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      淺談EBI智能照明控制系統在濱海實訓基地中的應用

      更新時間:2021-05-28點擊次數:334次
      淺談EBI智能照明控制系統在濱海實訓基地中的應用
      摘要:隨著計算機技術、自動控制技術、通信技術、總線技術及信號檢測技術等迅猛發展和相互之間的滲透,樓宇照明控制枝術有了很大發展。智能化照明系統是指利用計算機、無線通訊數據傳輸、計算機智能化信息處理及節能型電器控制等技術組成的控制系統,實現對各照明設各的智能化控制。
      關鍵詞:EIB;控制系統;應用
       
      0、引言
      相比目前部分智能大廈所采用的樓宇自控(BA)系統對照明的監控,以及各種采用現場總線技術的智能照明控制系統, EIB智能照明系統體現出強大的性,在智能建筑中的應用越來越廣泛。與傳統照明系統相比,智能化照明系統具有對照明燈具亮度的強弱調節、燈光軟啟動、定時問啟動控制、各種場景的設置等功能;并且具有節能、效率高等特點。 照明智能化系統不僅可以提高照明系統的控制和管理水平,減少照明系統的維護成本,還可以節約能源,保護環境,減少照明系統的運營成本,提高經濟效益。智能照明控制系統目前大多應用于各大城市的公用、民用建筑,如賓館、圖書館、寫字樓等,針對當前濱海實訓基地的智能化建設,智能照明系統的設計與實施,將為學校帶來節能環保與智能管理的良好前景。
      本文將闡述濱海實訓基地智能照明控制系統整體方案的設計。
       
      1、EIB總線智能照明控制系統概述
      EIB系統,在歐洲為EuropeanlnstallationBus,即歐洲安裝總線,是指一種專門用于智能建筑領域的現場總線標準,其具有開放性,互操作性、分布性和靈活性的特點。
      EIB總線系統通過單一多芯電纜替代傳統的、分離的電力電纜和控制電纜,同時實現各路開關能夠相互傳送控制指令。 其線纜的敷設可以是線型、樹型或星型結構,擴容和改裝方便易行。各類智能化元器件使其可以通過編程改變功能,既能夠單獨完成開關、控制、監視等工作,也可根據需求進行多種組合。與傳統線路安裝方式比較,EIB總線系統無需增加元件數目就能夠實現多種功能,具有高度靈活性。
                                               
       
                                                             圖1 EIB系統工作原理
      由上圖可看出,EIB總線系統的智能面板開關替代了傳統的面板開關,智能面板開關只與EIB控制總線連接,智能面板開關通過總線發送信號控制相關的驅動器即執行器,從而實現對燈光等設備的控制,由此可見,EIB系統的結構是全分散型的結構,不需要任何集中控制器之類的設備,不同于上一代集散式控制系統,另外對燈光設備的控制是通過軟件編程實現的, 面板開關屬于低電壓設備,不直接切斷強電進行控制,完全不同于傳統的面板開關的控制。
      2、EIB智能照明控制系統主要功能
      針對學校實訓環境的照明要求,EIB智能照明控制系統的具體控制功能設計如下:
      2.1 燈光照度控制
       
      通過定時控制或光感控制,在需要的時間將需要的區域如實訓1號樓層某個實訓區域的照明、遮陽,通過調光的方式或智能開關的方式將燈光控制到合適的照度,以節約能源和降低消耗。
      2.2 教學場景控制
       
      根據實訓教學要求,可設定不同的燈光模式,在教學過程中可按照設定的燈光場景進行切換。如進行多媒體教學演示時, 可采用多媒體教學模式;實訓操作時可切換到實訓模式。 
      2.3 定時控制及移動感應控制
       
      實訓樓樓梯及走廊的燈通常在無人或非上班時間可能依然開著,通過定時控制及移動感應控制的結合,保證樓梯及走廊的燈光在各時段定時開啟/關閉,放學后或無人時定時關閉燈光,同時自動啟動移動感應器,有人走動時開啟燈光,人走開后自動關閉,達到節能、便于管理的目的。
      2.4 集中監控
       
      通過計算機集中控制系統,在管理平臺上顯示各子系統模擬圖,實時監控各實訓樓內照明設備的運行狀況,及時進行調整,合理控制相應區域的照明設備,節約能源。
      2.5 遠程控制與管理
       
      通過網絡接口,可與其它樓宇控制系統集成,根據樓宇控制系統發出的操作指令,執行相應的動作,實現遠程控制與管理。
      3、濱海實訓基地智能照明需求分析
      3.1 節能
      實訓基地由3幢3層L型建筑構成,包括各專業實訓室、 部分機房、教室及教師辦公室,主要在白天進行教學活動〕一般情況下自天多數會處于開燈狀態,晚上集中關閉,比較容易出現無人時燈仍然開著的情況。采用智能照明控制系統的目標是可根據不同時間段,進行照明模式的劃分,把不必要的照明關掉,需要時自動開啟;同時利用自然采光,對室內照度進行自動調節,實現節能的目的。
      3.2實現多種照明效果
       
      實訓教學樓中除實訓室外,還有部分機房、多媒體教室、 普通教室以及教師辦公室,實訓室內還有展示區域、操作演示區域、討論區域等等區域的劃分,對于不同區域和各區域的功能劃分,照明就不能只單純的滿足視覺上的明暗效果,更需要具各多種控制方案,提供比較豐富的視覺效果,如可設定展示區域、操作演示區域、討論區域、多媒體教學、傳統教學、 辦公審等不同區域場景〕
      3.3 實現科學管理
       
      智能照明控制系統以自動控制為主、人工控制為輔,實現集中監控,自動實現開關和調光功能,并可根據需要隨時修改〕 同時,可通過網絡實現遠程控制和訪問,實現科學管理,減少管理維護人員配備〕
      4 實訓基地智能照明控制系統總體設計
       
      實訓基地智能照明控制系統的設計目標在于突出智能化、科學化管理和節省能源、運營費用,因此系統設計應具體體現合理細分控制回路,設置回路控制方式及系統運行方案。 
      4.1硬件配置
       
      本系統總線元件采用模塊式組件,分為電源模塊、傳感器模塊、開關模塊、調光模塊、窗簾驅動模塊、LC藕合器、IP網關等。
      開關模塊分4路、6路、8路及10路輸出,可分別對多個獨立的負載回路進行開關控制。
      調光模塊設計有1路、3路兼300/600/900/1000W及大功率調光等小同負載容量模塊,配合電子整流器對照明燈具進行調光控制,這些模塊根據具體照明要求安裝在各建筑樓層的照明配電箱中。
      傳感器有光線傳感器、人體傳感器、移動傳感器等,安裝在各被控區域內,此外,還有用于DIN導軌安裝的數據傳輸母線,用于線路擴展的支路耦合器,EIB專用電纜和編程用USB接口等。
      4.2 軟件配置
       
      系統軟件分為監控組態軟件和編程軟件。
      在集中控制室內設置一臺智能照明控制系統監注主機,安裝WinSwitch組態監控軟件及ETS編程軟件。
      監控主機可以為操作人員提供圖形化監控界面,通過主機監控軟件監視整個智能照明系統的運行情況,并可以在照明設備平面布置圖上實時動態顯示各區域的照明設備使用狀況。
      同時,可以通過編程軟件ETS2.0對各個模塊進行編程,為每個模塊設置獨立的物理地址,每個回路設置一個組地址,通過將相應的模塊、回路地址組合到一個組地址的方式進行控制, 使系統控制其有較高的萬便性〕
      4.3 總體方案
       
      在本方案中,使用EIB通信裝置及ETS編程軟件,將照明控制設計為一個獨立的控制子系統,同時,把風機盤管、電動窗簾、分體式空調等設備的控制納入控制系統,進行深化設計、利用EIB系統提供的各類接口,還可實現與門禁系統、BAS、 安保系統和消防系統的集成。
      根據實訓樓的位置分布、照明設備數量及各區域功能需求,設計采用9條主線,分別控制3幢實訓樓及各實訓樓的實訓區域、多媒體教室、機房、辦公室等照明設備,各主線可構成獨立的照明控制子系統,
      EIB總線標準定義了與以太網的接口,因此可以采用IP網關來代替區域耦合器,利用已有的校園網,構成完整的校園智能照明控制系統。
      5、安科瑞智能照明控制系統介紹
      5.1系統簡介
      Acrel-BUS智能照明控制系統,是基于KNX總線技術設計的控制系統。KNX總線技術起源于歐洲,是在EIB,Batibus和EHS這三種住宅和樓宇的總線控制技術上發展起來的,其中EIB(EuropeanInstallationBus,歐洲安裝總線)是該總線技術的主體。
      Acrel-BUS智能照明控制系統采用標準的2*2*0.8EIBBUS總線(即KNX總線)作為總線線纜,將所有的智能照明控制模塊連接到一起并組成一套完整的控制系統,既可實現照明燈具的遠程集中控制,又可實現就近控制功能。該系統理論連接控制模塊數量達580000多個。
      安科瑞智能照明產品種類齊全,方案完善。用戶可通過控制面板、人體感應、照度感應、微波感應、上位機系統、觸摸屏、手機、平板端等多種控制終端實現靈活多樣的智能控制,特別適合于各類智能小區、醫院、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系統。
      5.2系統工作原理示意圖(見圖2)
       
       
       
       
      5.3產品選型

      5.3.1開關驅動器

      型號

       

      參數

      ASL100-S2/16

      2路開關驅動器)

      ASL100-S4/164路開關驅動器)

      ASL100-S8/16

      8路開關驅動器)

      ASL100-S12/16

      12路開關驅動器)

      設備供電

      DC21-30V12mA(max)功耗<360mW負載電流<16A負載電壓:AC110-250V

      操作指示

      LED指示燈及編程按鍵

      防護等級

      IP20EN60529

      溫度范圍

      正常運行:-5-45℃;儲存溫度:-25-55℃;運輸溫度:-30-70

      安裝方式

      標準DIN35mm軌道安裝

       

      5.3.2調光驅動器

      型號

      參數

      ASL100-SD2/16

      20-10V調光驅動器)

      ASL100-SD4/16

      40-10V調光驅動器)

      設備供電

      DC21-30V12mA(max)功耗<360mW負載電流<16A負載電壓:AC110-250V

      操作指示

      LED指示燈及編程按鍵

      防護等級

      IP20EN60529

      溫度范圍

      正常運行:-5-45℃;儲存溫度:-25-55℃;運輸溫度:-30-70

      安裝方式

      標準DIN35mm軌道安裝

       

      5.3.3可控硅調光模塊

      型號

      參數

      ASL100-TD2/52路可控硅調光驅動器)

      設備供電

      DC21-30V12mA(max)功耗<360mW負載電流<5A負載電壓:AC110-250V

      操作指示

      LED指示燈及編程按鍵

      防護等級

      IP20EN60529

      溫度范圍

      正常運行:-5-45℃;儲存溫度:-25-55℃;運輸溫度:-30-70

      安裝方式

      標準DIN35mm軌道安裝

       

      5.3.4傳感器

       

       

      參數

      ASL100-T2/BM

      (照明及人體移動二合一傳感器)

      ASL100-T2/BR

      (照明及微波二合一傳感器)

       

      感應范圍

      人體感應距離5-7m

      照度感應0-65535lux

      微波感應距離5m照度感應0-65535lux

      設備供電

      DC21-30V12mA(max)功耗<360mW

      操作指示

      LED指示燈及編程按鍵

      防護等級

      IP20EN60529

      溫度范圍

      正常運行:-5-45℃;儲存溫度:-25-55℃;運輸溫度:-30-70

      安裝方式

      嵌入式吸頂安裝

       

      5.3.5總線電源

      型號

      參數

      ASL100-P640/30

      設備供電

      AC85-260V50/60Hz

      輸出參數

      輸出電壓30V;輸出電流640mA;短路電流<1.3A

      操作指示

      紅色和綠色LED以及按鍵

      防護等級

      IP20EN60529

      溫度范圍

      正常運行:-5-45℃;儲存溫度:-25-55℃;運輸溫度:-25-75

      安裝方式

      標準DIN35mm軌道安裝

      5.3.6智能面板

      型號

      參數

      ASL100-F1/2

      一聯兩鍵智能面板

      ASL100-F2/4

      兩聯四鍵智能面板

      ASL100-F4/8

      四聯八鍵智能面板

      設備供電

      DC21-30V12mA(max)功耗<360mW

      操作指示

      紅色和綠色LED以及按鍵

      輸入參數

      按鍵輸入

      防護等級

      IP20EN60529

      溫度范圍

      正常運行:-5-45℃;儲存溫度:-25-55℃;運輸溫度:-25-75

      安裝方式

      標準86盒安裝

      5.3.7干接點、濕接點輸入模塊

      型號

      參數

      ASL100-DI4/20

      ASL100-WI4/230

      設備供電

      DC21-30V12mA(max)功耗<360mW

      操作指示

      紅色和綠色LED以及按鍵

      輸入類型

      干接點信號輸入

      12-230VAC/DC濕接點輸入

      防護等級

      IP20EN60529

      溫度范圍

      正常運行:-5-45℃;儲存溫度:-25-55℃;運輸溫度:-25-75

      安裝方式

      標準DIN35mm軌道安裝

       
      5.4系統功能
      1)光照度(需要配照度傳感器)監測,對利用自然光照明區域,根據自然光照度變化,進行照明控制和調節,滿足照明和節能要求;
      2)公共區域、走廊、通道、門廳、電梯廳等的照明,應設置紅外或微波類人體感應器,并結合智能控制面板,實現各種場景照明控制,盡可能較少燈具點亮時間;
      3)樓梯間照明采用人體感應探測控制;
      4)設備房、設備房走道采用分組就地控制;
      5)室外路燈、景觀等照明采用光照度控制結合時控的集中控制方式;
      6)監控系統界面友好,畫面美觀,實時顯示各區照明工作狀態;
      7)應具有完善的用戶權限管理功能,避免越權操作;
      5.5系統的控制優勢
      1)系統可通過、觸摸屏、電腦對現場的燈光、空調及窗簾等進行遠程集中控制,使得控制更加方便智能,用戶體驗更舒服;
      2)系統中控制模塊均工作在直流30V可靠電壓下,用戶操作更加可靠、舒服;
      3)系統在實施過程中,充分結合自然光及人員的活動規律來自動控制燈光,減少能源消耗,達到很好的節能效果;
      4)系統采用分布分布式KNX總線結構,搭建簡單靈活,系統內各模塊互不影響,可獨立工作,可靠性更高;
      5)多種控制方式可供選擇,如本地控制,自動感應控制,定時控制,場景控制和集中控制等,控制方式更靈活;
      6)系統的自動控制、遠程集中控制等功能,在實現自動化的同時,大量減少了值班人員,提高了管理水平和工作效果;
      7)升級系統內控制模塊或更改系統功能時,無需增加連接線,不需關閉整個系統,只需更改設備參數即可實現,維護方便,操作簡單;
      8)系統可與消防系統聯動,在出現消防報警時,強制打開應急回路,方便人員疏散,從而降低了人員傷亡的風險,提高了建筑的可靠性。
      5.6安科瑞組網方案
      智能照明控制系統組網方式靈活,擴展方便,當系統模塊數量較少、距離較近、范圍較小時,各設備以樹形枝狀延伸,構成支路系統智能照明控制系統;當系統模塊數量較多、距離較遠、范圍較大時,用支線耦合器組成多條支路,構成區域智能照明控制系統;當系統模塊數量很多、距離很遠、范圍很大時,用支線耦合器、區域耦合器等構成樓群智能照明控制系統。(見圖)
       
                                                                  圖3組網方案
       
       
      6、結束語
      EIB作為一種全新的現場總線技術,其支持的總線拓撲結構多樣,系統容量大,各功能模塊采用標準導軌安裝,功能豐富、體積小,可以與樓宇自控集成,安裝方式方便擴容、調試和維護。但是,目前還沒有完全適合各類學校的、科學合理的智能照明控空制系統,為此,木次針對濱海實訓基地的照明控制系統研究與設計,不但提出了基于EIB總線的智能照明控制系統方案,而且在應用中可大大提高學校照明電力的管理水平,產生較大的經濟、社會和環境預期效益。
       
      【參考文獻
      [1]周悅.EIB智能照明控制系統在我校濱海實訓基地中的應用
      [2]周偉.EIB智能照明控制系統在地鐵中的應用[J].電工技術,2010(1):40-42
      [3]安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2020.06版
       
      © 2021 安科瑞電氣股份有限公司 版權所有
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