HDL智能照明控制系统在宁波文化广场项目的智能化应用

2013-12-18陆先斌广州市河东电子有限公司广东广州510665

智能建筑电气技术 2013年6期

陆先斌(广州市河东电子有限公司，广东广州 510665)

1 概述

宁波文化广场项目是宁波市政府“十一五”规划的重点建设项目之一，选址东部新城，西以海晏路为界、北以宁穿路为界、东以河清路为界、南以中山路为界。项目集创新性、科技性、时尚性、参与性、娱乐性为一体，按照市场化运营的原则，将影视艺术、综合演艺、科普展示、儿童娱乐、群艺表演、教育培训、体艺健身、文化会所及艺术沙龙九大主题功能有机融合。项目净用地15.83ha，总建筑面积约32万m2，其中地上面积20万m2，地下面积12万m2，总投资约30亿元。

宁波文化广场景观智能化系统使用了HDL-BUS智能控制系统，它融合了智能照明系统、舞台灯光系统、背景音乐系统、LED球幕系统等多项子系统，由四个分控中心和一个总控制中心组成总-分控制结构。

2 HDL-BUS智能照明控制系统原理及简介

HDL-BUS智能照明控制系统由具有近30年灯光控制系统开发和生产经验的广州市河东电子有限公司成功开发。它吸取了国外环境照明的优点，同时采用国际上最新的电子技术及计算机网络技术，具有易组网、易管理及易扩展等特性。HDL多年OEM的生产经验及ISO9001质量管理体系的保证，使其产品的设计和制造完全达到了国际高品质的要求。

目前国际上并无用于智能照明的统一现场总线标准，但在总线连接方面归纳起来只有两种：一种为低压电力载波(一般为24～36V)；一种为485总线(电源与信号分开)。两种总线在数据传输速率、总线可靠程度方面有较大的区别。电力载波由于电力线中电流波动，数据传输速率及数据传输可靠性会受到较大的影响，总线效率降低，当总线设备多时，数据传输的不可靠可能会导致系统瘫痪。

HDL-BUS智能照明控制系统采用独立485总线方式，使总线无论何时都处于最佳状态。同时配合软硬件相接合的智能CSMA/CD控制技术，确保无论总线设备多少、总线距离长短，都可获得最高的传输速率。

HDL-BUS智能照明控制系统网络拓扑结构可同时采用星型和总线型联接方式。系统可容纳254个网段，每个网段可容纳254个设备，系统内设计节点容量为64 516，各网段采用总线交换机联接的方式接入以太网络。

HDL-BUS智能照明控制系统采用开放性及高扩展性协议，可以使智能照明系统与BA系统、中央控制系统、安防系统及舞台灯光控制系统等多种控制系统进行无缝联接。

3 建设目标

1)建成一个绿色节能、安全高效、便捷舒适的公共环境控制系统

要实现宁波文化广场九大主题功能的有机融合，必须要先建立一个“多网合一”的智能化控制应用平台，系统平台要能将民用技术与专业舞台技术充分结合，实现无缝对接。

主要体现在以下几方面：

(1)安全、可靠的多网合一运用；

(2)灵活、开放的结构化布线及信息系统；

(3)实用性和可靠性的和谐统一；

(4)民用智能与专业舞台灯光的无缝对接；

2)智能化系统设计应满足的要求

(1)以满足低碳生活、绿色环保、主动节能要求为前提，突现景观照明艺术性；

(2)为参观旅游、文化学习、休闲娱乐提供良好地观景照明条件；

(3)为夜间电视剧组的现场拍摄提供必要的安全照明及多种景观的照明方式组合；

(4)满足多功能专业应用的要求，如：大型集会、文艺演出或展览等。

4 设计原则

考虑到宁波文化广场智能化照明系统在实现其智能化应用管理方面的重要性，在设计和实施时，按以下原则和要求进行：

1)以开放性为设计基础

在设计过程中充分考虑通用性和开放性的特点，设计完成的各标段子系统结构开放，适用设备类型及其产品的选择空间广泛，方便在项目后期进行工程实施时灵活选择产品而非拘泥于某一种设备，对专业舞台设备预留专用接口。

2)以可扩展性为设计原则

在智能化系统的设备选择上既要满足各个标段独立地运行，又要能方便地组成一个完整的总控系统，同时，作为景观项目应用，考虑的各自风格不一，其对智能化产品的需求差异也较大，所以在系统结构及产品选型上尽量选择通用性强的产品，便于将来进行扩充和增加。

3)以安全性为设计的核心

安全性设计放在智能化照明系统的核心地位。

4)以方便应用为智能化设计的主导思想

智能化系统应最大限度地服务于使用者和管理者，因此智能化系统的稳定性和方便性必须贯穿于智能化系统设计的始终。

5)以先进性为设计标准

智能化系统应充分利用现有的国际流行设计规范，在设计和实施时除了坚持“可靠、安全、经济、实用”等原则外，必须最大限度地利用当今最先进、最成熟、最有发展前途的计算机技术、通信技术和自动化技术；坚持所采用技术的开放性，全部采用国际标准或当前事实上的国际标准，从而保证系统能够随科学技术的不断发展而平滑升级。

5 具体实施措施

1)措施介绍

根据宁波文化广场绿色节能、安全高效、便捷舒适的建设目标。本次智能化照明系统的设计主要是根据建设单位的原设计，资料文件、图纸等要求，充分考虑到系统定位及工程成本，借助原有的其他光纤通讯网络，采用独立的IP地址完成信号传输。

操作界面采用图形化统一管理，设置一个总控制中心和四个分控中心，做到既集中又分散的灵活控制。总控中心和分控中心互为保障和备份，极大地提高了系统的安全性和应急保障能力。

(1)各管理中心的实施

宁波文化广场各智能化管理中心主要以“HDLBUS照明控制系统图形监控软件”为主，结合专用电脑服务器和7"真彩触摸屏与逻辑控制器等全方位进行控制，满足在不同的时间段内启用不同的灯光场景，实时了解各输出回路状态，并以图形化界面展示出来。将区域状态手动开启与整体状态开启进行组合，以现实单回路任意组合。利用逻辑控制器输入该地的天文资料、节假日信息以及季节的变化情况来实现不同场景的照明，从而实现绿色、节能、环保、低碳、艺术的照明效果。

(2)图形化界面的实现

HDL-BUS智能化控制系统通过专用软件将宁波文化广场灯光位置平面图加载到电脑及触摸屏，将复杂、大型的广场照明分区管理，实现了简明快捷的现场输出方式、实时双向反馈回路信息、方便直观的操作。例如：可将广场分成A区、B区、C区及D区等，以平面图的形式出现在触摸屏操作区，当工作人员想开启或察看A区某回路时只需在操作区平面图上轻轻一点，同时还可以实时掌握A区每一回路是关闭状态还是开启状态。预先精心的设计使照明场景得复杂与简单体现在轻触间。例如：经过电气工程师、照明设计师对宁波文化广场的部局照明进行精确计算，设计出适合参观旅游、安全照明、演艺等的多种照明模式和场景，如重点区域照明场景、夜景模式、节假日场景、日常模式及节能模式等，使复杂的操作模式化，大大减轻了操作人员的工作强度。

(3)现场控制措施的亮点

①利用原有的光纤网络或其他网络传输，使照明线路设计简单、系统安装方便、操作维护容易。

②在各个标段分控中心可对所有在线设备编程，模块化，硬件结构灵活可扩展，软件可编程修改，灵活控制了投资成本。

③现场具有单区域场景、组合场景、定时控制、现场运行、自动调节等多种功能，使控制变得随心所欲。

④可根据环境及用户需求的变化，只需对少量硬件增减和软件修改编辑，即可实现控制布局的改变和系统的扩充。

⑤系统内各单元相对独立，控制信息不会因为系统中某个设备故障而整体瘫痪。

2)项目完成内容

(1)在总控中心设备全部失灵的情况下，分控中心自动启用预先建立的相对全面合理的逻辑关系管理下级目标，判断并调用最佳照明输出模式。

(2)存储的信息由原来的相对集中，变为分布式存储，所有的信息、照明场景、照明数据，分别存储到每个输出模块，由总控中心统一调用，大大减少了对网络带宽的要求，同时也降低了数据传输误码的可能，具有掉电后自动恢复功能。

(3)输出模块设备控制回路与负载回路分离，控制为手拉手总线系统，总线工作电压为DC24V～30V，安全可靠。

(4)系统扩展性、兼容性强大，融合了专业舞台、背景音乐、LED球幕及消防等相关子系统，可联动控制。

(5)系统实现了智能状态反馈、自动报警功能，能实时自检系统负载状态、设备工作状态、MCB跳闸报警等。