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

安科瑞 繆凱倫

摘要：

照明用電是學(xué)校一項基本的電力需求，學(xué)校具有區(qū)域大、房間多、燈具數(shù)量多、休息時間基本固定等諸多特點，若采用傳統(tǒng)的照明控制，往往布線繁多、不能充分利用自然光照而造成電力浪費，且控制麻煩，即使嚴格管理，仍不可避免地由于忘記關(guān)燈而造成巨大的能源浪費。為了達到節(jié)能優(yōu)化的控制效果，學(xué)?？刹捎弥悄苷彰骺刂葡到y(tǒng)來管理學(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，布線簡潔，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)（以下簡稱：系統(tǒng)）基于KNX總線技術(shù)，采用四芯屏蔽雙絞線將面板、傳感器、驅(qū)動器和總線電源等所有的控制模塊手拉手連接起來，將各種獨立的控制功能集成到一個系統(tǒng)中，集舒服、靈活、安全、節(jié)能經(jīng)濟、維護方便等諸多優(yōu)勢于一體。 智能便捷的控制方式還可以滿足學(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)計與應(yīng)用，簡析KNX技術(shù)的設(shè)計規(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，總線電源、驅(qū)動器、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)。注意各模塊接線不能組成環(huán)形。相對小型的項目，系統(tǒng)可選用10寸中控屏，它無需IP網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)換協(xié)議，設(shè)置簡單且成本低。對于相對大型的項目，可通過IP網(wǎng)關(guān)連接到電腦，實現(xiàn)終端遠程控制。

圖1.  Acrel-bus智能照控制系統(tǒng)圖

2.項目需求 與客戶溝通后，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，進行節(jié)能。

2）教室、辦公室可以就地手動控制，也可后臺控制。

3）走廊燈可根據(jù)有人無人、照度條件實現(xiàn)自動控制。

4）可根據(jù)日常上下課時間實現(xiàn)定時控制。

5）可預(yù)先設(shè)置多種場景一鍵切換控制。

6）中控端可一對一、一對多實現(xiàn)分區(qū)控制。

7）值班人員可對學(xué)校照明集中控制、遠程監(jiān)控。

8）可以和消防系統(tǒng)聯(lián)動控制。  

3.系統(tǒng)功能介紹

根據(jù)客戶需求，該項目可以有多種控制方式可供選擇，如本地控制、自動感應(yīng)控制、定時控制、遠程集中控制等，控制方式更靈活，在實現(xiàn)自動化的同時，大量減少了值班人員的管理費用，提高了管理水平和工作效率。

1）自動控制： 在走道，電梯間等公共區(qū)域，安裝二合一傳感器，可監(jiān)測當前環(huán)境的光照度及有無人活動的情況，實現(xiàn)自動控制。在照度夠用的情況下（如晴天、正午），有人或是無人，燈都不會亮；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，實時監(jiān)測當前照度情況，照度夠用時自動關(guān)閉靠窗位置的燈，充分利用自然照度。

2）手動控制： 各個教室、辦公室門口安裝有智能面板，可對房間內(nèi)照明實現(xiàn)現(xiàn)場手動控制。面板可實現(xiàn)一對一、一對多控制。

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

4）定時控制： 系統(tǒng)按照學(xué)校早讀和下晚自習的時間，設(shè)置定時開關(guān)，完成燈光的自動控制，確保在非工作時間內(nèi)的減小能源消耗。

5）電腦集中監(jiān)控： 電腦端控制頁面主要有首頁、樓層控制頁面組成。可以實現(xiàn)遠程實現(xiàn)集中控制，實時反饋現(xiàn)場回路的開關(guān)狀態(tài)，方便值班人員遠程監(jiān)控。 監(jiān)控軟件由標題欄、任務(wù)欄及工作界面組成。標題欄：主要體現(xiàn)項目名稱及時間。導(dǎo)航條（任務(wù)條）：可以在任意頁面之間進行切換、選擇。工作界面：根據(jù)樓層及房間布局，對控制進行簡單劃分，可實現(xiàn)單燈控制，多回路控制等控制功能。 首頁面作為系統(tǒng)的啟動頁，設(shè)置內(nèi)容一般可根據(jù)客戶要求，呈現(xiàn)項目介紹，項目效果圖，項目平面圖，或項目結(jié)構(gòu)圖等，具體設(shè)置以實際要求為主，如圖2所示。 該項目有多個樓層控制頁面，以教室為控制單位，每個教室中有照明回路單開關(guān)和總開關(guān)、風扇空調(diào)單開關(guān)和總開關(guān)、插座電源單開關(guān)和總開關(guān)，樓層總開關(guān)及現(xiàn)場狀態(tài)反饋兩種狀態(tài)量，此外還設(shè)有定時開關(guān)方便用戶自行設(shè)置定時控制時間。

圖2.  中控平臺首頁面  

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分布式總線結(jié)構(gòu)。布線簡單靈活，各模塊可獨立工作互不影響，系統(tǒng)可靠性更高。模塊工作在直流30V安全電壓下，用戶操作更加安全。升級或更改系統(tǒng)功能時，無需關(guān)閉整個系統(tǒng)，只需更改設(shè)備參數(shù)即可。系統(tǒng)報警定位功能，實時監(jiān)測并上傳集中控制端，方便設(shè)備人員準確定位并及時報修。下面通過一些項目圖紙詳細介紹該系統(tǒng)的設(shè)計流程。

1）結(jié)構(gòu)拓撲圖 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)拓撲圖（見圖3）是對項目實施整體結(jié)構(gòu)布局的一個規(guī)劃，如圖可知，該學(xué)校共有A、B、C三棟樓設(shè)計了智能照明控制。由于每一層箱子比較多，所以布線的時候按樓層進行支線劃分。同一支線內(nèi)所有的控制模塊都通過總線線纜連接到一起，每條支線的所有數(shù)據(jù)量匯總到耦合器、網(wǎng)關(guān)，再經(jīng)由交換機到達監(jiān)控室，實現(xiàn)遠程集中控制。

圖3. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)拓撲圖

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（見圖4）為例，可以看到該配電箱共分配了一個12路開關(guān)驅(qū)動器，箱內(nèi)模塊可通過總線線纜連接到現(xiàn)場控制面板、傳感器等設(shè)備。

圖4.  配電系統(tǒng)圖  

5.結(jié)束語

本文詳細介紹了Acrel-Bus智能照明系統(tǒng)的組成、功能和設(shè)計流程。 綜上可知，該系統(tǒng)在學(xué)校的應(yīng)用具有布線簡單，用戶操作安全，系統(tǒng)可靠性更高，維護方便，操作簡單等諸多優(yōu)勢。筆者在該項目的實施中，也深刻體會到該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)清晰，設(shè)計施工比較簡便，在使用過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。