淺談智能照明系統(tǒng)在智能建筑中應(yīng)用與產(chǎn)品選型

李明君

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801 

摘要：目前來說，科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展，并很大的改變了人們的生活。隨著智能化技術(shù)的出現(xiàn)，照明控制系統(tǒng)更加體現(xiàn)出智能化特點(diǎn)，可以充分利用人工和自動(dòng)化控制進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，使照明系統(tǒng)更能滿足人們的實(shí)際需要。與此同時(shí)，現(xiàn)代化照明系統(tǒng)不僅操作簡單，而且更加便于管理，有利于更好的節(jié)省人力、財(cái)力資源。本文針對智能照明系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀展開分析探討，并提出照明系統(tǒng)的未來發(fā)展趨勢。文章主要針對于智能照明系統(tǒng)在智能建筑中的應(yīng)用進(jìn)行簡要探討分析。 

關(guān)鍵詞：智能照明；智能建筑；應(yīng)用 

1 智能照明市場現(xiàn)狀概述 

      在市場發(fā)展初級階段，智能照明盡管具有較為廣闊的發(fā)展前景，但受限于當(dāng)前市場環(huán)境條件的特點(diǎn)，仍然沒有得到大面積的應(yīng)用和推廣。人們普遍缺乏對智能照明系列產(chǎn)品的消費(fèi)意識(shí)，廠家和買家也沒有加大宣傳，使智能照明市場仍然具有較大的發(fā)展空間。與此同時(shí)，智能照明對于國內(nèi)來說仍然顯得較為奢侈，照明產(chǎn)品價(jià)格昂貴，基層民眾難以負(fù)擔(dān)照明的基本費(fèi)用，因而智能照明產(chǎn)品難以真正實(shí)現(xiàn)大力推廣，智能照明市場在發(fā)展的過程中面臨較為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。對于國外而言，沒有將智能照明產(chǎn)品單獨(dú)進(jìn)行推廣，而僅僅將其視為智能化技術(shù)發(fā)展的一部分。對于國內(nèi)而言，在發(fā)展初步階段，盡管智能照明行業(yè)逐漸興起，瑞郎、海爾等各大企業(yè)都致力于智能化照明技術(shù)的開發(fā)，但是受限于人們的消費(fèi)觀念及國內(nèi)市場，難以拓展更為廣闊的產(chǎn)品銷售渠道，非常不利于照明市場的發(fā)展。然而，計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來，伴隨著通信技術(shù)等一系列先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，人們越來越注重?cái)?shù)字化家居的實(shí)現(xiàn)。智能化照明技術(shù)能夠切實(shí)促進(jìn)數(shù)字化家居的發(fā)展，因而近幾年智能照明市場逐漸有開始發(fā)展的趨勢。尤其是消費(fèi)者對于智能化家居的認(rèn)識(shí)逐漸加強(qiáng)，智能照明逐漸走向產(chǎn)業(yè)化發(fā)展道路。鑒于現(xiàn)階段的發(fā)展趨勢，智能照明技術(shù)在不久將進(jìn)一步得到應(yīng)用和推廣，并充分走入人們的日常生活。 

2 照明控制系統(tǒng)的選用原則 

     以車站為例，該建筑對照明控制要求較高，除了開關(guān)控制外，還需要具備調(diào)光控制，尤其是公共區(qū)域的照明控制尤為重要。要求在滿足車站正常運(yùn)營的情況下，同時(shí)兼顧舒適、科學(xué)管理和節(jié)能的目標(biāo)。該工程公共區(qū)域的燈具以金鹵燈為主，辦公區(qū)域的燈具以節(jié)能燈為主，景觀照明燈具以金鹵燈與LED燈具結(jié)合。工程中采用了施耐德C－Bus智能照明控制系統(tǒng)，將現(xiàn)代控制、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)應(yīng)用于對照明的控制和管理中，既滿足了功能的需求，又可以實(shí)現(xiàn)控制靈活和節(jié)約能源的目的，同時(shí)為旅客提供了一個(gè)舒適、人性化的環(huán)境，提高了服務(wù)和管理水平。 

3 智能照明控制方案 

     1）主站房售票廳和候車室內(nèi)的照明預(yù)先設(shè)定時(shí)間，自動(dòng)進(jìn)行照明回路的開和關(guān)。在靠近窗戶、自然采光比較好的場所，充分利用自然光照明；工作時(shí)，根據(jù)不同時(shí)段客流量的多少，開啟全部或大部分燈光；午夜后，根據(jù)保潔工作需要的時(shí)間來設(shè)置特定區(qū)域燈具的開閉。既滿足運(yùn)營需求，還可以節(jié)約能源，降低運(yùn)營費(fèi)用，同時(shí)也便于管理。 

     2）出站通道及出租車道的照明采取定時(shí)控制，高峰時(shí)全部開啟，非高峰時(shí)開啟部分回路，午夜保潔工作完畢只開啟少部分回路作為引導(dǎo)照明。 

     3）景觀照明根據(jù)日落日出采用時(shí)鐘控制。系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)度、緯度，自動(dòng)推算出當(dāng)天的日出、日落時(shí)間，根據(jù)這個(gè)時(shí)間來控制景觀照明的開和關(guān)。天色變暗時(shí)自動(dòng)開啟景觀照明，午夜后由定時(shí)器自動(dòng)將部分燈關(guān)閉；清晨日出前景觀照明全部開啟，天亮后燈光全部關(guān)閉。 

    4）所有應(yīng)急照明也包含在智能照明系統(tǒng)中，并與消防系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)。消防系統(tǒng)報(bào)警時(shí)，自動(dòng)打開應(yīng)急燈，應(yīng)急信號解除后，自動(dòng)恢復(fù)到應(yīng)急發(fā)生前的燈光場景。 

4 系統(tǒng)組成 

    1）智能照明控制系統(tǒng)基于總線結(jié)構(gòu)由主機(jī)、網(wǎng)絡(luò)線、繼電器等3部分組成。將繼電器安裝在照明配電箱的照明回路中，采用五類雙絞線連接各個(gè)模塊組成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)照明控制。每個(gè)模塊設(shè)置惟一的一個(gè)單元地址，然后輸入到控制主機(jī)，建立對應(yīng)的控制關(guān)系，通過輸出單元由繼電器控制各照明回路燈具。每個(gè)繼電器的運(yùn)行不依賴于其他繼電器，為**對等關(guān)系，既可以現(xiàn)場分散控制，又可采用集中控制。 

    2）在中央控制室設(shè)一臺(tái)智能照明中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)，通過計(jì)算機(jī)對系統(tǒng)進(jìn)行編程，在該計(jì)算機(jī)上用圖形模擬顯示照明設(shè)備平面布置圖，在圖上實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示各區(qū)域的照明設(shè)備使用狀況。在計(jì)算機(jī)界面上，不但可以監(jiān)控各受控區(qū)域的燈具狀態(tài)，還能進(jìn)行開啟和關(guān)閉動(dòng)作。操作人員可通過界面監(jiān)視整個(gè)智能照明系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)需要用鼠標(biāo)點(diǎn)擊圖形進(jìn)行控制。 

   3）系統(tǒng)采用專用的編程軟件，操作人員可對系統(tǒng)進(jìn)行程序修改或編程。這對今后可能發(fā)生的系統(tǒng)改變有很強(qiáng)的適應(yīng)性，對于小規(guī)模的照明系統(tǒng)改造，只需修改編程即可實(shí)現(xiàn)。 

  4）智能照明控制系統(tǒng)與BAS系統(tǒng)連接，可以在BAS控制面板中監(jiān)控照明系統(tǒng)的狀態(tài)。 

  5）系統(tǒng)通過PC接頭模塊與計(jì)算機(jī)連接。 

5 施工要點(diǎn) 

   1）控制總線采用五類屏蔽雙絞線UTP5，分回路設(shè)置，依次從一個(gè)輸出單元接至下一個(gè)單元，首尾連接，直至最末的一個(gè)輸出單元，每個(gè)回路控制總線長度≯1000m。 

   2）配電箱內(nèi)的繼電器由配電箱廠家安裝，繼電器輸出至燈具的電線與控制總線是分開的，不能敷設(shè)在同一個(gè)電纜橋架內(nèi)，且保持一定的安全距離，以避免強(qiáng)電系統(tǒng)的干擾。 

   3）在強(qiáng)電配電箱訂貨前，與智能照明控制相關(guān)人員核對圖紙，確保各控制元器件齊全。 

6 效益分析 

    1）由于系統(tǒng)僅在輸出單元與負(fù)載之間使用負(fù)載線纜連接，與傳統(tǒng)的控制方法相比節(jié)省了大量以前要接到開關(guān)的線纜，也縮短了安裝施工時(shí)間，節(jié)省了人工費(fèi)用。

   2）通過電腦控制軟件對整個(gè)照明系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和中央監(jiān)控，可以隨時(shí)方便地根據(jù)實(shí)際需要修改控制關(guān)系，只需在軟件中進(jìn)行修改，而無須重新敷設(shè)線纜。 

   3）根據(jù)不同日期、不同時(shí)間段，按照各個(gè)功能區(qū)域的運(yùn)行情況預(yù)先進(jìn)行設(shè)置，不需要照明時(shí)可以將燈關(guān)掉，以減少長明燈，很大限度地節(jié)約能源。同時(shí)整個(gè)照明系統(tǒng)工作在全自動(dòng)狀態(tài)，減少了管理人員的投入，降低了運(yùn)行管理費(fèi)用。 

7、安科瑞智能照明控制系統(tǒng)

7.1 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。

7.2 應(yīng)用場所

    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)目的照明控制需求。

7.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

7.4系統(tǒng)功能

    1）實(shí)時(shí)檢測并顯示各個(gè)模塊的在線狀態(tài)，反饋現(xiàn)場受控回路的開關(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電網(wǎng)的沖擊，延長燈具與控制裝置的壽命。

  5）對每個(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，可以對單個(gè)照明回路實(shí)現(xiàn)調(diào)光控制，調(diào)光總控可以對一個(gè)模塊的照明回路實(shí)現(xiàn)調(diào)光控制，也可以對多個(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)場開關(guān)的狀態(tài)。

  7）點(diǎn)擊場景控件，打開或者關(guān)閉對應(yīng)場景設(shè)置，軟件界面上顯示不同的場景模式和場景功能，通過圖標(biāo)的亮滅顯示對應(yīng)的場景狀態(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。

7.5 設(shè)備選型

8 結(jié)束語 

     總而言之，現(xiàn)在，智能照明控制系統(tǒng)在應(yīng)用范圍方面非常廣，在建筑領(lǐng)域中，無論是在室內(nèi)還是在室外都能夠進(jìn)行應(yīng)用。智能照明控制系統(tǒng)可以在辦公樓中進(jìn)行使用，也可以在娛樂場所中進(jìn)行應(yīng)用。智能照明系統(tǒng)在進(jìn)行應(yīng)用的時(shí)候表現(xiàn)出來了很多的優(yōu)點(diǎn)，這樣也能更好的滿足用戶的不同需求，同時(shí)也能更好的促進(jìn)智能建筑得到更好的發(fā)展。 

參考文獻(xiàn): 

[1]董銳.智能照明控制系統(tǒng)在辦公建筑中的應(yīng)用[J].山西建筑,2010,12:177-178. 

[2]王堯.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能建筑公共安全系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D].長安大學(xué),2013. 

[3]婁巖.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用研究[D].電子科技大學(xué),2014. 

[4]陳乾.智能照明控制系統(tǒng)在工業(yè)建筑中的應(yīng)用[J].智能建筑電氣技術(shù),2014,02:42-45.

[5]王慧. "智能照明系統(tǒng)在智能建筑中的應(yīng)用." 城市建設(shè)理論研究:電子版 15(2016).

[6] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊.2022.06版

作者簡介： 

李明君，男，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向?yàn)橹悄苷彰骺刂葡到y(tǒng)領(lǐng)域，