EIB智能照明控制系統(tǒng)
一、前言
照明控制系統(tǒng)傳統(tǒng)是以照明配電箱通過手動開關來控制照明燈具的通斷，或通過回路中串入接觸器，實現(xiàn)遠距離控制。而今出現(xiàn)的建筑物自控(BA)系統(tǒng)，是以電氣觸點來實現(xiàn)區(qū)域控制、定時通斷、中央監(jiān)控等功能。由于照明控制系統(tǒng)在BA系統(tǒng)中并非獨立，同時控制功能簡單，因此使用上有一定的局限性。故當BA系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，照明系統(tǒng)亦受到影響。隨著微電子技術與數(shù)字化技術的發(fā)展，開發(fā)出了智能化水平更高的專業(yè)照明控制的獨立系統(tǒng)，從而能節(jié)約能源、延長燈具壽命、提高照明質(zhì)量。根據(jù)使用單位的經(jīng)驗，不僅在照明管理與設備維修的簡單及降低費用外，還對環(huán)境改善、提高工作效率都有著顯著的效果。
二、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和組成
智能照明控制系統(tǒng)按網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)，大致有以下兩種型式，總線式和以星形結(jié)構(gòu)為主的混合式。它們各有特色，前者靈活性較強，易于擴展，控制相對獨立，成本較低。后者可靠性較高，故障診斷和排除簡單，存取協(xié)議簡單，傳輸速度較高。
一般智能照明控制系統(tǒng)都為數(shù)字式照明管理系統(tǒng)，它由系統(tǒng)單元，輸入單元和輸出單元三部分組成。除電源設備外，每一單元設置唯一的單元地址，并用軟件設定其功能。通過輸出單元來控制各負載回路，各種形式的單元簡述如下：
1，系統(tǒng)單元：用于提供工作電源，源系統(tǒng)時鐘及各種系統(tǒng)的接口，包括系統(tǒng)電源、各種接口（PC、以太網(wǎng)、電話等），網(wǎng)絡橋。主系統(tǒng)對各區(qū)域?qū)嵤┫嗤目刂坪托盘柌蓸拥木W(wǎng)絡；子系統(tǒng)則對各分區(qū)實施不同具體控制的網(wǎng)絡。主系統(tǒng)和子系統(tǒng)之間通過信息等元件連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。
2，輸入單元：用于將外部控制信號變換成網(wǎng)絡上傳輸?shù)男盘?；如可編程的多功能（開/關、調(diào)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(xiàn)燈光調(diào)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(huán)境的亮度的檢測，調(diào)整光源的亮度，使周圍環(huán)境保持適宜的照度，以達到有效利用自然光，節(jié)約電能。
3，輸出單元：智能控制系統(tǒng)的輸出單元是用于接受來自網(wǎng)絡傳輸?shù)男盘?，控制相應回路的輸出以實現(xiàn)實時控制。輸出單元有各種型式的繼電器。調(diào)光器（以負載電流為調(diào)節(jié)對象，除調(diào)光功能外，還可用作燈具的軟啟動，軟關閉）模擬量輸出單元，照明燈具調(diào)光接口，紅外輸出模塊等。
系統(tǒng)一般采用集中控制和管理、分散執(zhí)行的方式，亦即配置中央監(jiān)控中心和智能控制照明柜，前者有控制計算機、主通信控制器等設備，用于對整個系統(tǒng)進行控制和管理工作，通過網(wǎng)絡將控制命令與各智能控制柜的可編程控制器進行通信聯(lián)絡，同時接收來自智能控制柜內(nèi)可編程控制器的有關自動及手動工作狀態(tài)、燈具開/關狀態(tài)等，并在異常情況下采取處理措施。
三、系統(tǒng)的功能
目前智能控制系統(tǒng)具有以下功能：
1，智能系統(tǒng)設有中央監(jiān)控裝置，對整個系統(tǒng)實施中央監(jiān)控，以便隨時調(diào)節(jié)照明的現(xiàn)場效果，例如系統(tǒng)設置開燈方案模式，并在計算機屏幕上仿真照明燈具的布置情況，顯示各燈組的開燈模式和開/關狀態(tài)。
2，具有燈具異常啟動和自動保護的功能；
3，具有燈具啟動時間，累計記錄，和燈具使用壽命的統(tǒng)計功能；
4，在供電故障情況下，具有雙路受電柜自動切換并啟動應急照明燈組的功能；
5，系統(tǒng)設有自動/手動轉(zhuǎn)換開關，以便必要時對各燈組的開、關進行手動操作。
6，系統(tǒng)設置與其他系統(tǒng)連接的接口，如建筑樓宇自控系統(tǒng)（BA系統(tǒng)），以提高綜合管理水平。
7，具有場景預設、亮度調(diào)節(jié)、定時、時序控制及軟啟動、軟關斷的功能。
隨著智能系統(tǒng)的進一步開發(fā)與完善，其功能將進一步得到增強。
四、使用效果
采用智能照明控制系統(tǒng)總的效應如下：
1，實現(xiàn)照明的人性化；
由于不同的區(qū)域?qū)φ彰髻|(zhì)量的要求不同, 要求調(diào)整控制照度，以實現(xiàn)場景控制、定時控制、多點控制等各種控制方案。方案修改與變更的靈活性能進一步保證照明質(zhì)量。
2，提高管理水平
將傳統(tǒng)的開關控制照明燈具的通斷，轉(zhuǎn)變成智能化的管理，使高素質(zhì)的管理意識用于系統(tǒng)，以確保照明的質(zhì)量。
3，節(jié)約能源
利用智能傳感器感應室外亮度來自動調(diào)節(jié)燈光，以保持室內(nèi)恒定照度，既能使室內(nèi)有最佳照明環(huán)境，又能達到節(jié)能的效果。根據(jù)各區(qū)域的工作運行情況進行照度設定，并按時進行自動開、關照明，使系統(tǒng)能最大限度地節(jié)約能源。
4，延長燈具使用壽命
眾所周知，照明燈具的使用壽命取決于電網(wǎng)電壓，由于電網(wǎng)過電壓越高，燈具壽命將會成倍地降低，反之，則燈具壽命將成倍地延長，因此防止過電壓并適當降低工作電壓是延長燈具壽命的有效途徑。
系統(tǒng)設置抑制電網(wǎng)沖擊電壓和浪涌電壓裝置，并人為地限制電壓以提高燈具壽命。采取軟啟動和軟關斷技術，避免燈具燈絲的熱沖擊，以進一步使燈具壽命延長。
五、智能照明控制系統(tǒng)設計實例
簡要介紹智能照明控制系統(tǒng)在體育場燈光的控制方面的應用。
通過對體育場的各類照明燈具按不同的要求進行智能控制，可使其能適應不同環(huán)境的不同需求，達到不同的照明效果。
以某一體育場的設計為例，根據(jù)當?shù)伢w育運動發(fā)展的情況，設計了開燈方案模式，有彩電轉(zhuǎn)播模式、足球比賽模式、足球訓練模式、文藝演出模式、清掃模式等，并可根據(jù)用戶需要自行編輯。
整個場地共有204套2000W，80套400W的金鹵燈，由分散在主體育場燈光控制室內(nèi)的6個配電柜進行控制。整個控制系統(tǒng)采用集中控制和管理，分散執(zhí)行的方式，即中央監(jiān)控中心（上層）和智能照明控制柜（下層）。監(jiān)控中心可進行整個場地照明控制和管理，循環(huán)與各臺智能照明控制柜中的可編程照明控制器進行通訊聯(lián)絡。一方面，將有關控制命令通過總線傳輸，發(fā)至各區(qū)域照明控制柜內(nèi)的可編程控制器，讓其接收相關的控制命令；另一方面，接收來自各區(qū)域照明控制柜內(nèi)的可編程控制器向上轉(zhuǎn)發(fā)的有關自動或手動狀態(tài)，開燈或關燈狀況等信號，（在要求高的情況下，還可巡檢每只燈的狀態(tài)及故障情況，對燈具工作時間進行統(tǒng)計，查閱每只燈的累計運行時間，在進行大型比賽前進行普查，及時將到達使用壽命的燈具換掉，）通過分類處理，在計算機屏幕上顯示參數(shù)，對異常情況采取提示處理。它可與其他BA系統(tǒng)通過接口集成。智能照明控制柜則是具體執(zhí)行監(jiān)控中心計算機發(fā)出的各項控制命令，控制場地照明燈光以不同模式開燈，滿足各項體育運動比賽或活動的要求，并巡回采集照明回路的開關狀態(tài)參數(shù)等信號。對于場地燈光，除了在監(jiān)控中心的計算機上控制外，還可在現(xiàn)場的控制柜上進行手動按鈕分組操作、控制。燈光控制系統(tǒng)示意框圖見附圖（一）。
體育場的燈光照明系統(tǒng)通過智能控制系統(tǒng)設定的模式運行，可減少不必要的耗電開支，同時可降低運行維護費用；通過自動調(diào)節(jié)場地燈光打開的先后順序，可有意識的避免燈光同時點亮造成的啟動電流過大，并可限制金鹵燈再啟動的間隔時間，大大增加燈具的壽命；這些都可為用戶節(jié)約開支，盡快收回成本創(chuàng)造了條件。
體育場本身線路繁多,功能復雜,通過采用燈光智能控制系統(tǒng)可簡化線路，節(jié)省導線和電纜的消耗量，從而降低投資，縮短工期，并減少維修管理費用,給施工帶來了極大的方便。因此在設計中采用智能控制系統(tǒng)，其優(yōu)點綜述如下:
運用先進的電力電子技術，進行集中監(jiān)控與遙控任務，且優(yōu)化能源的利用，節(jié)約能源并降低運行費用。
根據(jù)用戶要求和照明區(qū)域擴大，只需要修改軟件設置，毋須對已有線路進行改造，即可調(diào)整照明布局和擴充功能。這將降低擴建費用和改造工期。
斷電狀態(tài)結(jié)束恢復供電，系統(tǒng)將按預設定狀態(tài)恢復正常工作，實現(xiàn)無人值班，提高管理水平。
照明最佳運行方式的設定，使燈具使用壽命延長，從而減少維修工作量和設備費用。
控制回路與負載回路分開，控制回路采用低電壓，使得人身安全得到確保。
六、今后的開發(fā)任務
“智能建筑”的出現(xiàn)，對照明部分提出新的要求，“智能照明”技術相應出現(xiàn)。其良好的使用效果與社會、經(jīng)濟的效應，推動了智能照明的技術迅速向前發(fā)展，并形成照明發(fā)展的一個重要趨勢。智能照明由電子計算機進行控制與管理，因而開發(fā)照明方面的計算機硬件和軟件工作是今后照明設計中的一項重要任務。
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