淺談智能照明系統在智能建筑中應用與產品選型

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，科學技術迅猛發(fā)展，并很大的改變了人們的生活。隨著智能化技術的出現，照明控制系統更加體現出智能化特點，可以充分利用人工和自動化控制進行有機結合，使照明系統更能滿足人們的實際需要。與此同時，現代化照明系統不僅操作簡單，而且更加便于管理，有利于更好的節(jié)省人力、財力資源。本文針對智能照明系統的應用現狀展開分析探討，并提出照明系統的未來發(fā)展趨勢。文章主要針對于智能照明系統在智能建筑中的應用進行簡要探討分析。 

關鍵詞：智能照明；智能建筑；應用 

1 智能照明市場現狀概述 

      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，但受限于當前市場環(huán)境條件的特點，仍然沒有得到大面積的應用和推廣。人們普遍缺乏對智能照明系列產品的消費意識，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，智能照明對于國內來說仍然顯得較為奢侈，照明產品價格昂貴，基層民眾難以負擔照明的基本費用，因而智能照明產品難以真正實現大力推廣，智能照明市場在發(fā)展的過程中面臨較為嚴峻的挑戰(zhàn)。對于國外而言，沒有將智能照明產品單獨進行推廣，而僅僅將其視為智能化技術發(fā)展的一部分。對于國內而言，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的開發(fā)，但是受限于人們的消費觀念及國內市場，難以拓展更為廣闊的產品銷售渠道，非常不利于照明市場的發(fā)展。然而，計算機互聯網時代的到來，伴隨著通信技術等一系列先進技術的發(fā)展，人們越來越注重數字化家居的實現。智能化照明技術能夠切實促進數字化家居的發(fā)展，因而近幾年智能照明市場逐漸有開始發(fā)展的趨勢。尤其是消費者對于智能化家居的認識逐漸加強，智能照明逐漸走向產業(yè)化發(fā)展道路。鑒于現階段的發(fā)展趨勢，智能照明技術在不久將進一步得到應用和推廣，并充分走入人們的日常生活。 

2 照明控制系統的選用原則 

     以車站為例，該建筑對照明控制要求較高，除了開關控制外，還需要具備調光控制，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營的情況下，同時兼顧舒適、科學管理和節(jié)能的目標。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燈具結合。工程中采用了施耐德C－Bus智能照明控制系統，將現代控制、計算機及網絡通信等技術應用于對照明的控制和管理中，既滿足了功能的需求，又可以實現控制靈活和節(jié)約能源的目的，同時為旅客提供了一個舒適、人性化的環(huán)境，提高了服務和管理水平。 

3 智能照明控制方案 

     1）主站房售票廳和候車室內的照明預先設定時間，自動進行照明回路的開和關。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，根據不同時段客流量的多少，開啟全部或大部分燈光；午夜后，根據保潔工作需要的時間來設置特定區(qū)域燈具的開閉。既滿足運營需求，還可以節(jié)約能源，降低運營費用，同時也便于管理。 

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

     3）景觀照明根據日落日出采用時鐘控制。系統根據當地的經度、緯度，自動推算出當天的日出、日落時間，根據這個時間來控制景觀照明的開和關。天色變暗時自動開啟景觀照明，午夜后由定時器自動將部分燈關閉；清晨日出前景觀照明全部開啟，天亮后燈光全部關閉。 

    4）所有應急照明也包含在智能照明系統中，并與消防系統聯動。消防系統報警時，自動打開應急燈，應急信號解除后，自動恢復到應急發(fā)生前的燈光場景。 

4 系統組成 

    1）智能照明控制系統基于總線結構由主機、網絡線、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模塊組成一個網絡系統來實現照明控制。每個模塊設置惟一的一個單元地址，然后輸入到控制主機，建立對應的控制關系，通過輸出單元由繼電器控制各照明回路燈具。每個繼電器的運行不依賴于其他繼電器，為**對等關系，既可以現場分散控制，又可采用集中控制。 

    2）在中央控制室設一臺智能照明中央監(jiān)控計算機，通過計算機對系統進行編程，在該計算機上用圖形模擬顯示照明設備平面布置圖，在圖上實時動態(tài)顯示各區(qū)域的照明設備使用狀況。在計算機界面上，不但可以監(jiān)控各受控區(qū)域的燈具狀態(tài)，還能進行開啟和關閉動作。操作人員可通過界面監(jiān)視整個智能照明系統的運行狀態(tài)，根據需要用鼠標點擊圖形進行控制。 

   3）系統采用專用的編程軟件，操作人員可對系統進行程序修改或編程。這對今后可能發(fā)生的系統改變有很強的適應性，對于小規(guī)模的照明系統改造，只需修改編程即可實現。 

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

  5）系統通過PC接頭模塊與計算機連接。 

5 施工要點 

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

   2）配電箱內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，不能敷設在同一個電纜橋架內，且保持一定的安全距離，以避免強電系統的干擾。 

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

6 效益分析 

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

   2）通過電腦控制軟件對整個照明系統進行遠程控制和中央監(jiān)控，可以隨時方便地根據實際需要修改控制關系，只需在軟件中進行修改，而無須重新敷設線纜。 

   3）根據不同日期、不同時間段，按照各個功能區(qū)域的運行情況預先進行設置，不需要照明時可以將燈關掉，以減少長明燈，很大限度地節(jié)約能源。同時整個照明系統工作在全自動狀態(tài)，減少了管理人員的投入，降低了運行管理費用。 

7、安科瑞智能照明控制系統

7.1 概述

     ALIBUS智能照明產品采用RS485總線技術，技術成熟可靠，安全穩(wěn)定。開關驅動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，同時預留I/O口以及Modbus接口，還可以滿足與AcrelEMS企業(yè)微電網管理云平臺進行數據交換。

7.2 應用場所

    適合于各類智能小區(qū)、醫(yī)院、學校、酒店，以及體育場所、機場、隧道、車站等大型公建項目的照明控制需求。

7.3 系統結構

7.4系統功能

    1）實時檢測并顯示各個模塊的在線狀態(tài)，反饋現場受控回路的開關狀態(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）當發(fā)生模塊離線、網關設備掉線或者狀態(tài)反饋和下發(fā)控制命令不一致時會發(fā)生故障報警，并將故障報警信息記錄并顯示在界面中。

   3）可以對單個照明回路實現開關控制；每個模塊、樓層都有相應的模塊控制開關和樓層控制開關，也可以一個模塊或者整個樓層實現開關控制。

   4）開關驅動器支持過零觸發(fā)功能，負載（燈具）的分合操作僅在交流電過零時進行；可有效減少電磁干擾以及對電網的沖擊，延長燈具與控制裝置的壽命。

  5）對每個照明回路可以預設掉電狀態(tài)，當照明電源掉電時，開關驅動器會自動切換到預設的掉電狀態(tài)；確保重新上電時燈具的開關狀態(tài)是確定與可控的。

  6）拖動調光控件，照明設備從0%到100%進行調光，可以對單個照明回路實現調光控制，調光總控可以對一個模塊的照明回路實現調光控制，也可以對多個照明回路實現調光控制，通過圖標的亮滅狀態(tài)反饋現場開關的狀態(tài)。

  7）點擊場景控件，打開或者關閉對應場景設置，軟件界面上顯示不同的場景模式和場景功能，通過圖標的亮滅顯示對應的場景狀態(tài)是打開還是關閉。

  8）設置定時時間，確認時間點后，對該事件點執(zhí)行的動作進行設置，設置燈在設定的時間點亮或者滅。

  9）系統可以通過預設的當地經緯度信息，自動計算每天的日升日落時間；根據天文時鐘控制照明開關，實現日落開燈、日出關燈的功能。

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

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

 12）預留BA或第三方集成平臺接口，采用modbus、opc等方式。

7.5 設備選型

8 結束語 

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

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

[6] 安科瑞企業(yè)微電網設計與應用手冊.2022.06版

作者簡介： 

李明君，男，現任職于安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能照明控制系統領域，