分析智能照明控制系統在大型商業(yè)綜合體的應用

【摘要】隨著(zhù)科技的飛速發(fā)展和社會(huì )的不斷進(jìn)步，人們對照明的要求也越來(lái)越高。在提供基本光照之外，可靠性、多樣性、適用性被越來(lái)越多的考慮。本文通過(guò)分析智能照明系統的發(fā)展，同時(shí)結合某具體項目介紹了智能照明系統在商業(yè)綜合體的應用，為智能照明系統在商業(yè)應用提供借鑒。

【關(guān)鍵字】：智能照明；商業(yè)綜合體；BAS

1概述

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

計算機和網(wǎng)絡(luò )通信時(shí)代，發(fā)展至今天的智慧照明時(shí)代。智能照明控制系統的核心技術(shù)是集散控制技術(shù)，基于現場(chǎng)控制總線(xiàn)的智能照明控制系統已經(jīng)在照明工程中廣泛應用。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，靈活的實(shí)現場(chǎng)景控制、調光控制、光照度控制等，*大限度的實(shí)現節能。

2智能照明系統在智慧建筑中的實(shí)現

筆者設計的某商業(yè)廣場(chǎng)，是一個(gè)大型商業(yè)綜合體，集購物、餐飲、休閑、娛樂(lè )功能為一體。為了便于管理，*大限度的實(shí)現節能，整個(gè)商業(yè)廣場(chǎng)的照明采用智能照明系統建設。

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

2.1系統的功能及特點(diǎn)

本項目的智能照明解決方案體現在以下幾方面：

2.1.1便捷的控制方式

系統具備自動(dòng)、手動(dòng)、BAS控制方式，并且能在三種控制模式中自由切換。系統處于自動(dòng)運行模式時(shí)，按預設的場(chǎng)景自動(dòng)控制系統中各邏輯回路的開(kāi)關(guān)。系統處于手動(dòng)運行模式時(shí)，可在智能照明子系統下發(fā)指令進(jìn)行各個(gè)回路的控制。系統處于BAS運行模式時(shí)，可在BAS系統下發(fā)指令進(jìn)行各個(gè)回路的控制。

2.1.2細致的回路編組

回路細化分成應急照明、基礎照明、工作照明、泛光照明、裝飾照明、導向標識、廣告燈箱等，并按回路類(lèi)型編組。在回路編組的基礎上，可以組合出豐富的場(chǎng)景模式。

2.1.3豐富的場(chǎng)景模式

系統支持預設多種場(chǎng)景模式，在回路編組的基礎上，通過(guò)不同的回路組合，形成豐富多樣的場(chǎng)景模式。

本工程的運營(yíng)模式主要有：平時(shí)晴天、平時(shí)陰雨天、節假日晴天、節假日陰雨天。每種運營(yíng)模式又分為多個(gè)場(chǎng)景：業(yè)前準備、白天營(yíng)業(yè)、夜晚營(yíng)業(yè)、安保。每種場(chǎng)景根據預設的時(shí)間自動(dòng)切換。

每種模式下，各場(chǎng)景的預設時(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完善的監測報警功能

支持回路開(kāi)關(guān)狀態(tài)、控制模塊在線(xiàn)狀態(tài)、網(wǎng)關(guān)模塊在線(xiàn)狀態(tài)等實(shí)時(shí)監測。

支持離線(xiàn)告警；支持狀態(tài)反饋。

支持歷史數據、告警、操作記錄的存儲。

2.1.5直觀(guān)的圖形化界面

控制系統圖形界面模擬現場(chǎng)布置制作，直觀(guān)的顯示燈具所在的位置、狀態(tài)，所見(jiàn)即所得。運維管理人員可以很便捷的操作燈具和回路的開(kāi)關(guān)。

2.2智能照明系統與BAS系統的對接

智能樓宇集成是實(shí)現建筑的“智能化工程"的手段。智能照明系統在商業(yè)綜合體的運營(yíng)中，可以作為獨立的子系統運行，實(shí)現智能照明系統管理的一切功能。也可以作為一個(gè)子系統，接入BAS系統。與BAS系統集成后，具備如下特點(diǎn)：

（1）系統集成可以實(shí)現多系統聯(lián)動(dòng)功能。

（2）系統集成能實(shí)現測控管一體化的功能。

（3）系統集成能實(shí)現集中管理，提高效率。

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

系統集成的關(guān)鍵在于解決系統之間的關(guān)聯(lián)性和互操作性的問(wèn)題，是多廠(chǎng)商、多協(xié)議和面向各種應用的體系結構。

2.2.1通信的集成技術(shù)標準化

通信的集成是BAS的基礎，通信集成所面臨的主要問(wèn)題是各類(lèi)設備、子系統之間的接口、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(lèi)通信控制器、網(wǎng)關(guān)等實(shí)現互通。解決該問(wèn)題的根本方案在于設計階段制定通信網(wǎng)絡(luò )所遵循的標準。如Lonworks、BACnet、TCP/IP等。

2.2.2控制的集成技術(shù)標準化

目前BAS還不能實(shí)現將所有的系統集成成一個(gè)大系統。一是各子系統的功能都有自己需求和特征，全部集成會(huì )使得BAS系統無(wú)比臃腫，難以管理。二是沒(méi)有一個(gè)品牌的廠(chǎng)商能包含所有的產(chǎn)品。

目前的工程現狀是，系統由分散的各子系統構成，各子系統可能采用不同廠(chǎng)家的設備和解決方案?？刂频募删褪且鉀Q子系統之間的互通和聯(lián)動(dòng)，構建一個(gè)實(shí)時(shí)監控系統?；谶@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(guò)程控制的OLE）標準。

3智能照明系統設計中的關(guān)鍵點(diǎn)

3.1確定系統架構

在系統設計之初，要根據用戶(hù)需求，針對建筑物的特點(diǎn)，來(lái)設計規劃系統的架構。同時(shí)考慮是否與BAS對接以及與其他系統聯(lián)動(dòng)的可行性。

如：商場(chǎng)內的照明控制，由于豎向配電間往往上下對應，照明箱在豎井內上下分布，就可以選擇總線(xiàn)型的拓撲結構，在豎井內的全部回路可以通過(guò)一條總線(xiàn)通信。而地下室車(chē)庫的配電間分散在平面中，采用星型拓撲結構有利于節約線(xiàn)路，方便施工。

3.2在功能與經(jīng)濟性中合理平衡

智能照明系統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，會(huì )導致系統的可用性差且故障率高，并且增加后期維護成本。而一味的強調功能全面、強大，必然增加系統建設的投入，也會(huì )增加系統的復雜程度，提高了風(fēng)險故障率。

設計階段一定要根據項目的特點(diǎn)，選擇合適的系統、功能，避免重復投資。

3.3合理配置末端設備

應根據末端回路的數量、點(diǎn)位的數量等，合理配置系統末端設備。

（1）控制總線(xiàn)長(cháng)度和總線(xiàn)回路的帶載設備數量?？紤]到現場(chǎng)因素、線(xiàn)材質(zhì)量、施工工藝等影響，總線(xiàn)長(cháng)度和帶載設備數量應控制在上限值的70%以?xún)取?/span>

（2）合理選擇回路控制模塊的回路數和數量。同時(shí)，還需要預留一定量的冗余，來(lái)滿(mǎn)足一定的擴容及后備需求。

（3）根據回路負載大小和類(lèi)型來(lái)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(guò)照明回路的計算電流選取控制模塊的額定電流。

當計算電流超過(guò)16A時(shí)，回路開(kāi)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。

而金鹵燈的啟動(dòng)電流較大，即使計算電流在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(kāi)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。

（4）配置適當的控制方式。

商業(yè)綜合體智能照明系統控制的方式主要有：

中控室BAS控制、中控室照明子系統平臺控制、現場(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APP控制、繼電器模塊應急開(kāi)關(guān)等。

基于商業(yè)綜合體的現狀，系統建設一般選擇中控室BAS控制、中控室照明子系統平臺控制、現場(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

4.1概述

ALIBUS智能照明產(chǎn)品采用RS485總線(xiàn)技術(shù)，技術(shù)成熟可靠，安全穩定。開(kāi)關(guān)驅動(dòng)器具備獨立工作的能力，適用于一些中小型的項目；模塊化設計，可以任意拼接擴展，同時(shí)預留I/O口以及Modbus接口，還可以滿(mǎn)足與AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)管理云平臺進(jìn)行數據交換。

4.2應用場(chǎng)所

適合于各類(lèi)智能小區、醫院、學(xué)校、酒店，以及體育場(chǎng)所、機場(chǎng)、隧道、車(chē)站等大型公建項目的照明控制需求。

4.3系統結構

4.4系統功能

1）實(shí)時(shí)檢測并顯示各個(gè)模塊的在線(xiàn)狀態(tài)，反饋現場(chǎng)受控回路的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，監控界面按照樓層各分區的布局和回路列表來(lái)瀏覽。

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

3）可以對單個(gè)照明回路實(shí)現開(kāi)關(guān)控制；每個(gè)模塊、樓層都有相應的模塊控制開(kāi)關(guān)和樓層控制開(kāi)關(guān)，也可以一個(gè)模塊或者整個(gè)樓層實(shí)現開(kāi)關(guān)控制。

4）開(kāi)關(guān)驅動(dòng)器支持過(guò)零觸發(fā)功能，負載（燈具）的分合操作僅在交流電過(guò)零時(shí)進(jìn)行；可有效減少電磁干擾以及對電網(wǎng)的沖擊，延長(cháng)燈具與控制裝置的壽命。

5）對每個(gè)照明回路可以預設掉電狀態(tài)，當照明電源掉電時(shí)，開(kāi)關(guān)驅動(dòng)器會(huì )自動(dòng)切換到預設的掉電狀態(tài)；確保重新上電時(shí)燈具的開(kāi)關(guān)狀態(tài)是確定與可控的。

6）拖動(dòng)調光控件，照明設備從0%到100%進(jìn)行調光，可以對單個(gè)照明回路實(shí)現調光控制，調光總控可以對一個(gè)模塊的照明回路實(shí)現調光控制，也可以對多個(gè)照明回路實(shí)現調光控制，通過(guò)圖標的亮滅狀態(tài)反饋現場(chǎng)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)。

7）點(diǎn)擊場(chǎng)景控件，打開(kāi)或者關(guān)閉對應場(chǎng)景設置，軟件界面上顯示不同的場(chǎng)景模式和場(chǎng)景功能，通過(guò)圖標的亮滅顯示對應的場(chǎng)景狀態(tài)是打開(kāi)還是關(guān)閉。

8）設置定時(shí)時(shí)間，確認時(shí)間點(diǎn)后，對該事件點(diǎn)執行的動(dòng)作進(jìn)行設置，設置燈在設定的時(shí)間點(diǎn)亮或者滅。

9）系統可以通過(guò)預設的當地經(jīng)緯度信息，自動(dòng)計算每天的日升日落時(shí)間；根據天文時(shí)鐘控制照明開(kāi)關(guān)，實(shí)現日落開(kāi)燈、日出關(guān)燈的功能。

10）所有定時(shí)控制計劃均可下發(fā)保存至驅動(dòng)模塊；當上位機系統故障或模塊離線(xiàn)時(shí)，驅動(dòng)模塊可以利用自帶的RTC時(shí)鐘維持定時(shí)控制計劃的正常執行，不影響日常的照明控制效果。

11）系統結構是分布式總線(xiàn)結構；系統內各元件不依賴(lài)于其他元件而能夠獨立工作；系統內各元件可以通過(guò)程序的設定實(shí)現功能的多樣性。

12）預留BA或第三方集成平臺接口，采用modbus、opc等方式。

4.5設備選型

5結束語(yǔ)

本文通過(guò)介紹某商業(yè)綜合體中的智能照明系統設計，簡(jiǎn)要分析了智能照明系統技術(shù)架構、設計要點(diǎn)，同時(shí)闡述了系統集成的關(guān)鍵節點(diǎn)，通過(guò)筆者的經(jīng)驗，為商業(yè)綜合體的智能照明設計提供一種思路參考。

智能照明系統有著(zhù)光明的前景，隨著(zhù)計算機技術(shù)和新興技術(shù)的不斷發(fā)展，智能照明系統將會(huì )得到更為廣泛的應用。

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