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
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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