探析融通商务中心智能灯光系统设计分析钱亮--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

探析融通商务中心智能灯光系统设计分析钱亮

发表时间：2020/6/17 来源：《基层建设》2020年第4期作者：钱亮

[导读] 摘要：在智能大厦建设方面，需要通过设计智能灯光系统实现建筑照明的智能化管控，促使建筑能耗得到减少。

        上海众慧科技实业有限公司
        摘要：在智能大厦建设方面，需要通过设计智能灯光系统实现建筑照明的智能化管控，促使建筑能耗得到减少。基于此，本文结合融通商务中心建设实例，对智能灯光系统设计思路展开了分析，对系统工作原理和具体设计方案进行了研究，为关注这一话题的人们提供参考。
        关键词：融通商务中心；智能灯光系统；智能大厦
        引言
        在现代建筑中，照明系统消耗的能源占建筑总能耗的35%左右。为减少建筑能耗，“绿色”照明概念得以被引入，希望通过采用时钟自动控制、照度感应等各种新技术加强照明耗能控制。在智能大厦建设过程中，同样提出了绿色光照要求，还要完成智能灯光系统设计，以便使建筑照明得到有效控制。
        1工程概况
        融通商务中心地处嘉兴市南湖大道与文桥路交叉口。项目由4幢写字楼、1幢国际会议中心以及1幢高端会所组成,总建筑面积约8万方。按智能大厦目标进行建设，需要引进先进机电设备、通信系统和服务设施，通过智能化控制管理将各种设备、系统、设施组合在一起，为建筑的智能化运营提供保障。而作为一类办公建筑，需要实行多种照明，为降低能耗，并满足不同照明需求，还要采用智能照明控制系统对不同区域、不同功能照明进行智能化管控，以便在建筑内外完成有层次、拥有丰富变化的灯光环境营造，在美化环境的同时，实现能源与资源节约。
        2智能灯光系统设计分析
        2.1系统设计思路
        结合系统设计要求，还要明确系统需要采用的不同照明模式，提出有效的智能控制方案。实际应用各种照明控制技术，需要对通讯技术、计算机技术等各种技术进行集成应用，实现对建筑照明的整体性控制[1]。结合不同场景照明需求，对不同照明回路强度进行组合，并在控制器上完成预置存储，能够一键完成预设程序调用，实现场景自动变换。通过时间预设，能够使系统处于全自动状态，在达到指定时间后完成不同工作状态切换，如白天自然采光较好的条件下只打开公共区域灯光，夜晚和阴雨天根据光照度检测结果将各区域灯光打开。针对合个大楼的公共区域、会议室等不同区域，还要结合照明用途进行明暗度和投射方式的预设，完成不同环境氛围营造。在提供舒适环境的基础上，系统可以通过预设光照度在不需要灯光时将灯关掉，使建筑照明能耗得到有效控制。利用系统对电网浪涌电压等进行抑制，采用软启动等技术避免灯具受到热冲击，可以使灯具寿命得到延长。
        此外，由系统实现照明智能化管理，可以利用控制总线进行各个照明单元连接和输出控制，只需要利用软件完成单元地址码设置就可以建立控制关系。在对控制方式进行修改时，无需进行硬件线路调整，所以可以减少维护费用。无需设置开关及其线缆，并且可以减少照明控制方面的劳动力，因此能够节省人工费用。
        2.2系统工作原理
        在系统照明控制设计上，需要采用模块化设计方式，完成现场控制、自动检测等模块的设计，以便根据环境光照度检测结果对现场照明亮度进行调节，并利用环境光颜色检测结果进行色彩实时调控。针对各个照明区域，都要完成传感器节点布置，利用控制器实现照明参数调节管理，并提供网络接口，实现数据上传和下载，为系统智能化控制功能的实现提供支撑[2]。
        实际结合融通商务中心照明控制需要，工程采用了二线制智能控制系统。在现场各个单元进行除电源以外的器件布置时，包含监测器件、控制器等，均内置存储单元和微处理器，能够实现数据简单处理和存储，并利用UTP5信号线构成数据传输网络，满足系统数据交互需求。针对各单元，需要完成唯一地址的设定，确保系统软件控制功能可以实现，能够通过信号输出对各照明回路负载进行控制。根据组群地址和输出组件，能够确定对应控制关系。在系统信号输入阶段，可以通过输入单元将各种模拟信号转化为数字信号，利用总线进行广播，由各输出单元接收和做出判断，使相应回路输出得到控制。系统总线可以为各组件提供24V直流电源，对控制信号进行加载。通过软件编程，能够在控制开关和输出回路间建立逻辑对应关系。采用模块化结构，系统可以轻松实现功能拓展。配备专用接口和软件，利用计算机接入以太网，能够实现照明远程监控。实现分布式控制，各模块内置CPU，可以直接与输出模块通讯，完成指令发送、接收和执行，因此能够避免中央CPU承受过大负担，继而保证系统稳定运行。
        2.3系统结构方案
        工程采用MRTLC智能照明控制系统，如图1所示，由现场工作站负责各照明单元控制管理，利用局域网和网关与时钟控制器、调光箱等现场设备实现信号连接。而现场控制器配备有可编程控制面板，能够完成程序预设，并通过与动态传感器连接进行光环境检测，达到反馈控制的目标[3]。借助无线设备，可以通过手机等移动终端进行系统数据查看。系统工作站由中央管理电脑和接口网线组成，利用STP屏蔽网线与控制模块连接，通过现场总线协议实现数据传输。而各设备间采用手拉手的总线接线方式，保证系统通信质量。

        图1 智能灯光系统结构图
        2.3.1系统硬件配置
        从系统硬件配置情况来看，包含可编程开关、照明控制器等现场装置和中央监控中心设备，能够对全部照明回路进行分析，使系统有所设备得到有效控制。系统配置的电脑可以进行现场控制器数据的集中管理，能够对各单元照明情况进行模拟监控，生成事件记录和日志。在数据通信上，系统配置GT/50系列网关，可以实现现场总线与以太网信号转换，配备2个现场总线接口和1个以太网接口，采用定导轨安装方式，在发生故障时可以进行复位操作。系统配置的时钟控制器为TM/50-1，能够对200个时钟控制场景进行存储，完成普通模式、节假日模式和特殊日模式等不同照明模式设置，控制的时间点多达200个，具备远程编程功能，可以满足系统控制需求。系统配置了RL/50系列的4路、6路和8路开关控制器，回路最大负载容量可以达到16A，能够实现手动控制网络控制，实现多回路顺序延时启动，避免给点位带来过大冲击。控制器具备编程和测试功能，在执行场景命令后可以向监控中心返回各回路开关状态。系统采用的调光箱为DM/50系列的4路、6路、12路调光箱，回路负载容量为10A，同样有两种控制模式，调光电流上升时间大于200微秒，可以实现编程和测试，对各场景进行启动和屏蔽。
        配置的电源模块为24V/2ADC电源，采用的照度感应器为控制器与感应设备结合体，需要与1路多功能输入模块配合使用，对各类传感器信号进行接收，确保传感器信号改变后立即响应发送场景命令。对输入模块场景延时发送、网络ID码等参数进行设置，能够达到系统信号传输要求。
        2.3.2系统软件设计
        系统采用的软件为WINTLC，可以保持功能稳定，实现系统有效控制。软件提供的操作界面简单、友好，能够与TCP/IP网络兼容，为远程控制功能的实现提供支持。作为系统中央监控软件，WINTLC可以用于对现场回路进行控制，用图形模拟方式对系统状况进行显示。用户在操作时，可以根据显示的灯具开关状态对灯具图形进行点击，实现各照明回路控制。利用软件菜单完成多种场景模式设置，只需点击模式系统可以自动执行。利用软件，也能对模式进行增删和修改。结合作息时间、季节等因素，利用软件可以完成时间控制程序编程，并通过执行程序对回路进行开关控制。系统对各照明单元各项数据进行定期采集，能够完成灯具使用情况和电费消耗情况的记录，为系统能耗管理提供数据支撑。此外，系统软件完成了安全密码设置，并对人员权限进行了设置，因此能够使系统安全得到保证。
        2.3.3系统功能分析
        从系统功能设计情况来看，主要可以实现5种控制功能，具体包含中央控制、定时控制、隔灯控制、现场可编程开关控制和照度控制。利用主控中心，可以对全部回路进行监控，并利用界面对灯的开关进行控制。定时控制包含白天、节假日、夜晚等不同模式，可以按照时间自动完成模式切换。隔灯控制利用隔灯的方式对照明回路进行区分，能够实现1/3、2/3、3/3照度控制。在现场开关控制方面，可以通过软件编程对各开关控制回路进行确认，达到一键控制多回路的目标。照度控制建立在日光照度检测基础上，能够根据光照度限值进行回路开关控制。
        在对公共区域照明进行控制时，系统在大厦每层设计了多个亮度传感器，电梯厅一个，走廊根据具体位置设置多个，室外放置一个，通过室内外环境亮度对比，采用了多种控制模式，确保电梯厅、走道在白天日光充足条件下开启1/2或1/3场景模式，减少开启的回路；傍晚或日光不足条件下切换至3/3场景模式，使走廊灯全部打开；在深夜人流量较少时切换至1/3场景模式，使能源得到最大限度节约。在每层的电井内配置智能控制面板，采用自动加人工手动控制功能。可设置不同场景的场景模式。
        在会议中心的两个大型会议室照明控制上，采用智能照明控制系统通过对各照明回路进行调光控制，可预先设计多种灯光场景，使得会议室在不同的使用情形都能有合适的灯光效果，工作人员可以根据需要手动选择或实现定时控制。配置多种模式，预设“准备、报告、会议、投影、休息、结束、清扫”等场景模式，在消防控制室对所有照明回路进行监控，通过电脑操作界面控制灯的开关，在现场可通过编程的方式确定每个开关按键所控制的回路，单键可控制单个回路、多个回路，从0%照度到100%照度连续无级调光控制。
        在车库照明方面，系统采用除照度控制以外的其他控制模式，在车辆频繁进出高峰时段使车道和车位照明全开；在非高峰时段且日照充足时关闭车位照明，使车道照明处于1/2或1/3模式；在深夜关闭全部照明，仅对应急照明进行保留。在车库入口位置，安装有可编程开关，能够一键调节整个车库灯光，满足特殊控制需求。
        在景观泛光照明控制上，采用除隔灯控制以外的其他控制方式。针对室外泛光照明，设置晚6点开启全部景观照明灯具，11点关闭部分灯具，12点后仅留必要照明灯具。在实践应用中，需要结合一年四季昼夜长短的变化和节假日进行调节，利用照度感应器，结合室外光照条件进行自动调节，能够使照明控制的智能化水平得到提升。
        结论
        综上所述，在智能大厦智能灯光系统设计中，还要完成不同照明功能区域的划分，然后通过模块化设计实现不同照明单元的智能化和自动化控制。利用系统实现隔灯控制、时间控制、现场开关控制等不同控制功能，能够使不同照明条件下的照明控制需求得到满足。因此应用智能灯光系统，能够实现大厦照明的智能化管理，为建筑使用提供便利。
        参考文献
        [1]韩钦,扎西顿珠,商永尚.基于单片机的智能楼道灯光控制系统设计[J].湖北农机化,2019(14):117-118.
        [2]乔雅.基于PI控制的智能灯光控制系统设计及实现[J].电子设计工程,2020,28(01):123-128.
        [3]许昌,王铮,沈松.基于模糊理论的智能家居灯光控制系统设计[J].居舍,2019(30):103.