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浅谈EBI智能照明控制系统在滨海实训基地中的应用

更新时间:2021-05-28点击次数:489次
浅谈EBI智能照明控制系统在滨海实训基地中的应用
摘要:随着计算机技术、自动控制技术、通信技术、总线技术及信号检测技术等迅猛发展和相互之间的渗透,楼宇照明控制枝术有了很大发展。智能化照明系统是指利用计算机、无线通讯数据传输、计算机智能化信息处理及节能型电器控制等技术组成的控制系统,实现对各照明设各的智能化控制。
关键词:EIB;控制系统;应用
 
0、引言
相比目前部分智能大厦所采用的楼宇自控(BA)系统对照明的监控,以及各种采用现场总线技术的智能照明控制系统, EIB智能照明系统体现出强大的性,在智能建筑中的应用越来越广泛。与传统照明系统相比,智能化照明系统具有对照明灯具亮度的强弱调节、灯光软启动、定时问启动控制、各种场景的设置等功能;并且具有节能、效率高等特点。 照明智能化系统不仅可以提高照明系统的控制和管理水平,减少照明系统的维护成本,还可以节约能源,保护环境,减少照明系统的运营成本,提高经济效益。智能照明控制系统目前大多应用于各大城市的公用、民用建筑,如宾馆、图书馆、写字楼等,针对当前滨海实训基地的智能化建设,智能照明系统的设计与实施,将为学校带来节能环保与智能管理的良好前景。
本文将阐述滨海实训基地智能照明控制系统整体方案的设计。
 
1、EIB总线智能照明控制系统概述
EIB系统,在欧洲为EuropeanlnstallationBus,即欧洲安装总线,是指一种专门用于智能建筑领域的现场总线标准,其具有开放性,互操作性、分布性和灵活性的特点。
EIB总线系统通过单一多芯电缆替代传统的、分离的电力电缆和控制电缆,同时实现各路开关能够相互传送控制指令。 其线缆的敷设可以是线型、树型或星型结构,扩容和改装方便易行。各类智能化元器件使其可以通过编程改变功能,既能够单独完成开关、控制、监视等工作,也可根据需求进行多种组合。与传统线路安装方式比较,EIB总线系统无需增加元件数目就能够实现多种功能,具有高度灵活性。
                                         
 
                                                       图1 EIB系统工作原理
由上图可看出,EIB总线系统的智能面板开关替代了传统的面板开关,智能面板开关只与EIB控制总线连接,智能面板开关通过总线发送信号控制相关的驱动器即执行器,从而实现对灯光等设备的控制,由此可见,EIB系统的结构是全分散型的结构,不需要任何集中控制器之类的设备,不同于上一代集散式控制系统,另外对灯光设备的控制是通过软件编程实现的, 面板开关属于低电压设备,不直接切断强电进行控制,完全不同于传统的面板开关的控制。
2、EIB智能照明控制系统主要功能
针对学校实训环境的照明要求,EIB智能照明控制系统的具体控制功能设计如下:
2.1 灯光照度控制
 
通过定时控制或光感控制,在需要的时间将需要的区域如实训1号楼层某个实训区域的照明、遮阳,通过调光的方式或智能开关的方式将灯光控制到合适的照度,以节约能源和降低消耗。
2.2 教学场景控制
 
根据实训教学要求,可设定不同的灯光模式,在教学过程中可按照设定的灯光场景进行切换。如进行多媒体教学演示时, 可采用多媒体教学模式;实训操作时可切换到实训模式。 
2.3 定时控制及移动感应控制
 
实训楼楼梯及走廊的灯通常在无人或非上班时间可能依然开着,通过定时控制及移动感应控制的结合,保证楼梯及走廊的灯光在各时段定时开启/关闭,放学后或无人时定时关闭灯光,同时自动启动移动感应器,有人走动时开启灯光,人走开后自动关闭,达到节能、便于管理的目的。
2.4 集中监控
 
通过计算机集中控制系统,在管理平台上显示各子系统模拟图,实时监控各实训楼内照明设备的运行状况,及时进行调整,合理控制相应区域的照明设备,节约能源。
2.5 远程控制与管理
 
通过网络接口,可与其它楼宇控制系统集成,根据楼宇控制系统发出的操作指令,执行相应的动作,实现远程控制与管理。
3、滨海实训基地智能照明需求分析
3.1 节能
实训基地由3幢3层L型建筑构成,包括各专业实训室、 部分机房、教室及教师办公室,主要在白天进行教学活动〕一般情况下自天多数会处于开灯状态,晚上集中关闭,比较容易出现无人时灯仍然开着的情况。采用智能照明控制系统的目标是可根据不同时间段,进行照明模式的划分,把不必要的照明关掉,需要时自动开启;同时利用自然采光,对室内照度进行自动调节,实现节能的目的。
3.2实现多种照明效果
 
实训教学楼中除实训室外,还有部分机房、多媒体教室、 普通教室以及教师办公室,实训室内还有展示区域、操作演示区域、讨论区域等等区域的划分,对于不同区域和各区域的功能划分,照明就不能只单纯的满足视觉上的明暗效果,更需要具各多种控制方案,提供比较丰富的视觉效果,如可设定展示区域、操作演示区域、讨论区域、多媒体教学、传统教学、 办公审等不同区域场景〕
3.3 实现科学管理
 
智能照明控制系统以自动控制为主、人工控制为辅,实现集中监控,自动实现开关和调光功能,并可根据需要随时修改〕 同时,可通过网络实现远程控制和访问,实现科学管理,减少管理维护人员配备〕
4 实训基地智能照明控制系统总体设计
 
实训基地智能照明控制系统的设计目标在于突出智能化、科学化管理和节省能源、运营费用,因此系统设计应具体体现合理细分控制回路,设置回路控制方式及系统运行方案。 
4.1硬件配置
 
本系统总线元件采用模块式组件,分为电源模块、传感器模块、开关模块、调光模块、窗帘驱动模块、LC藕合器、IP网关等。
开关模块分4路、6路、8路及10路输出,可分别对多个独立的负载回路进行开关控制。
调光模块设计有1路、3路兼300/600/900/1000W及大功率调光等小同负载容量模块,配合电子整流器对照明灯具进行调光控制,这些模块根据具体照明要求安装在各建筑楼层的照明配电箱中。
传感器有光线传感器、人体传感器、移动传感器等,安装在各被控区域内,此外,还有用于DIN导轨安装的数据传输母线,用于线路扩展的支路耦合器,EIB专用电缆和编程用USB接口等。
4.2 软件配置
 
系统软件分为监控组态软件和编程软件。
在集中控制室内设置一台智能照明控制系统监注主机,安装WinSwitch组态监控软件及ETS编程软件。
监控主机可以为操作人员提供图形化监控界面,通过主机监控软件监视整个智能照明系统的运行情况,并可以在照明设备平面布置图上实时动态显示各区域的照明设备使用状况。
同时,可以通过编程软件ETS2.0对各个模块进行编程,为每个模块设置独立的物理地址,每个回路设置一个组地址,通过将相应的模块、回路地址组合到一个组地址的方式进行控制, 使系统控制其有较高的万便性〕
4.3 总体方案
 
在本方案中,使用EIB通信装置及ETS编程软件,将照明控制设计为一个独立的控制子系统,同时,把风机盘管、电动窗帘、分体式空调等设备的控制纳入控制系统,进行深化设计、利用EIB系统提供的各类接口,还可实现与门禁系统、BAS、 安保系统和消防系统的集成。
根据实训楼的位置分布、照明设备数量及各区域功能需求,设计采用9条主线,分别控制3幢实训楼及各实训楼的实训区域、多媒体教室、机房、办公室等照明设备,各主线可构成独立的照明控制子系统,
EIB总线标准定义了与以太网的接口,因此可以采用IP网关来代替区域耦合器,利用已有的校园网,构成完整的校园智能照明控制系统。
5、安科瑞智能照明控制系统介绍
5.1系统简介
Acrel-BUS智能照明控制系统,是基于KNX总线技术设计的控制系统。KNX总线技术起源于欧洲,是在EIB,Batibus和EHS这三种住宅和楼宇的总线控制技术上发展起来的,其中EIB(EuropeanInstallationBus,欧洲安装总线)是该总线技术的主体。
Acrel-BUS智能照明控制系统采用标准的2*2*0.8EIBBUS总线(即KNX总线)作为总线线缆,将所有的智能照明控制模块连接到一起并组成一套完整的控制系统,既可实现照明灯具的远程集中控制,又可实现就近控制功能。该系统理论连接控制模块数量达580000多个。
安科瑞智能照明产品种类齐全,方案完善。用户可通过控制面板、人体感应、照度感应、微波感应、上位机系统、触摸屏、手机、平板端等多种控制终端实现灵活多样的智能控制,特别适合于各类智能小区、医院、学校、酒店,以及体育场所、机场、隧道、车站等大型公建项目的照明系统。
5.2系统工作原理示意图(见图2)
 
 
 
 
5.3产品选型

5.3.1开关驱动器

型号

 

参数

ASL100-S2/16

2路开关驱动器)

ASL100-S4/164路开关驱动器)

ASL100-S8/16

8路开关驱动器)

ASL100-S12/16

12路开关驱动器)

设备供电

DC21-30V12mA(max)功耗<360mW负载电流<16A负载电压:AC110-250V

操作指示

LED指示灯及编程按键

防护等级

IP20EN60529

温度范围

正常运行:-5-45℃;储存温度:-25-55℃;运输温度:-30-70

安装方式

标准DIN35mm轨道安装

 

5.3.2调光驱动器

型号

参数

ASL100-SD2/16

20-10V调光驱动器)

ASL100-SD4/16

40-10V调光驱动器)

设备供电

DC21-30V12mA(max)功耗<360mW负载电流<16A负载电压:AC110-250V

操作指示

LED指示灯及编程按键

防护等级

IP20EN60529

温度范围

正常运行:-5-45℃;储存温度:-25-55℃;运输温度:-30-70

安装方式

标准DIN35mm轨道安装

 

5.3.3可控硅调光模块

型号

参数

ASL100-TD2/52路可控硅调光驱动器)

设备供电

DC21-30V12mA(max)功耗<360mW负载电流<5A负载电压:AC110-250V

操作指示

LED指示灯及编程按键

防护等级

IP20EN60529

温度范围

正常运行:-5-45℃;储存温度:-25-55℃;运输温度:-30-70

安装方式

标准DIN35mm轨道安装

 

5.3.4传感器

 

 

参数

ASL100-T2/BM

(照明及人体移动二合一传感器)

ASL100-T2/BR

(照明及微波二合一传感器)

 

感应范围

人体感应距离5-7m

照度感应0-65535lux

微波感应距离5m照度感应0-65535lux

设备供电

DC21-30V12mA(max)功耗<360mW

操作指示

LED指示灯及编程按键

防护等级

IP20EN60529

温度范围

正常运行:-5-45℃;储存温度:-25-55℃;运输温度:-30-70

安装方式

嵌入式吸顶安装

 

5.3.5总线电源

型号

参数

ASL100-P640/30

设备供电

AC85-260V50/60Hz

输出参数

输出电压30V;输出电流640mA;短路电流<1.3A

操作指示

红色和绿色LED以及按键

防护等级

IP20EN60529

温度范围

正常运行:-5-45℃;储存温度:-25-55℃;运输温度:-25-75

安装方式

标准DIN35mm轨道安装

5.3.6智能面板

型号

参数

ASL100-F1/2

一联两键智能面板

ASL100-F2/4

两联四键智能面板

ASL100-F4/8

四联八键智能面板

设备供电

DC21-30V12mA(max)功耗<360mW

操作指示

红色和绿色LED以及按键

输入参数

按键输入

防护等级

IP20EN60529

温度范围

正常运行:-5-45℃;储存温度:-25-55℃;运输温度:-25-75

安装方式

标准86盒安装

5.3.7干接点、湿接点输入模块

型号

参数

ASL100-DI4/20

ASL100-WI4/230

设备供电

DC21-30V12mA(max)功耗<360mW

操作指示

红色和绿色LED以及按键

输入类型

干接点信号输入

12-230VAC/DC湿接点输入

防护等级

IP20EN60529

温度范围

正常运行:-5-45℃;储存温度:-25-55℃;运输温度:-25-75

安装方式

标准DIN35mm轨道安装

 
5.4系统功能
1)光照度(需要配照度传感器)监测,对利用自然光照明区域,根据自然光照度变化,进行照明控制和调节,满足照明和节能要求;
2)公共区域、走廊、通道、门厅、电梯厅等的照明,应设置红外或微波类人体感应器,并结合智能控制面板,实现各种场景照明控制,尽可能较少灯具点亮时间;
3)楼梯间照明采用人体感应探测控制;
4)设备房、设备房走道采用分组就地控制;
5)室外路灯、景观等照明采用光照度控制结合时控的集中控制方式;
6)监控系统界面友好,画面美观,实时显示各区照明工作状态;
7)应具有完善的用户权限管理功能,避免越权操作;
5.5系统的控制优势
1)系统可通过、触摸屏、电脑对现场的灯光、空调及窗帘等进行远程集中控制,使得控制更加方便智能,用户体验更舒服;
2)系统中控制模块均工作在直流30V可靠电压下,用户操作更加可靠、舒服;
3)系统在实施过程中,充分结合自然光及人员的活动规律来自动控制灯光,减少能源消耗,达到很好的节能效果;
4)系统采用分布分布式KNX总线结构,搭建简单灵活,系统内各模块互不影响,可独立工作,可靠性更高;
5)多种控制方式可供选择,如本地控制,自动感应控制,定时控制,场景控制和集中控制等,控制方式更灵活;
6)系统的自动控制、远程集中控制等功能,在实现自动化的同时,大量减少了值班人员,提高了管理水平和工作效果;
7)升级系统内控制模块或更改系统功能时,无需增加连接线,不需关闭整个系统,只需更改设备参数即可实现,维护方便,操作简单;
8)系统可与消防系统联动,在出现消防报警时,强制打开应急回路,方便人员疏散,从而降低了人员伤亡的风险,提高了建筑的可靠性。
5.6安科瑞组网方案
智能照明控制系统组网方式灵活,扩展方便,当系统模块数量较少、距离较近、范围较小时,各设备以树形枝状延伸,构成支路系统智能照明控制系统;当系统模块数量较多、距离较远、范围较大时,用支线耦合器组成多条支路,构成区域智能照明控制系统;当系统模块数量很多、距离很远、范围很大时,用支线耦合器、区域耦合器等构成楼群智能照明控制系统。(见图)
 
                                                            图3组网方案
 
 
6、结束语
EIB作为一种全新的现场总线技术,其支持的总线拓扑结构多样,系统容量大,各功能模块采用标准导轨安装,功能丰富、体积小,可以与楼宇自控集成,安装方式方便扩容、调试和维护。但是,目前还没有完全适合各类学校的、科学合理的智能照明控空制系统,为此,木次针对滨海实训基地的照明控制系统研究与设计,不但提出了基于EIB总线的智能照明控制系统方案,而且在应用中可大大提高学校照明电力的管理水平,产生较大的经济、社会和环境预期效益。
 
【参考文献
[1]周悦.EIB智能照明控制系统在我校滨海实训基地中的应用
[2]周伟.EIB智能照明控制系统在地铁中的应用[J].电工技术,2010(1):40-42
[3]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2020.06版
 
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