安科瑞 胡燁

江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇江陰 214405

摘要：介紹滬昆高鐵曲靖北站、富源站、嵩明站智能照明控制系統，采用智能電力儀表采集配電現場的各種電參量和開關信號。通過對高鐵站內智能照明設備的控制及對消防應急燈具的控制，充分保證了高鐵站內工作人員及乘客的生命財產安全。

關鍵詞：智能照明控制系統 智能電力儀表 照明控制 安科瑞

0、項目概述 

滬昆高速鐵路由滬杭客運專線、杭長客運專線以及長昆客運專線組成，線路全長2266公里，是中國東西向線路里程最長、經過省份最多的高速鐵路。安科瑞于2016年6月承接建設了該項目云南段的智能照明控制系統、智能疏散控制系統，通過對高鐵站內智能照明設備的控制及對消防應急燈具的控制，充分保證了高鐵站內工作人員及乘客的生命財產安全。其他典型項目還有：新建長沙至昆明鐵路客運專線貴州段、焦桐高速公路登封至汝州段石界嶺、安溝隧道等。

1、系統結構描述

1.1 系統的架構

▲Acrel-bus智能照明控制系統中，所有的設備都是通過一種統一的通信介質(如：雙絞線、電力線或868 MHz無線通信)相互連接在一起。

▲該系統中，所有的設備及整個系統如何工作都是通過ETS工具軟件(Engineering Tool Software)編制定義的。

▲系統中，除電源模塊外，所有的總線設備都擁有唯一的物理地址，物理地址一般是根據實際工程的拓撲結構確定的。

▲開關、調光等控制信號都是以報文的形式在總線上的各個設備間進行傳輸的。

▲Acrel-Bus智能照明控制系統采用分層結構，系統分為線、區域這兩級結構單元。

▲線是系統中最小的結構單元，一條線至少需要一個電源，最多可供應64個總線設備。每條支線實際所能連接的設備數取決于所選電源的電容量和支線元件的總耗電量。

▲一個區域上最多可有15條線通過線路耦合器連接。一個區域中最多可連接15x64個總線元件。

▲系統可通過區域耦合器、支線耦合器擴大其容量，一個系統最多可以由15個區域組成，系統中最多可連接15*15*64=14400個元件。

注意：在同一條支路中：所有系統總線電纜總和不超過1000米，

任何兩個元件之間的總線電纜長度均不超過700米，

電源到任何元件的總線電纜長度均不超過350米，

如若有兩個電源供應器，電源之間的總線電纜長度不得小于200米。

1.2. 系統的優點 

Acrel-Bus智能照明控制系統的優點體現在以下幾個方面：

▲系統所采用的KNX總線標準有多家制造商支持，產品只要符合KNX標準，就可實現互換性，可做到不同廠商不同產品間無縫兼容，便于將來的維護。

▲系統結構是分布總線式結構，系統內各智能模塊不依賴于其他模塊而能夠獨立工作，模塊之間應是對等關系，所以系統可靠性更高。

▲實現多點共同控制時，不需要增加連接線的數量，系統內任何一點的控制方式，只需通過設備參數設置實現。

▲可在iPad上實現智能控制，控制界面可選擇語言，可加入圖片，控制更便捷更人性化。

▲智能照明控制系統可自成體系，也可通過OPC方式與BA系統互聯。

▲系統維護方便，更換或升級系統內元件時，不需要關閉整個系統。

▲該系統有多種控制方式，例如可以實現就地智能面板控制、人體感應控制、光線感應控制、定時控制、場景預設控制及集中控制。

▲該系統能與消防系統進行聯動，在出現消防報警時，可由系統強制打開所有回路，方便人員疏散。

▲總線元件及現場控制面板運行在30VDC安全低電壓下。

▲該系統中多種控制方式可靈活結合使用，使得管理更方便更人性化。

1.3. 系統的功能

▲手動控制：根據實際要求通過安裝在各個區域的智能面板和觸摸屏可實現對燈光開/關、亮度等實現實時控制。

▲自動控制：可用不同功能的傳感器(如：照度傳感器和人體移動傳感器)可根據外界壞境實現對燈光的自動控制。

▲場景控制：可預先設置不同場景進行切換。

▲定時控制：系統自動按照預設的運行時間完成燈光的控制，確保在非正常工作時間內的最小能源消耗。

▲中央控制：對于所有的控制可實現實時監控并有效控制整個照明區域。使得控制方式更加方便快捷，節省人力電力。

▲系統聯動：該照明系統可與物業管理系統，樓宇自控系統，安防及消防系統聯動。

2、智能照明控制系統的設計

系統中受控的負載直接與控制系統的驅動器相連，所有傳感器(如智能面板、傳感器)和驅動器(如開關驅動器盒調光驅動器)都通過KNX總線線纜相互連接到一起。當智能面板按下或者傳感器監測到光照度或人體移動時，它們會通過KNX總線線纜向設定的驅動器發送信號(以電信號的形式發送)，從而控制相應的負載(如燈、窗簾等)。

2.1.系統結構拓撲圖

圖例為系統結構拓撲圖，該組網方式適用于樓層平面內配電箱分散的建筑如：辦公樓、商場、圖書館、會展中心等。

設計解析：

▲每一層的設備通過手拉手相連形成一條總線。

▲各樓層配電箱中的各個驅動模塊與現場智能面板和傳感器通過控制總線相連形成線路。各驅動模塊采用標準DIN導軌安裝方式;智能面板采用標準86盒安裝;傳感器采用嵌入式吸頂安裝。

▲不同支線通過線路耦合器連接形成一個系統，系統可集中控制所有設備。

系統為兩層總線組網結構，即設備層、線路層。

該照明系統架構的優點集中體現在靈活和穩定兩方面：

▲靈活性：系統采用樹狀結構拓展，每個總線設備的位置在系統中基本可以隨意擺放。另外，整個系統構架可大可小，適用于不同類型、不同規模的項目。

▲穩定性：由于系統中每個線路有自己的供電電源，這些電源在電氣上是相互隔離的，這樣一條線路上發生的故障不會影響其他線路，確保整個KNX/EIB系統的高度穩定性。

2.2.強電回路分布平面圖

▲確定控制的范圍與區域;確定控制對象。

▲明確不同區域、不同燈具的劃分，方便下一步確定傳感器、控制面板的分布。

2.3.傳感器分布平面圖

確定控制面板、傳感器、配電箱的數量及位置。

確定總線對設備的連接次序及走向。

確定感應設備通信線的連接走向。

2.4.強弱電系統圖

 2.5.系統的接線圖

3、智能照明控制系統產品選型

3.1. 開關驅動器

功能說明

用于對設備進行開關控制的驅動器，具有開關、邏輯控制、延時開關、預設、場景、閾值開關等功能。

◆ 手動控制

◆ 時間功能，ON/OFF延時、閃爍、樓梯燈

◆ 場景控制

◆ 預設功能

◆ 邏輯功能

◆ 閾值功能

◆ 電熱閥驅動器控制

◆ 總線掉電和掉電復位后繼電器開關位置選擇

外形尺寸

3.2. 0-10V調光驅動器

功能說明：

2路0-10V調光器，可對每路進行回路開關控制并輸出0-10V調光信號對具有0-10V調光接口的燈具進行調光。

◆開關功能

◆調光功能

◆場景功能

◆狀態反饋(開關狀態和調光值)

外形尺寸

3.3. 人體感應及光照度二合一傳感器

功能說明：

該傳感器是一種能感受外界信號、物理條件(如光、移動)的設備裝置，并能將感應的信息傳遞給其它設備裝置(如調光器、開關驅動器)以實現其功能。主要用于照明中與亮度有關的場合，或者需要監控的場合，即監控是否有人移動，然后執行動作。

◆ 照度感應

◆ 移動監測

◆ 光照度閾值設定

◆ 帶10級靈敏度人體監測

◆ 邏輯功能

◆ 移動、光照度、邏輯功能使/失能

外形尺寸

3.4. 總線電源

功能說明

KNX/EIB系統標準供電電源，640mA輸出電流，最多可以為64個設備供電，帶總線復位、過流指示和短路保護。標準導軌安裝。

電源模塊為總線上各個模塊提供電源，耦合總線信號。按下復位按鍵，會持續20秒以上的總線復位時間。連接到總線上的設備在復位期間恢復到它的初始狀態。如果需要長時間斷開電源，則需要切斷供電電源。

另外本系列的電源提供一個30V的輔助直流電壓，為其他的外設(如觸摸屏幕、IP網關等)供電。

外形尺寸

3.5. 智能面板

功能說明

用于接受按鍵觸動信號，可通過區分短按與長按并結合不同參數配置實現開關、調光、場景、窗簾控制、調溫、報警等功能。

◆ 開關功能

◆ 調光控制

◆ 百葉窗控制

◆ 數值發送

◆ 場景控制

外形尺寸

3.6. 干接點輸入模塊

功能說明

用于接受外部干接點信號輸入，可通過不同參數配置實現開關、調光、場景、窗簾控制、數值發送、計數等功能。

◆ 外接輸入控制和手動按鍵控制

◆ 開關功能

◆ 調光功能

◆ 百葉窗控制

◆ 數值發送

◆ 場景控制

◆ 預設順序發送

◆ 計數功能

◆ 多重操作

◆ 手動操作狀態指示

外形尺寸

3.7.PC控制端和智能控制終端

PC控制端

Winswith 3是一種智能照明控制上位機管理軟件，廣泛應用在智能建筑、體育館、機場等需要多層次照明控制的場合。可實現功能有：

▲可插入emp、wmp、bmp、jpg、gif、clp等圖形;

▲可對系統中的設備實現定時、邏輯、延時、場景等控制;

▲可對設備的開關進行計次或計時的統計;

▲可實現多種信息統計，如狀態、溫度等;

▲可編輯不同樓層的圖形，并可互相切換顯示;

▲可顯示不同級別的用戶密碼。

智能控制終端

ayControl是KNX，DMX和Dali家庭自動化系統的視覺控制和連接管理軟件，可將其安裝在手機或平板電腦上，對智能照明實現更便捷、更智能的控制功能。將ayControl裝入手機或平板電腦后，使得KNX傳感器和開關系統不需要太多額外安裝，降低了整個智能系統成本。

4、結束語

隨著智能建筑及電力系統智能化的發展，政府及民眾對節能環保、綠色能源、可持續發展的認識度和重視度越來越高。企業建筑、公共建筑以及商業建筑等安裝智能照明系統是智能化建設的必然趨勢。智能照明控制系統有利于進一步優化相關單位的能耗監測與管理、降低燈具和線路的工作溫度、延長燈具壽命、節約能源，而消防應急照明系統和疏散指示系統配合火災報警控制器的使用，在危急時刻，能夠快速針對風向、就近出口、火災的走勢、人群密度做出分析，給出最安全的疏散路徑指示，智能打開消防應急標志燈的指示方向以及應急照明燈，幫助建筑內的人群實時地選擇最佳逃生路線，指引安全逃生方向，最大限度的保障群眾的人身安全，為各商家擔心的安全問題解決了后顧之憂。該系統主要應用于機場、軌道交通、隧道、客運樞紐、醫院、學校、體育館、展覽館、星級酒店、高端商業樓盤等場所。