安科瑞智能照明控制系統(tǒng)在學(xué)校的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

安科瑞 繆凱倫

摘要：

照明用電是學(xué)校一項(xiàng)基本的電力需求，學(xué)校具有區(qū)域大、房間多、燈具數(shù)量多、休息時(shí)間基本固定等諸多特點(diǎn)，若采用傳統(tǒng)的照明控制，往往布線(xiàn)繁多、不能充分利用自然光照而造成電力浪費(fèi)，且控制麻煩，即使嚴(yán)格管理，仍不可避免地由于忘記關(guān)燈而造成巨大的能源浪費(fèi)。為了達(dá)到節(jié)能優(yōu)化的控制效果，學(xué)?？刹捎?a target="_blank">智能照明控制系統(tǒng)來(lái)管理學(xué)校照明。智能照明控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)的照明控制方式相比較，布線(xiàn)簡(jiǎn)潔，控制靈活方便，可以節(jié)約電能。

關(guān)鍵詞： 學(xué)校；照明；傳統(tǒng)照明；智能照明；節(jié)能。

0 . 前言

安科瑞智能照明控制系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)：系統(tǒng)）基于KNX總線(xiàn)技術(shù)，采用四芯屏蔽雙絞線(xiàn)將面板、傳感器、驅(qū)動(dòng)器和總線(xiàn)電源等所有的控制模塊手拉手連接起來(lái)，將各種獨(dú)立的控制功能集成到一個(gè)系統(tǒng)中，集舒服、靈活、安全、節(jié)能經(jīng)濟(jì)、維護(hù)方便等諸多優(yōu)勢(shì)于一體。 智能便捷的控制方式還可以滿(mǎn)足學(xué)校照明的各種控制需求。下面介紹安科瑞智能照明控制系統(tǒng)在某中學(xué)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，簡(jiǎn)析KNX技術(shù)的設(shè)計(jì)規(guī)范，概述安科瑞智能照明控制系統(tǒng)的具體架構(gòu)、控制方式等.

1 . 系統(tǒng)組成

系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，總線(xiàn)電源、驅(qū)動(dòng)器、網(wǎng)關(guān)、耦合器、輸入模塊等需安裝在配電箱內(nèi)，傳感器一般安裝在公共區(qū)，面板和觸摸屏一般安裝在房間值班室內(nèi)。注意各模塊接線(xiàn)不能組成環(huán)形。相對(duì)小型的項(xiàng)目，系統(tǒng)可選用10寸中控屏，它無(wú)需IP網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)換協(xié)議，設(shè)置簡(jiǎn)單且成本低。對(duì)于相對(duì)大型的項(xiàng)目，可通過(guò)IP網(wǎng)關(guān)連接到電腦，實(shí)現(xiàn)終端遠(yuǎn)程控制。

圖1. Acrel-bus智能照控制系統(tǒng)圖

2.項(xiàng)目需求 與客戶(hù)溝通后，學(xué)校要求能夠?qū)崿F(xiàn)以下控制功能：

1）可以充分利用自然照度，進(jìn)行節(jié)能。

2）教室、辦公室可以就地手動(dòng)控制，也可后臺(tái)控制。

3）走廊燈可根據(jù)有人無(wú)人、照度條件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。

4）可根據(jù)日常上下課時(shí)間實(shí)現(xiàn)定時(shí)控制。

5）可預(yù)先設(shè)置多種場(chǎng)景一鍵切換控制。

6）中控端可一對(duì)一、一對(duì)多實(shí)現(xiàn)分區(qū)控制。

7）值班人員可對(duì)學(xué)校照明集中控制、遠(yuǎn)程監(jiān)控。

8）可以和消防系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制。

3.系統(tǒng)功能介紹

根據(jù)客戶(hù)需求，該項(xiàng)目可以有多種控制方式可供選擇，如本地控制、自動(dòng)感應(yīng)控制、定時(shí)控制、遠(yuǎn)程集中控制等，控制方式更靈活，在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的同時(shí)，大量減少了值班人員的管理費(fèi)用，提高了管理水平和工作效率。

1）自動(dòng)控制： 在走道，電梯間等公共區(qū)域，安裝二合一傳感器，可監(jiān)測(cè)當(dāng)前環(huán)境的光照度及有無(wú)人活動(dòng)的情況，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。在照度夠用的情況下（如晴天、正午），有人或是無(wú)人，燈都不會(huì)亮；在照度不夠的情況下（如陰雨天、夜晚），有人燈亮，人走后，延時(shí)燈滅。 在教室、老師辦公室等功能區(qū)靠窗位置安裝照度傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)當(dāng)前照度情況，照度夠用時(shí)自動(dòng)關(guān)閉靠窗位置的燈，充分利用自然照度。

2）手動(dòng)控制： 各個(gè)教室、辦公室門(mén)口安裝有智能面板，可對(duì)房間內(nèi)照明實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制。面板可實(shí)現(xiàn)一對(duì)一、一對(duì)多控制。

3）場(chǎng)景控制： 對(duì)學(xué)校景觀照明、教學(xué)樓大廳照明、重要會(huì)議室照明可根據(jù)不同場(chǎng)景的控制需求,預(yù)先設(shè)定多種場(chǎng)景模式，并由值班人員進(jìn)行一鍵切換。

4）定時(shí)控制： 系統(tǒng)按照學(xué)校早讀和下晚自習(xí)的時(shí)間，設(shè)置定時(shí)開(kāi)關(guān)，完成燈光的自動(dòng)控制，確保在非工作時(shí)間內(nèi)的減小能源消耗。

5）電腦集中監(jiān)控： 電腦端控制頁(yè)面主要有首頁(yè)、樓層控制頁(yè)面組成?？梢詫?shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)集中控制，實(shí)時(shí)反饋現(xiàn)場(chǎng)回路的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，方便值班人員遠(yuǎn)程監(jiān)控。 監(jiān)控軟件由標(biāo)題欄、任務(wù)欄及工作界面組成。標(biāo)題欄：主要體現(xiàn)項(xiàng)目名稱(chēng)及時(shí)間。導(dǎo)航條（任務(wù)條）：可以在任意頁(yè)面之間進(jìn)行切換、選擇。工作界面：根據(jù)樓層及房間布局，對(duì)控制進(jìn)行簡(jiǎn)單劃分，可實(shí)現(xiàn)單燈控制，多回路控制等控制功能。 首頁(yè)面作為系統(tǒng)的啟動(dòng)頁(yè)，設(shè)置內(nèi)容一般可根據(jù)客戶(hù)要求，呈現(xiàn)項(xiàng)目介紹，項(xiàng)目效果圖，項(xiàng)目平面圖，或項(xiàng)目結(jié)構(gòu)圖等，具體設(shè)置以實(shí)際要求為主，如圖2所示。 該項(xiàng)目有多個(gè)樓層控制頁(yè)面，以教室為控制單位，每個(gè)教室中有照明回路單開(kāi)關(guān)和總開(kāi)關(guān)、風(fēng)扇空調(diào)單開(kāi)關(guān)和總開(kāi)關(guān)、插座電源單開(kāi)關(guān)和總開(kāi)關(guān)，樓層總開(kāi)關(guān)及現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)反饋兩種狀態(tài)量，此外還設(shè)有定時(shí)開(kāi)關(guān)方便用戶(hù)自行設(shè)置定時(shí)控制時(shí)間。

4.相關(guān)圖紙

學(xué)校照明系統(tǒng)采用Acrel-Bus智能照明系統(tǒng)，由于系統(tǒng)采用KNX分布式總線(xiàn)結(jié)構(gòu)。布線(xiàn)簡(jiǎn)單靈活，各模塊可獨(dú)立工作互不影響，系統(tǒng)可靠性更高。模塊工作在直流30V安全電壓下，用戶(hù)操作更加安全。升級(jí)或更改系統(tǒng)功能時(shí)，無(wú)需關(guān)閉整個(gè)系統(tǒng)，只需更改設(shè)備參數(shù)即可。系統(tǒng)報(bào)警定位功能，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并上傳集中控制端，方便設(shè)備人員準(zhǔn)確定位并及時(shí)報(bào)修。下面通過(guò)一些項(xiàng)目圖紙?jiān)敿?xì)介紹該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程。

1）結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D（見(jiàn)圖3）是對(duì)項(xiàng)目實(shí)施整體結(jié)構(gòu)布局的一個(gè)規(guī)劃，如圖可知，該學(xué)校共有A、B、C三棟樓設(shè)計(jì)了智能照明控制。由于每一層箱子比較多，所以布線(xiàn)的時(shí)候按樓層進(jìn)行支線(xiàn)劃分。同一支線(xiàn)內(nèi)所有的控制模塊都通過(guò)總線(xiàn)線(xiàn)纜連接到一起，每條支線(xiàn)的所有數(shù)據(jù)量匯總到耦合器、網(wǎng)關(guān)，再經(jīng)由交換機(jī)到達(dá)監(jiān)控室，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程集中控制。

圖3. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D

2）配電系統(tǒng)圖 配電系統(tǒng)圖主要明確了控制回路，所需的控制模塊及其數(shù)量，方便后期ETS配置系統(tǒng)功能。以某教室智能照明配電系統(tǒng)圖（見(jiàn)圖4）為例，可以看到該配電箱共分配了一個(gè)12路開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器，箱內(nèi)模塊可通過(guò)總線(xiàn)線(xiàn)纜連接到現(xiàn)場(chǎng)控制面板、傳感器等設(shè)備。

圖4. 配電系統(tǒng)圖

5.結(jié)束語(yǔ)

本文詳細(xì)介紹了Acrel-Bus智能照明系統(tǒng)的組成、功能和設(shè)計(jì)流程。 綜上可知，該系統(tǒng)在學(xué)校的應(yīng)用具有布線(xiàn)簡(jiǎn)單，用戶(hù)操作安全，系統(tǒng)可靠性更高，維護(hù)方便，操作簡(jiǎn)單等諸多優(yōu)勢(shì)。筆者在該項(xiàng)目的實(shí)施中，也深刻體會(huì)到該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)清晰，設(shè)計(jì)施工比較簡(jiǎn)便，在使用過(guò)程中降低了能源消耗并且提高管理的水平，具有很大的推廣性。