系統(tǒng)中的所有總線(xiàn)元件都有自己的智能體，所以不需要中央控制單元，因此KNX/EIB系統(tǒng)的組成極為方便，既可以用于小型的安裝也可用于大型項(xiàng)目。KNX/EIB總線(xiàn)元件從功能上可以分為三大類(lèi)：傳感器、執(zhí)行器、系統(tǒng)元件。隨著總線(xiàn)元件的不斷開(kāi)發(fā)，應(yīng)用KNX/EIB可以實(shí)現(xiàn)建筑中越來(lái)越多的物業(yè)管理合能源管理方面的新任務(wù)。

2.1.2 施耐德KNX/EIB的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

KNX/EIB系統(tǒng)以單元地址化為設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，由相應(yīng)的物理地址來(lái)賦予每個(gè)等級(jí)結(jié)構(gòu)和應(yīng)用控制器不同的功能部件，為達(dá)到控制目的需通過(guò)控制總線(xiàn)傳遞相應(yīng)的控制符。在物理地址中應(yīng)采用樹(shù)狀結(jié)構(gòu)（線(xiàn)一一域一一多個(gè)域）的方式拓展進(jìn)行，來(lái)實(shí)現(xiàn)目的。

2.2 上海航運(yùn)服務(wù)中心東地塊的智能燈光控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

2.2.1 敞開(kāi)式辦公區(qū)域照明控制系統(tǒng)

敞開(kāi)式辦公區(qū)的主要功能是為工作人員提供辦公場(chǎng)所，根據(jù)區(qū)域的功能以及集中控制系統(tǒng)的要求，該區(qū)域照明系統(tǒng)完成以下功能：每棟辦公樓5層?xùn)|、西、南、北處設(shè)有4個(gè)光線(xiàn)感應(yīng)器，辦公區(qū)域距窗5米的照明采用開(kāi)關(guān)模塊控制；該處照明可通過(guò)光線(xiàn)感應(yīng)器自動(dòng)調(diào)節(jié)日光燈的開(kāi)關(guān)。在滿(mǎn)足室內(nèi)光線(xiàn)情況下，燈光不再開(kāi)啟，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的；每個(gè)樓層配電箱附近放置8鍵智能控制面板，對(duì)樓層內(nèi)的燈光進(jìn)行分區(qū)域控制。采用時(shí)光照感應(yīng)控制的方式控制，既可本地控制，又可通過(guò)控制中心集中控制，并且充分考慮自然光的利用。

2.2.2 公共通道、電梯廳、衛(wèi)生間控制系統(tǒng)

這些場(chǎng)所屬于公共場(chǎng)所，上班和下班時(shí)間的人員情況不同。因此在上班時(shí)間采用燈光定時(shí)開(kāi)啟和關(guān)閉的策略；下班時(shí)間段通過(guò)人體感應(yīng)傳感器控制燈光開(kāi)關(guān)，以此來(lái)達(dá)到人來(lái)燈亮，人走燈滅的目的；公共區(qū)域內(nèi)的應(yīng)急燈光與消防聯(lián)動(dòng)，遇到意外發(fā)生消防報(bào)警時(shí)，能夠自動(dòng)控制該區(qū)域內(nèi)燈光實(shí)現(xiàn)強(qiáng)切和強(qiáng)點(diǎn)功能。

2.2.3 物業(yè)照明及控制系統(tǒng)

停車(chē)樓內(nèi)車(chē)道按行車(chē)方向布燈，車(chē)庫(kù)燈具按三種燈光控制模式進(jìn)行分組，依據(jù)物業(yè)停車(chē)管理的要求對(duì)照明控制區(qū)域進(jìn)行劃分，各個(gè)分區(qū)內(nèi)照明控制細(xì)分為4條均勻負(fù)荷的獨(dú)立支路。因此，可以對(duì)任何照明分區(qū)進(jìn)行4種狀態(tài)的控制：全關(guān)狀態(tài)，即關(guān)閉全部照明支路；1/4開(kāi)狀態(tài)，即開(kāi)啟1/4獨(dú)立照明支路而關(guān)閉其余3/4支路；1/2開(kāi)狀態(tài)，即開(kāi)啟一半獨(dú)立照明支路而關(guān)閉另一半支路；全開(kāi)狀態(tài)，即開(kāi)啟全部照明支路。

根據(jù)停車(chē)樓內(nèi)車(chē)位位置均勻布置燈具，劃分不同區(qū)域控制支路。白天人流量大的時(shí)間段，采定時(shí)開(kāi)啟全部燈光。晚上人流量少的時(shí)間段，定時(shí)關(guān)閉大部分燈光。該區(qū)域內(nèi)的應(yīng)急燈光與消防聯(lián)動(dòng)，遇到意外發(fā)生消防報(bào)警時(shí)，能夠自動(dòng)控制車(chē)庫(kù)區(qū)域內(nèi)燈光實(shí)現(xiàn)強(qiáng)切和強(qiáng)點(diǎn)功能。通過(guò)操控具有圖形化界面特點(diǎn)的軟件，管理人員可以方便地監(jiān)視和控制停車(chē)庫(kù)任意回路的燈光，在特殊情況下，人工控制燈具的開(kāi)啟和關(guān)閉。

2.2.4 商業(yè)區(qū)域智能控制系統(tǒng)

商業(yè)區(qū)域的智能控制，突出表現(xiàn)在建筑照明控制系統(tǒng)、樓梯通道等區(qū)域的照明控制系統(tǒng)。在商業(yè)區(qū)域的智能照明控制系統(tǒng)尤其要考慮到集中控制系統(tǒng)平臺(tái)控制、時(shí)間控制。在時(shí)間控制中主要分工作日燈光的分時(shí)控制，和節(jié)假日燈光的分時(shí)控制。管理人員還可以通過(guò)控制室內(nèi)的智能燈光操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)商業(yè)區(qū)域內(nèi)燈光的控制，并能及時(shí)了解該區(qū)域照明系統(tǒng)的工作狀態(tài)。

參考文獻(xiàn)

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