安科瑞 繆凱倫

摘要：隨著科(ke)技的(de)發展(zhan)和人(ren)民生活(huo)水(shui)平的(de)提(ti)高(gao)，人(ren)們(men)對建(jian)筑照(zhao)明(ming)(ming)系統提(ti)出了新的(de)要求(qiu)，在(zai)滿足基本照(zhao)明(ming)(ming)需求(qiu)上，還要求(qiu)控制智能(neng)化、操作簡單化、節能(neng)化，智能(neng)照(zhao)明(ming)(ming)由此(ci)應運而生。文(wen)章(zhang)對智能(neng)建(jian)筑中智能(neng)照(zhao)明(ming)(ming)控制系統的(de)設計進行分析。

關鍵詞：智能(neng)建筑(zhu)；智能(neng)照明控制(zhi)系統；照明節(jie)能(neng)

0. 引(yin)言

智(zhi)能照(zhao)(zhao)明(ming)(ming)系(xi)統因為具有(you)靈(ling)活的、科學(xue)的照(zhao)(zhao)明(ming)(ming)效果，不僅可(ke)以改善照(zhao)(zhao)明(ming)(ming)環境(jing)，還可(ke)有(you)效提(ti)高照(zhao)(zhao)明(ming)(ming)系(xi)統的工作效率，同(tong)時也具有(you)較好(hao)的節能作用(yong)，在現代智(zhi)能建筑中得到了(le)廣泛的應用(yong)。

1. 智能(neng)照明控制系統

智能照明控(kong)(kong)(kong)制系(xi)統(tong)是利(li)用計算機網絡通訊技術，將所有功能單元通過信(xin)號總線連接成(cheng)一個總線型式或(huo)局域網型式的智能控(kong)(kong)(kong)制系(xi)統(tong)網絡，滿足特定區域不同控(kong)(kong)(kong)制需求(qiu)的照明控(kong)(kong)(kong)制系(xi)統(tong)。智能照明控(kong)(kong)(kong)制系(xi)統(tong)可以實現多種(zhong)照明效(xiao)果(guo)，并有良(liang)(liang)好(hao)的節能效(xiao)果(guo)，可以創(chuang)造良(liang)(liang)好(hao)的工作環境(jing)，提高工作效(xiao)率。

2. 智能(neng)照明控制(zhi)系統的優勢(shi)

相比之(zhi)下(xia)，智能(neng)照明控制(zhi)系(xi)統(tong)使照明調光(guang)、場(chang)景控制(zhi)、用(yong)電負荷控制(zhi)、通風供熱系(xi)統(tong)等調控實現智能(neng)化(hua)，并(bing)成為了一個完整(zheng)的總(zong)線(xian)系(xi)統(tong)。該系(xi)統(tong)依據(ju)外(wai)部環境(jing)的變化(hua)，自動調節(jie)總(zong)線(xian)中設備(bei)的狀態，達(da)到節(jie)能(neng)、個性化(hua)的效果。不僅建(jian)筑的初(chu)始電氣安裝非(fei)常容易(yi)實現，而且(qie)以(yi)后也可以(yi)很容易(yi)修(xiu)(xiu)改(gai)(gai)和(he)(he)擴展。當房間布局和(he)(he)使用(yong)需求(qiu)改(gai)(gai)變時，系(xi)統(tong)不需要重(zhong)新布線(xian)，只要簡(jian)單修(xiu)(xiu)改(gai)(gai)總(zong)線(xian)設備(bei)的參數(shu)和(he)(he)邏輯連接就行。這種修(xiu)(xiu)改(gai)(gai)可在1臺PC機上運行，而這臺PC機又連接在系統總線上，運行工具軟件進行設備的編程和調試。這樣簡單的操作不僅縮短了工程的改造時間，而且也明顯降低了因空置建筑使用區所造成的損失。

3. 系統的結構和組成

一(yi)般智能(neng)照明(ming)控(kong)制系統(tong)都為數字式(shi)照明(ming)管(guan)理系統(tong)，它(ta)由系統(tong)單(dan)元(yuan)(yuan)，輸入單(dan)元(yuan)(yuan)和輸出(chu)單(dan)元(yuan)(yuan)三部分組成。除(chu)電源設(she)備外，每一(yi)單(dan)元(yuan)(yuan)設(she)置的單(dan)元(yuan)(yuan)地址，并用軟(ruan)件設(she)定其(qi)功能(neng)。通(tong)過輸出(chu)單(dan)元(yuan)(yuan)來控(kong)制各負載回路，各種形式(shi)的單(dan)元(yuan)(yuan)簡述如下：

3.1 系統單元

用(yong)于提供工(gong)作電源(yuan)，源(yuan)系統(tong)時(shi)鐘及各種系統(tong)的接口，包括系統(tong)電源(yuan)、各種接口（PC、以太網、電話等），網絡橋。主系統對各區域實施相同的控制和信號采樣的網絡；子系統則對各分區實施不同具體控制的網絡。主系統和子系統之間通過信息等元件連接，實現數據傳輸。

3.2 輸入單元

用于將外部(bu)控制信(xin)號變換成網絡上傳輸的(de)信(xin)號；如可(ke)編(bian)程的(de)多(duo)功能（開/關、調光、定時、軟啟動/軟關斷等）輸入開關、紅外線接收開關及紅外線遙控器（實現燈光調光或開/關功能）。各種型式及多功能的控制板，（如有的提供LCD頁面顯示和控制方式，并以圖形、文字、圖片來做軟按鍵，可進行多點控制、時序控制、存儲多種亮模式等），各種功能傳感器（如紅外線傳感器可感知人的活動以控制燈具或其他負載的開關，亮度傳感器），通過對周圍環境的亮度的檢測，調整光源的亮度，使周圍環境保持適宜的照度，以達到有效利用自然光，節約電能。  

3.3 輸出單元

智能(neng)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)系(xi)統的(de)(de)輸出(chu)單(dan)元(yuan)是用(yong)于接受(shou)來自網(wang)絡傳輸的(de)(de)信(xin)號，控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)相應回路的(de)(de)輸出(chu)以(yi)實現實時控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)。輸出(chu)單(dan)元(yuan)有(you)各種(zhong)型式的(de)(de)繼(ji)電(dian)(dian)器。調(diao)(diao)光器（以(yi)負(fu)載(zai)電(dian)(dian)流為調(diao)(diao)節對象，除(chu)調(diao)(diao)光功能(neng)外，還(huan)可(ke)(ke)(ke)用(yong)作(zuo)燈(deng)(deng)具的(de)(de)軟(ruan)啟動，軟(ruan)關(guan)閉）模擬量輸出(chu)單(dan)元(yuan)，照(zhao)明燈(deng)(deng)具調(diao)(diao)光接口，紅外輸出(chu)模塊等。系(xi)統一般采用(yong)集中控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)和(he)管(guan)理、分散執(zhi)行的(de)(de)方式，亦即配置(zhi)監控(kong)終端和(he)智能(neng)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)照(zhao)明柜，前者有(you)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)計(ji)算機、主通(tong)信(xin)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)器等設(she)備，用(yong)于對整個系(xi)統進(jin)行控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)和(he)管(guan)理工作(zuo)，通(tong)過網(wang)絡將控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)命令與各智能(neng)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)柜的(de)(de)可(ke)(ke)(ke)編程(cheng)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)器進(jin)行通(tong)信(xin)聯絡，同時接收來自智能(neng)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)柜內可(ke)(ke)(ke)編程(cheng)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)器的(de)(de)有(you)關(guan)自動及手動工作(zuo)狀態、燈(deng)(deng)具開/關狀態等，并在異常情況下采取處理措施。

4. 智能照明控制系統(tong)的設計

4.1 智(zhi)能照明控(kong)制系統的(de)拓撲結構

智(zhi)能建筑(zhu)中(zhong)照明控(kong)制(zhi)系(xi)統(tong)(tong)的拓撲結(jie)構主(zhu)要有兩種，即(ji)集(ji)中(zhong)控(kong)制(zhi)和分布式控(kong)制(zhi)。集(ji)中(zhong)式控(kong)制(zhi)系(xi)統(tong)(tong)中(zhong)對照明系(xi)統(tong)(tong)的檢測與控(kong)制(zhi)是(shi)由(you)一(yi)個(ge)總控(kong)制(zhi)器(qi)來(lai)完成的，這個(ge)總控(kong)制(zhi)器(qi)負責每個(ge)照明點(dian)的信息處理及控(kong)制(zhi)。如果總控(kong)制(zhi)器(qi)出現任(ren)何故障或問題，那(nei)就會(hui)影響(xiang)到整個(ge)照明系(xi)統(tong)(tong)。

4.2 智能(neng)照明控制(zhi)器的設計

在智(zhi)(zhi)能(neng)照明控(kong)制(zhi)系統(tong)中，智(zhi)(zhi)能(neng)控(kong)制(zhi)器能(neng)夠對(dui)燈光系統(tong)的電壓、電流、頻率等進行(xing)控(kong)制(zhi)，對(dui)燈光的高度(du)、位(wei)置(zhi)、角度(du)、顏色進行(xing)調(diao)整，從而達到理想照明效(xiao)果。通(tong)(tong)常智(zhi)(zhi)能(neng)控(kong)制(zhi)器分為通(tong)(tong)用(yong)型智(zhi)(zhi)能(neng)控(kong)制(zhi)器和專(zhuan)用(yong)型智(zhi)(zhi)能(neng)控(kong)制(zhi)器兩種，通(tong)(tong)常型智(zhi)(zhi)能(neng)控(kong)制(zhi)器大(da)多采(cai)用(yong)PLC/DDC來作為控制器。當對燈光有控制要求時，需要對I/O信號與模塊間的匹配問題進行考慮。目前市場上已經出現可用來為照明I/O模塊及其配套的檢測裝置；專用型智能控制器，是專門應用于照明系統的一種帶有微處理器的智能控制器，其拓撲結構為總線型或以星結構為主的混合型。這種專用型智能控制器能夠滿足照明設計的任何要求。  

4.3 控制方(fang)式(shi)的設計

智能照明(ming)控(kong)(kong)制(zhi)系統的控(kong)(kong)制(zhi)方式可(ke)選擇分(fen)區控(kong)(kong)制(zhi)、分(fen)組控(kong)(kong)制(zhi)、分(fen)類控(kong)(kong)制(zhi)、軟啟(qi)/停技術等。分區控制是將一個智能   照明控制區域劃分為若干個獨立的子區域，這樣即可對每個子區域進行獨立控制，又可對整個照明區域進行聯合控制；分組控制是根據設計要求，將一個區域劃分為若干個小組，每個組又包含了若干個照明回路。對整個區域的控制可通過對組的控制來實現；分類控制是指對控制對象進行分類控制，既將相同性質的控制對象放在一個控制系統里；軟啟/停技術是采用漸變的方式來點燃或關閉燈具，這樣可有效減輕燈光對人眼的刺激，同時也減少了通斷電瞬間沖擊電流對燈具的損害。  

4.4 控制系統的(de)設(she)計步驟

對照(zhao)明(ming)控(kong)制(zhi)系統進行(xing)設計時，產生需要編制(zhi)出詳細的照(zhao)明(ming)回(hui)路負(fu)載清(qing)單，這一(yi)過(guo)程中需要注意，每條照(zhao)明(ming)回(hui)路的供電模式、燈具、類(lei)型以(yi)及控(kong)制(zhi)方式等都應該一(yi)致(zhi)，這樣可方便控(kong)制(zhi)模塊(kuai)的選配。每條照(zhao)明(ming)回(hui)路的負(fu)功(gong)率都需要在控(kong)制(zhi)模塊(kuai)的額定負(fu)載容(rong)量范圍(wei)內(nei)。

5.安(an)科瑞(rui)為智能建筑(zhu)中智能照明控制(zhi)系(xi)統提(ti)供方案

5.1安(an)科瑞智能照(zhao)明(ming)監控(kong)系統(tong)采用分層分布式結構，即(ji)站控(kong)層，通(tong)訊層與間隔(ge)層； 如圖（1）所示：

圖(tu)（1）網絡拓撲圖

間隔(ge)設備(bei)層主(zhu)要為：開(kai)關驅動器，這(zhe)些裝置分別對應(ying)相應(ying)的一(yi)次設備(bei)安裝在電氣柜(ju)內，這(zhe)些裝置均通過現場KNX總線組網通訊，實現數據現場采集。

網(wang)絡通(tong)訊層主(zhu)要(yao)為：智能(neng)照(zhao)明網(wang)關，其(qi)主(zhu)要(yao)功能(neng)為把分散在現(xian)(xian)場采(cai)集裝置集中控制(zhi)，同時(shi)遠傳至站(zhan)控層，完成現(xian)(xian)場層和站(zhan)控層之(zhi)間的數據交互。

站控管理(li)層：設有高(gao)性能工業(ye)計算機、顯示器、UPS電源、打印機等設備。監控系統安裝在計算機上，集中采集顯示現場設備運行狀況，以人機交互的形式顯示給用戶。 以上開關模塊均采用KNX總線傳輸，一般都采用4根連線，接線簡單方便，傳輸距離可達1.2km。

5.2安科瑞智能照明(ming)系統組(zu)成

1. 定時控(kong)制(zhi)

通(tong)過時鐘管(guan)理器，實現整個系統的有關區域照(zhao)明的定(ding)(ding)時和自動(dong)管(guan)理功能，實現公(gong)共通(tong)道、景觀(guan)照(zhao)明、泛光(guang)照(zhao)明、車庫照(zhao)明定(ding)(ding)時控(kong)制。如百(bai)葉窗定(ding)(ding)時升降、集中供熱定(ding)(ding)時調(diao)節(jie)、節(jie)假日照(zhao)明定(ding)(ding)時關閉、定(ding)(ding)時通(tong)知等。

2. 場景(jing)控制

智能照明控制(zhi)系統根據(ju)各個部門(men)的需求(qiu)，設定不同種(zhong)類的場景模(mo)式，進行各種(zhong)照明燈光的組合，達到美化工作環境的效果；結合人體(ti)感應傳感器，當人員離開(kai)時，關閉所有該(gai)會議室照明。

3. 實時(shi)監控

控(kong)制(zhi)室，配置(zhi)一臺中控(kong)主機，所有(you)照明控(kong)制(zhi)設(she)備，通過(guo)KNX網關，接入監控系統，操作管理人員，可以通過中控電腦，實時監視總線、區域、樓層、樓棟等照明狀態，并可根據需求進行控制調整。系統繪圖工具支持向量圖和多層頁面，圖形頁面縮放方便，切換簡單，支持DXF、WMF、BMP、JPG、ICON等圖形對象的嵌入、支持二維、三維圖元的繪制，增加可視化的空間效果。

4. 報(bao)警處理(li)

系統提(ti)供了警(jing)報處理(li)能力，用戶(hu)可(ke)采用編程(cheng)來完成(cheng)不(bu)同的任(ren)務(wu)，當某種警(jing)報條件出現時應做什么(me)，可(ke)由用戶(hu)自(zi)行確定。

5.事件(jian)(jian)通(tong)報(bao) 系統提(ti)供了事件(jian)(jian)通(tong)報(bao)功能(neng)，支持郵件(jian)(jian)通(tong)報(bao)、文本輸出(chu)以及事件(jian)(jian)驅動打(da)印，可按照(zhao)用戶(hu)預先設置的條件(jian)(jian)，觸發事件(jian)(jian)通(tong)報(bao)功能(neng)。

5.3設備(bei)選(xuan)型

6.結束語

隨著(zhu)微(wei)電子技術與(yu)數字化技術的(de)發展(zhan)，開發出了智(zhi)能化水平更高(gao)的(de)專業照(zhao)明控制(zhi)的(de)獨立系統(tong)，從(cong)而能節約能源、延長燈(deng)具(ju)壽命、提高(gao)照(zhao)明質(zhi)量(liang)。根據使用(yong)單位的(de)經驗(yan)，不僅在照(zhao)明管(guan)理(li)與(yu)設備維(wei)修的(de)簡單及降低費用(yong)外(wai)，還對環境改(gai)善(shan)、提高(gao)工作(zuo)效(xiao)率都有(you)著(zhu)顯著(zhu)的(de)效(xiao)果。

參考文獻：

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