智能照明控制系統在大型辦公樓的應用

何秦峰

摘 要：智能照明控制系統技術日益成熟并逐步替代傳統照明系統。文章主要對智能照明控制系統的介紹并通過其在大型辦公樓中的應用，說明了其在個性化照明服務和節能方面的優勢。

關鍵詞：智能照明；控制系統；樓宇照明

引言

智能照明控制系統是指可以依據不同室內區域、不同時間段、周圍環境亮度或者某一區域的功能對室內燈具照明進行智能控制的集中控制系統。采用智能照明系統無疑將有效地提高照明效能，降低照明的電能消耗。本文對智能照明系統做一個簡單的描述，并說明了智能照明系統控制的功能及其應用是基于施耐德KNX/EIB總線系統的一個智能照明控制系統。

1 智能照明控制系統

智能照明控制系統指能將照明設備、信息管理平臺與傳感器裝置，通過網絡加以連結，能夠依據人體心理、生理或環境等要求，調節照明燈具的照度、光色、開啟、關閉狀態等相關參數，塑造合宜及舒適的照明環境的自動控制系統。智能照明控制系統通過網絡可以進行在線遠端監控，使照明系統變得更智能和人性化，滿足更多元的使用需要，并在很大程度上節約電能。

1.1 系統的結構和組成

在以拓撲結構為主的智能照明控制系統中，以總線型、星形結構為主的混合式模式。在數字照明控制系統中智能照明控制系統主要由三個部分組成：系統單元、輸入單元、輸出單元。系統單元包括各種接口（PC、電話、局域網）還有用于供電的的工作電源接口以及源系統接口；輸入單元主要是把外部控制信號轉換為網絡上網絡可識別的信號；輸出單元主要是接收網絡上可識別的信號用來控制對應的回路信號來實現精準的控制[1]。

1.2 系統運行和控制方式

系統一般以集中控制、管理、分散執行等方式運行，也就是裝配中央監控中心以及智能控制照明柜，中央監控中心包含有控制計算機、主通信控制器等設備，對整個系統進行控制以及管理工作，通過網絡把控制命令與智能控制柜的PLC控制器進行通信聯絡，與此同時還要接收來自智能控制柜內PLC控制器的有關工作狀態、燈具開/關狀態等。智能照明采用多元混合控制方式，其中常用的有場景控制、組合控制、定時控制、天文時鐘控制、光感探頭控制、就地控制、遠程控制、圖示化監控、應急處理、日程計劃安排等[2]。

2 應用案例

上海國際航運服務中心東地塊基地內布置有前后兩排共4幢商辦建筑。其中B01樓、B02樓和B05樓為高層辦公樓；B06樓為4層多層商業樓。本工程采用了符合EIB國際總線標準的施耐德KNX/EIB系統，對辦公區域照明、公共場所照明、物業照明和商業區域照明等進行控制，實現燈具定時開啟和關閉、場景預設和遠程遙控等功能，還可以運用亮度傳感器控制電動窗簾或遮陽板的開關角度、燈光自動調節亮度，以達到控制照度、節約能源的作用，并能在后期使用方便根據樓宇功能的變化對照明進行修改和擴展。

2.1 施耐德KNX/EIB智能照明控制系統

施耐德KNX/EIB系統是一種面向事件的、分散式的電氣控制總線系統，借鑒了計算機領域的最先進的現場總線技術。在于2007年實施的中國國家標準GB/Z20965-2007中，KNX/EIB只能控制系統以國際KNX標準實施，且該標準早已更新為國際標準ISO/IEC14543-3[3]。KNX/EIB總線系統適用于辦公建筑、住宅建筑和樓宇建筑，能夠有效地實現對樓宇內各種水熱、照明以及通風等系統的智能控制。

2.1.1 施耐德KNX/EIB的組成

施耐德KNX/EIB系統中的所有總線元件都有自己的智能體，所以不需要中央控制單元，因此KNX/EIB系統的組成極為方便，既可以用于小型的安裝也可用于大型項目。KNX/EIB總線元件從功能上可以分為三大類：傳感器、執行器、系統元件。隨著總線元件的不斷開發，應用KNX/EIB可以實現建筑中越來越多的物業管理合能源管理方面的新任務。

2.1.2 施耐德KNX/EIB的拓撲結構

KNX/EIB系統以單元地址化為設計結構，由相應的物理地址來賦予每個等級結構和應用控制器不同的功能部件，為達到控制目的需通過控制總線傳遞相應的控制符。在物理地址中應采用樹狀結構（線一一域一一多個域）的方式拓展進行，來實現目的。

2.2 上海航運服務中心東地塊的智能燈光控制系統設計方案

2.2.1 敞開式辦公區域照明控制系統

敞開式辦公區的主要功能是為工作人員提供辦公場所，根據區域的功能以及集中控制系統的要求，該區域照明系統完成以下功能：每棟辦公樓5層東、西、南、北處設有4個光線感應器，辦公區域距窗5米的照明采用開關模塊控制；該處照明可通過光線感應器自動調節日光燈的開關。在滿足室內光線情況下，燈光不再開啟，實現節能目的；每個樓層配電箱附近放置8鍵智能控制面板，對樓層內的燈光進行分區域控制。采用時光照感應控制的方式控制，既可本地控制，又可通過控制中心集中控制，并且充分考慮自然光的利用。

2.2.2 公共通道、電梯廳、衛生間控制系統

這些場所屬于公共場所，上班和下班時間的人員情況不同。因此在上班時間采用燈光定時開啟和關閉的策略；下班時間段通過人體感應傳感器控制燈光開關，以此來達到人來燈亮，人走燈滅的目的；公共區域內的應急燈光與消防聯動，遇到意外發生消防報警時，能夠自動控制該區域內燈光實現強切和強點功能。

2.2.3 物業照明及控制系統

停車樓內車道按行車方向布燈，車庫燈具按三種燈光控制模式進行分組，依據物業停車管理的要求對照明控制區域進行劃分，各個分區內照明控制細分為4條均勻負荷的獨立支路。因此，可以對任何照明分區進行4種狀態的控制：全關狀態，即關閉全部照明支路；1/4開狀態，即開啟1/4獨立照明支路而關閉其余3/4支路；1/2開狀態，即開啟一半獨立照明支路而關閉另一半支路；全開狀態，即開啟全部照明支路。

根據停車樓內車位位置均勻布置燈具，劃分不同區域控制支路。白天人流量大的時間段，采定時開啟全部燈光。晚上人流量少的時間段，定時關閉大部分燈光。該區域內的應急燈光與消防聯動，遇到意外發生消防報警時，能夠自動控制車庫區域內燈光實現強切和強點功能。通過操控具有圖形化界面特點的軟件，管理人員可以方便地監視和控制停車庫任意回路的燈光，在特殊情況下，人工控制燈具的開啟和關閉。

2.2.4 商業區域智能控制系統

商業區域的智能控制，突出表現在建筑照明控制系統、樓梯通道等區域的照明控制系統。在商業區域的智能照明控制系統尤其要考慮到集中控制系統平臺控制、時間控制。在時間控制中主要分工作日燈光的分時控制，和節假日燈光的分時控制。管理人員還可以通過控制室內的智能燈光操作系統實現商業區域內燈光的控制，并能及時了解該區域照明系統的工作狀態。

參考文獻

[1]陳家軍.智能照明控制系統的應用現狀及發展趨勢[J].中國新技術新產品，2016，02：26-27.

[2]關鍵.建筑電氣照明節能設計的探討[J].科技創新導報，2015，22：129-130.

[3]束中明，李喜田.施耐德電氣KNX/EIB智能控制系統天津生態城項目節能應用[J].智能建筑與城市信息，2011，03：103-106.