智能照明控制科技成就市场未来

2012-07-07东风汽车公司

智能建筑与智慧城市 2012年9期

关键词：调光灯具灯光

文│ 东风汽车公司朱俊

智能照明控制是利用先进电磁调压及电子感应技术，对供电进行实时监控与跟踪，自动平滑地调节电路的电压和电流幅度，改善照明电路中不平衡负荷所带来的额外功耗，提高功率因数、降低灯具和线路的工作温度，以达到优化供电目的的照明控制系统。

智能照明控制系统在确保灯具能够正常工作的条件下，给灯具输出一个最佳的照明功率，既可减少过压造成的照明眩光，使灯光所发出的光线更加柔和，照明分布更加均匀，又可大幅度节省电能，其节电率可达20%～40%。

智能照明控制系统可在照明及混合电路中使用，适应性强，能在各种恶劣的电网环境和复杂的负载情况下连续稳定地工作，同时还将有效地延长灯具寿命和减少维护成本。

1 智能化照明走向绿色和可持续发展的重要方向

智能化住宅小区多应用智能化照明系统，由于它具备了完美的控制系统，能在不同环境与不同时间对照明系统进行精确设置和合理管理，所以节能效果优越。由于它应用了自动照度控制，能全方位地使用室外自然光，所以节电效果显著。

智能照明控制系统能有效地抑制电网的浪涌电压，并具备了轭流滤波与电压限定等功能，避免了过电压和欠电压对光源的损害。它应用了先进的软启动与软关断技术，避免了电流冲击波对光源的损害。若上述方法应用得当，光源的寿命可延长三倍以上。

智能照明控制系统以先进的调光型控制模块替换传统的开关式灯具，能完美地按需要控制不同区域的照度值，提高照度的均匀性，显著地提高了照明效果与质量。

2 智能化照明控制已经成为当今建筑发展的主流技术

采用智能照明控制系统，可以使照明系统工作在全自动状态，按预先设定的时间自动切换，还可以编程随意改变各区域光照度，以适应各种场合不同的灯光场景要求。智能照明可将照度自动调整到工作最合适水平。智能照明系统中可调光电子镇流器工作频率（40kHz～70kHz），克服了频闪、起辉时亮度不稳定，为人们提供健康、舒适环境的同时，也提高了工作效率。

智能照明控制系统将普通照明人为开/关转换成了智能化管理，大大减少大楼运行维护费用。智能照明控制系统主要分为中央集中控制系统及分布式控制系统两种。

智能照明控制系统是把电源经调光模块后分成多路可调光供应照明灯用电，照明灯的开/关与明暗由多功能可编程控制器控制，整幢大楼的调光器和控制器均可通过编程实现对每路灯的控制，这样就获得了不同的灯光场景和灯光效果。智能照明控制系统的结构系统主要由调光模块、控制面板、智能传感器、时钟管理器、微机、智能照明控制系统等部件组成。

调光模块的主要功能是能对不同类别的灯具实施调光与开关控制，应用微机控制可控硅SCR导通角的大小，从而实现利用输出电压的变化调节灯具亮度的功能。灯具的亮度常规与灯具的输入电压幅值成正比关系。开关模块应用了继电器组成的开关输出控制模块，受微机控制，实现了对照明的智能化开关管理。智能传感器由红外动静探测跟踪器、光电检测管和遥控接收器等部件组成。它能有效识别人员出入房间的状况并检测环境的光照度；能按日照亮度变化自动调整住房内灯光的亮度，完美实现智能管理所需要的各种感应检测功能。控制面板经微机实施控制，提供利用直观操作来控制灯光场景的部件。它经微机控制具备如下功能：启动或改变某个灯光场景、临时改变灯光亮度、更改场景设置、区域的合并与分割、编程时序与逻辑控制的设置和改变。微机位于中央控制室，对整幢大楼的全部照明系统实施管理。

3 照明控制系统的基本类型

按照控制系统的控制功能和作用范围，照明控制系统可以分为以下几类。

3.1 点（灯）控制

可以直接对某盏灯进行控制的系统，早期的照明控制系统和家庭照明控制系统及普通的室内照明控制系统基本上都采用点（灯）控制方式，这种控制方式简单，仅使用一些电器开关、导线及组合就可以完成对灯的控制功能，是目前使用最为广泛和最基本的照明控制系统，是照明控制系统的基本单元。

3.2 区域控制型照明控制系统

在某个区域范围内完成照明控制的系统，可以对整个控制区域范围内的所有灯具按不同的功能要求进行直接或间接的控制。

由于照明控制系统在设计时基本上是按回路容量进行的，即按照每回路进行分别控制，所以又叫做路（线）控型照明控制系统。一般而言，路（线）控型照明控制系统由控制主机、控制信号输入单元、控制信号输出单元和通信控制单元等组成。其主要用于道路照明控制、广场及公共场所照明、大型建筑物、城市标志性建筑物、公共活动场所和桥梁照明控制等应用场合。

3.3 网络控制型照明控制系统

通过计算机网络技术将许多局部小区域内的照明设备进行联网，从而由一个控制中心进行统一控制的照明控制系统，在照明控制中心内，由计算机控制系统对控制区域内的照明设备进行统一的控制管理，采用网络型照明控制系统便于系统管理，提高系统管理效率；提高系统控制水平；提高系统维护效率；减少系统运营、维护成本；进行照明设备的编程控制，产生各种所需要的照明效果；采用各种节能措施，实现照明系统的节能控制。

网络控制型照明系统一般由以下几部分组成：

（1）控制系统中心，由服务器、计算机工作站、网络控制交换设备等计算机硬件控制系统和由数据库、控制应用软件等组成的照明控制软件两大部分组成。

（2）控制信号传输系统，进行控制信号和反馈信号传输。

（3）区域照明控制，对一定控制区域里若干小区域的照明控制系统（设备）进行联网控制，区域照明控制系统（设备）是整个联网控制系统的一个子系统，它既可以作为一个独立的控制系统使用，也可以作为联网控制系统的终端设备使用。

（4）灯控设备，完成对每盏灯的控制，灯控设备安装在每盏灯上，并可以通过远程控制信号传输单元与照明控制中心通信。

4 智能化的小区照明

智能化小区照明控制系统是解决各种不同建筑结构布局与不同灯具的选配问题，以实现照明的多样化控制。

5 智能照明控制系统的应用范围

智能照明控制主要应用在酒店、写字楼、体育场馆、医院、博物馆、飞机场、火车站等大型公共区域或有特殊照明要求的场所。

在综合楼公共区域照明的设计中，通过使用智能照明控制系统，能将繁琐的照明控制简约集中化，大量减少由灯具到照明开关的平面布线线路，降低施工及运行成本，同时保证照明的稳定性、可靠性，满足消防的控制要求，也体现出绿色照明节约耗能的要求。

智能照明控制系统设计一般都是在灯光设计和照明电气设计部分完成之后来进行。

首先，每条照明回路灯具应该为同类型灯具，这样才便于调光模块选择和配置。每条照明回路灯具控制性质应该相同，同为普通供电或同为应急供电。其次，应核对每条照明回路最大负载功率是否在需要选择调光器的允许额定负载容量之内。最后，还要对一些照明回路划分作适当调整，使其更适合场景配置需要。调光器是智能照明控制系统的主要部件，不同类型灯具应该选用不同的调光器。比如冷阴极灯，这类灯采用电压变压器工作，应选用前沿相控调光器，而包括金属卤化物灯类的各种气体放电灯则应该选用正弦波电压调光器。控制要求选择控制面板和其他相关控制部件；选择附件和集成方式；编制系统设备配置表。

目前，设计师在设计照明系统时一般仍沿用传统的方法设计，比较先进的就是在某些照明回路中串联由楼宇自控系统控制的触点，通过控制这些触点可以实现诸如区域控制、定时开关、中央监控等功能。但是，这种控制方法具有一定的局限性：考虑造价因素，这些回路的数量一般较少，因此只能是大面积区域控制。若将回路划分的较细则造价昂贵。此外，现场通常不设置开关，所有照明回路只能通过BA中控室控制，现场无法根据实际情况干预照明状态，使用不便。控制功能简单，只能实现定时开关的功能，若要实现场景预设、亮度调节、软启动、软关断等复杂的功能，技术难度较大。由于照明系统并不是一个独立的系统，所以在BA系统出现故障时照明系统也将会受到影响。

如果将照明作为一个独立的子系统来设计，采用专业的照明控制系统，既可降低造价又可实现更加完美的智能照明控制。ABB公司的智能照明系统AMS则是一个这样的系统，可以独立运行，该系统的系统总线使用开放的通信协议，各支线之间可以灵活连接，设计更简单，安装更快捷，使用更灵活，管理更方便。

系统中每个输入输出单元里都存储有系统状态和控制指令，停电后不丢失数据。在恢复供电时，系统会根据预设记忆参数，自动恢复停电前的工作状态，实现无人值守。控制回路与负载回路分离，输入输出单元仅用一根2芯控制线作为总线相连，并且在网络中可以随时添加新的控制单元。总线上开关的工作电压为安全电压DC24V，确保人身安全。该系统具有分布式智能控制的特点和开放性，可以和其他楼宇自控系统、保安及消防系统结合起来，提高物业智能化管理水平。

AMS家庭智能控制系统可以实现的联动控制方式主要有两种。一是多方位控制：通过以上多种方式对家里面的灯光家电进行控制。例如：远程电话控制、无线遥控控制、网络控制功能等控制方式，这是传统开关所不能实现的。二是场景控制：在很多情况下，我们希望能够通过灯光来营造家庭气氛，使生活更加丰富多彩，然而好的灯光效果往往需要多个灯具共同作用才能实现。AMS家庭智能控制系统的场景控制功能可以将常用的各种场景模式保存起来，并把控制指令定义给任意一个开关模块或遥控器的任意一个按键，需要时只要按一下对应的按键，室内所有的灯具就会按照预先的定义产生动作，营造出主人希望的灯光效果和气氛。比如，当主人离开厨房前按下厨房灯光控制模块上的某一按键时，系统会将厨房、书房、客厅的灯光调暗，打开餐厅的灯光，关掉各个卧室的灯光，从而营造出就餐气氛。与此相类似，我们还可以定义会客场景、休闲场景、庆祝节日等的灯光与设备结合的场景模式，节省了很多操作。