智能照明控制在建筑自動化中的實現(xiàn)
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上傳人:電氣與智能建筑 上傳時間: 2016-12-29 瀏覽次數(shù): 383 |
一、概述
進入二十一世紀(jì)后,伴隨經(jīng)濟的高速發(fā)展,商業(yè)地產(chǎn)項目蓬勃發(fā)展;各企業(yè)出于運營成本及物業(yè)管理智能化的考慮;在綠色環(huán)保、節(jié)能減排的大趨勢下,智能照明控制的應(yīng)用也越來越廣泛。
在建筑物的電力消耗中,照明部分通常占整個建筑物耗電量的1/3。而商業(yè)綜合體,由于大量景觀燈的使用及氛圍效果燈光輔助,加之建筑物外墻泛光燈等。耗電量較之一般建筑更大。因此,傳統(tǒng)的照明控制受到了強烈的沖擊。建筑自動化系統(tǒng)(BAS)雖然也能實現(xiàn)照明監(jiān)控,但也只具備簡單的區(qū)域控制及時控的功能。無法實現(xiàn)場景控制、調(diào)光、光照度控制等功能來靈活自如的管理照明設(shè)備。
智能照明系統(tǒng)是最先進的一種照明控制方式,它采用全數(shù)字、模塊化、分布式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),通過總線將系統(tǒng)中的各種控制功能模塊及部件連接成一個照明控制網(wǎng)絡(luò),它可以作為建筑自動化系統(tǒng)(BAS)的一個子系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)軟件接入BAS系統(tǒng),也能作為獨立系統(tǒng)單獨運行,在照明控制實現(xiàn)手段上更專業(yè)、更靈活,可實現(xiàn)對各種照明燈的調(diào)光控制或開關(guān)等靈活控制,是實現(xiàn)舒適照明的有效手段,也是節(jié)能的有效措施。
二、智能照明系統(tǒng)在建筑自動化系統(tǒng)的實現(xiàn)
2.1 典型案例:某萬達廣場合廣AISAC-1000智能照明系統(tǒng)
萬達廣場作為大型商業(yè)綜合體,集購物、餐飲、休閑、娛樂功能為一體?;跓艄饷阑?、控制管理的便利、節(jié)能的需要,進行智能照明系統(tǒng)的建設(shè)。
萬達廣場的智能照明系統(tǒng)分兩大部分,公共照明和夜景照明??刂频姆秶ǎ喊儇泤^(qū)公共區(qū)域、室內(nèi)步行街公共區(qū)域、建筑物外墻、室外景觀、廣場等。燈光的類型有普通照明、美化效果照明、應(yīng)急照明等。針對不同的區(qū)域及不同的燈具類型、照明需求。需要實現(xiàn)很多種照明模式,對智能照明系統(tǒng)的要求非常細(xì)致。
2.1.1 萬達廣場智能照明系統(tǒng)的功能和特點
合廣智能照明系統(tǒng)針對萬達廣場需求,在性能與功能方面將智能照明系統(tǒng)提升到了新的水平。成為萬達廣場照明控制完美的解決方案。其先進行的功能和特點體現(xiàn)在各方各面。
1、操作控制
系統(tǒng)支持自動、手動、BAS(萬達慧云智能化管理系統(tǒng))控制三種方式,并支持三種模式的切換。系統(tǒng)自動運行時,按預(yù)設(shè)的場景定時自動控制各回路的開關(guān)動作。手動和BAS控制時,可分別在智能照明子系統(tǒng)和BAS系統(tǒng)(萬達慧云智能化管理系統(tǒng))下發(fā)指令進行各個回路的控制。
2、監(jiān)測功能
可實時監(jiān)測各回路的開關(guān)狀態(tài);可實時監(jiān)測各控制模塊和網(wǎng)關(guān)模塊的在線狀態(tài);
3、告警功能
支持控制模塊和網(wǎng)關(guān)模塊的離線告警;支持控制與狀態(tài)不一致反饋。
4、回路細(xì)化編組
將回路細(xì)化分成基礎(chǔ)照明、應(yīng)急照明、車庫車位照明、車道照明、頂棚照明金鹵燈、裝飾燈、導(dǎo)向標(biāo)識、廣告燈箱等,并按回路類型編組。有利于各種照明模式的組合。
5、場景模式功能
支持預(yù)設(shè)多種場景模式,在萬達廣場運營模式主要有“平時晴天”、“平時陰雨天”、“節(jié)假日晴天”、“節(jié)假日陰雨天”四種。不同運營模式的燈光組合各不相同。每種運營模式又包括“營業(yè)前準(zhǔn)備”、“營業(yè)(白天)”、 “營業(yè)(夜間) ”、“閉店后安?!皞€場景。每種場景模式根據(jù)預(yù)設(shè)的時段來自動切換。

萬達廣場智能照明場景模式
開燈時段
對于公共照明子系統(tǒng),T 的時段設(shè)置如下:
T1:9:30~10:00
T2:10:00~18:00
T3:18:00~22:00
T4:22:00~9:30
6、歷史數(shù)據(jù)、日志報表功能
支持歷史數(shù)據(jù)、告警、操作記錄的存儲。歷史數(shù)據(jù)主要是回路不同時段的開關(guān)狀態(tài)、負(fù)載電流值等。操作日志記錄控制操作時間、控制的回路名稱、控制動作等。
7、回路統(tǒng)計功能
支持全部回路數(shù)量及開關(guān)回路數(shù)量的統(tǒng)計。也支持按區(qū)域統(tǒng)計。
8、控制臺直觀的圖形化界面
依據(jù)現(xiàn)場布局制作的控制臺圖形界面。燈具在界面上直觀的顯示在對應(yīng)區(qū)域,便于狀態(tài)顯示和控制。

BAS智能照明控制管理界面
2.1.2 智能照明系統(tǒng)應(yīng)用效果
1、節(jié)能效果
根據(jù)場景規(guī)則定義,除開陰雨天情況,燈光全開的情況很少。除開陰雨天,每天照明滿功率運行時長只占全天時長的17%,占運營時長的33%。根據(jù)萬達廣場智能照明系統(tǒng)運行一年時間的統(tǒng)計,比對智能照明系統(tǒng)運行前,5~10月照明綜合節(jié)能28%,11~4月照明綜合節(jié)能19%。節(jié)能效果明顯。
2、控制便利效果
智能照明系統(tǒng)運行之前,開業(yè)前與白天模式到夜晚模式切換時,閉店后,物業(yè)至少每個樓層安排一名工作人員到各個強電井進行開關(guān)燈操作。時長一般要15分鐘左右,且有誤操作可能。智能照明系統(tǒng)運行后,不需要專人進行燈光的控制。全由系統(tǒng)自動完成,準(zhǔn)時且不會出錯。極大的提高了工作效率。
3、各種燈光效果的實現(xiàn)
智能照明系統(tǒng)運行之前,燈光效果模式基本是固定的。后期想自定義調(diào)整很困難。智能照明系統(tǒng)運行后,燈光效果的組合更人性化,更豐富。且自定義靈活。
4、延長燈具壽命
根據(jù)萬達廣場智能照明系統(tǒng)運行一年時間的統(tǒng)計,燈具平均壽命提高了2~4倍。
5、新功能的實現(xiàn)
智能照明系統(tǒng)實現(xiàn)了原來沒有的照明功能,如調(diào)光、消防信號自動開應(yīng)急照明燈等。充分體現(xiàn)了照明自動化。
2.2 智能照明系統(tǒng)融入建筑自動化系統(tǒng)(萬達慧云智能化管理系統(tǒng))
智能照明系統(tǒng)在商業(yè)綜合體作為獨立的系統(tǒng)運行。可以實現(xiàn)照明智能化控制管理的一切功能。也可以作為一個子系統(tǒng)接入商場的建筑自動化系統(tǒng)(BAS)。接入BAS后,智能照明系統(tǒng)與BAS實現(xiàn)功能互補,且智能照明能與BAS其它子系統(tǒng)進行聯(lián)動,實現(xiàn)建筑自動化系統(tǒng)的整體提升。
智能照明系統(tǒng)接入建筑自動化系統(tǒng)的優(yōu)勢有:
1、 彌補原來BAS進行照明控制的不足,如功能簡單、控制功能單一、擴容維護不便等。對原有照明控制管理水平是個很大的提升。
2、 智能照明系統(tǒng)自身功能得到擴展。接入BAS后,在原來照明控制管理的基礎(chǔ)上,增加其它系統(tǒng)信號(消防、安防、客流管理等)的聯(lián)動,擴展了照明控制的方式和功能。
3、 互為后備。當(dāng)智能照明與BAS其中一種系統(tǒng)控制終端(PC)或軟件出現(xiàn)故障時,另外一套系統(tǒng)依然可以正常進行控制操作。提升系統(tǒng)的可用性。
4、 智能照明與建筑自動化系統(tǒng)的對接采用標(biāo)準(zhǔn)接口協(xié)議。因此,兩套系統(tǒng)品牌可選范圍廣,兼容性好,有利于系統(tǒng)建設(shè)、降低建設(shè)成本。
5、 更加體現(xiàn)了集中控制管理的特點,智能照明系統(tǒng)與其它子系統(tǒng)一接入BAS,使控制及管理更集中。能更加提高物業(yè)管控的效率及降低運營成本。
6、 數(shù)據(jù)互用性提升。智能照明系統(tǒng)可與BAS上其他子系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)互用。為今后二次開發(fā)及新功能的實現(xiàn)提供了可能。
2.3 合廣智能照明系統(tǒng)與BAS(萬達慧云智能化管理系統(tǒng))的對接
智能照明系統(tǒng)作為子系統(tǒng)與建筑自動化系統(tǒng)對接,均采用標(biāo)準(zhǔn)的通訊協(xié)議。如Modbus、OPC等。連接介質(zhì)主要為雙絞線、光纖、無線等。合廣智能照明系統(tǒng)在萬達廣場的應(yīng)用中,與慧云智能化管理系統(tǒng)連接,選用的OPC連接方式。
OPC方式對接
OPC全稱為Object linking and Embedding for Process Control。是一個于過程控制的連接與嵌入工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。其基于基于微軟的OLE(現(xiàn)在的Active X)、COM (部件對象模型)和DCOM (分布式部件對象模型)技術(shù)。為不同系統(tǒng)廠商的設(shè)備和應(yīng)用程序之間的軟件接口提供了標(biāo)準(zhǔn)化,使各系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換更加簡單化。解決了各信息系統(tǒng)間集成的問題。
OPC分為兩大部分:OPC服務(wù)器、OPC客戶端。均運行在Windows操作系統(tǒng)下。在商業(yè)綜合體中,OPC服務(wù)器運行在智能照明子系統(tǒng)主機上,而OPC客戶端則運行在BAS服務(wù)器上。兩者通過局域網(wǎng)進行連接。
由于OPC是標(biāo)準(zhǔn)化的協(xié)議。智能照明系統(tǒng)與BAS各自系統(tǒng)商可以單獨完成OPC的開發(fā),便能實現(xiàn)數(shù)據(jù)互通。在實際應(yīng)用中,智能照明系統(tǒng)方還需要提供詳細(xì)的節(jié)點點位信息,供BAS實現(xiàn)控制、反饋及數(shù)據(jù)處理。
OPC基于Windows軟件。搭建較為便利,運行處理效率快、速度高,比較適合點位多,數(shù)據(jù)量大的系統(tǒng)與系統(tǒng)間的對接。
三、商業(yè)綜合體智能照明系統(tǒng)設(shè)計及實施應(yīng)用中的關(guān)鍵點
3.1 系統(tǒng)架構(gòu)的針對性
在智能照明系統(tǒng)設(shè)計之初,要根據(jù)用戶需求,針對商業(yè)綜合體現(xiàn)場建筑物的情況特點;結(jié)合與BAS對接,與其他子系統(tǒng)聯(lián)動的可行性;來設(shè)計規(guī)劃系統(tǒng)的架構(gòu)。需要考慮的情況很多,比如:
1、 智能照明系統(tǒng)平臺的安放位置及規(guī)模,如果只是單獨使用,規(guī)模配置就要全面些。如果要接入BAS,相對就可以簡化一點。安放位置要考慮日常使用的方便性。
2、 總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)要根據(jù)建筑物的特點及功能需求來選擇。比如,商場內(nèi)的照明控制只需要控制強電井中照明配電箱中的回路,就可以選擇總線型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),一條總線就可以將同一電井一樓到頂樓連接起來組成一條照明總線。而地下停車場,照明配電箱分散。如果選擇總線型拓?fù)涞脑?,線路過長且施工難度大。因此,較適合星型拓?fù)洹?/p>
3、 為了保證系統(tǒng)運行及控制的速度及實時性,要控制總線的長度與總線上設(shè)備的數(shù)量的配置??紤]到現(xiàn)場的干擾、線材質(zhì)量、施工工藝等各方面的影響,總線上度和設(shè)備數(shù)量控制在上限值的70%以內(nèi),更有利于系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行。
4、 網(wǎng)絡(luò)的連接方面,是智能照明子系統(tǒng)獨立組網(wǎng)(只適合智能照明系統(tǒng)獨立運行的情況),還是接入商業(yè)綜合體里內(nèi)的局域網(wǎng),也要根據(jù)情況來選擇。另外,智能照明系統(tǒng)的網(wǎng)關(guān)模塊最好設(shè)計安裝在控制室端。也就是各照明控制總線布放至控制室,接入網(wǎng)關(guān),網(wǎng)關(guān)網(wǎng)絡(luò)口就近接入控制室交換機。這樣系統(tǒng)相對更穩(wěn)定,也便于故障判斷及維護。
3.2 合理的設(shè)備配置
合理的設(shè)備配置的意思是,在最大程度滿足系統(tǒng)需求的前提。盡可能的選擇最適合且經(jīng)濟的設(shè)備。
1、根據(jù)需要控制的回路數(shù)量來選擇相應(yīng)的輸出設(shè)備(繼電器模塊)。比如,控制8個回路,選擇一個8路的繼電器模塊,一定要比選擇兩個4路的繼電器模塊經(jīng)濟性要好。當(dāng)然,設(shè)備配置還要考慮到一定的冗余。來滿足一定的擴容及后備需求。
2、根據(jù)回路負(fù)載大小來選擇合適的繼電器模塊?;芈坟?fù)載電流超過繼電器通道的額定電流,肯定會導(dǎo)致繼電器模塊損壞。大功率的負(fù)載回路就要通過交流接觸器來實現(xiàn)控制。
3、 根據(jù)商業(yè)綜合體的特點,紅外微波探頭控制照明的功能在公共區(qū)域就不太合適。只適合應(yīng)用在衛(wèi)生間、樓梯間。為了避免誤操作,現(xiàn)場面板控制也中限于電井內(nèi)。這也體現(xiàn)了設(shè)備配置的針對性。
4、電源模塊數(shù)量的配置的合理性。過多的話,經(jīng)濟性差。過少,電源模塊長時間高負(fù)荷運行,故障率會增高。不利于系統(tǒng)穩(wěn)定運行。
3.3 功能與經(jīng)濟性的合理均衡
智能照明系統(tǒng)的主要功能是集中的照明的控制與狀態(tài)的反饋。如果一味的考慮成本,簡化系統(tǒng)。會導(dǎo)致系統(tǒng)可用性差且故障率高。而且,還需要考慮到智能照明系統(tǒng)后期使用維護成本。如果建設(shè)之初,一味節(jié)約成本,建設(shè)成本是降低了。但后期故障頻繁,需反復(fù)維護修改,全系統(tǒng)生命周期算下了,總成本反而更高。
而一味的強調(diào)功能全面、強大,必然增加系統(tǒng)建設(shè)的投入。要根據(jù)商場特點,選擇適用的功能。同時,避免重復(fù)投資。如智能照明子系統(tǒng)要接入BAS,就可以簡化子系統(tǒng)終端的配置等。
3.4 控制與維護的便利性
商業(yè)綜合體智能照明系統(tǒng)控制的方式主要有:中控室BAS控制、中控室照明子系統(tǒng)平臺控制、現(xiàn)場面板控制、模塊場景定時控制、傳感器控制(照度感應(yīng)等),還有其他如平板電腦、手機APP、繼電器模塊應(yīng)急開關(guān)等。
考慮到商業(yè)綜合體的現(xiàn)實情況,系統(tǒng)建設(shè)一般選擇中控室BAS控制、中控室照明子系統(tǒng)平臺控制、現(xiàn)場面板控制、模塊場景定時控制四種控制方式。為平臺控制的直觀性,一般結(jié)合商場現(xiàn)場平面布局和回路位置情況。在控制臺呈現(xiàn)圖形化控制界面。讓操作者直觀的知道控制的哪個區(qū)域的照明回路。而且可以顯示照明開關(guān)狀態(tài)。
借助當(dāng)前智能照明系統(tǒng)自帶的自檢、斷線告警、故障上報等功能,便于故障發(fā)現(xiàn)及定位。在系統(tǒng)建設(shè)時需注意竣工資料的完善及準(zhǔn)確。在用戶人員的培訓(xùn)方面要針對性的強化操作及故障判斷處理的技能。
結(jié)束語
智能照明已經(jīng)正式列入國家計劃,終端節(jié)能優(yōu)先的觀念已經(jīng)深入人心。智能照明控制是商業(yè)綜合體節(jié)約能耗及提高綜合體管理水平的有效手段。使得照明方案具備高度的靈活性,系統(tǒng)投入使用后,會帶來高質(zhì)量的照明環(huán)境??梢猿尸F(xiàn)多種藝術(shù)效果,便捷地調(diào)整照明系統(tǒng),既滿足美觀、實用的要求,同時又達到了綠色節(jié)能環(huán)保的目標(biāo)。是當(dāng)前商業(yè)綜合體照明控制的主流解決方案。
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