智能照明控制系统在大型办公楼的应用

何秦峰

摘 要：智能照明控制系统技术日益成熟并逐步替代传统照明系统。文章主要对智能照明控制系统的介绍并通过其在大型办公楼中的应用，说明了其在个性化照明服务和节能方面的优势。

关键词：智能照明；控制系统；楼宇照明

引言

智能照明控制系统是指可以依据不同室内区域、不同时间段、周围环境亮度或者某一区域的功能对室内灯具照明进行智能控制的集中控制系统。采用智能照明系统无疑将有效地提高照明效能，降低照明的电能消耗。本文对智能照明系统做一个简单的描述，并说明了智能照明系统控制的功能及其应用是基于施耐德KNX/EIB总线系统的一个智能照明控制系统。

1 智能照明控制系统

智能照明控制系统指能将照明设备、信息管理平台与传感器装置，通过网络加以连结，能够依据人体心理、生理或环境等要求，调节照明灯具的照度、光色、开启、关闭状态等相关参数，塑造合宜及舒适的照明环境的自动控制系统。智能照明控制系统通过网络可以进行在线远端监控，使照明系统变得更智能和人性化，满足更多元的使用需要，并在很大程度上节约电能。

1.1 系统的结构和组成

在以拓扑结构为主的智能照明控制系统中，以总线型、星形结构为主的混合式模式。在数字照明控制系统中智能照明控制系统主要由三个部分组成：系统单元、输入单元、输出单元。系统单元包括各种接口（PC、电话、局域网）还有用于供电的的工作电源接口以及源系统接口；输入单元主要是把外部控制信号转换为网络上网络可识别的信号；输出单元主要是接收网络上可识别的信号用来控制对应的回路信号来实现精准的控制[1]。

1.2 系統运行和控制方式

系统一般以集中控制、管理、分散执行等方式运行，也就是装配中央监控中心以及智能控制照明柜，中央监控中心包含有控制计算机、主通信控制器等设备，对整个系统进行控制以及管理工作，通过网络把控制命令与智能控制柜的PLC控制器进行通信联络，与此同时还要接收来自智能控制柜内PLC控制器的有关工作状态、灯具开/关状态等。智能照明采用多元混合控制方式，其中常用的有场景控制、组合控制、定时控制、天文时钟控制、光感探头控制、就地控制、远程控制、图示化监控、应急处理、日程计划安排等[2]。

2 应用案例

上海国际航运服务中心东地块基地内布置有前后两排共4幢商办建筑。其中B01楼、B02楼和B05楼为高层办公楼；B06楼为4层多层商业楼。本工程采用了符合EIB国际总线标准的施耐德KNX/EIB系统，对办公区域照明、公共场所照明、物业照明和商业区域照明等进行控制，实现灯具定时开启和关闭、场景预设和远程遥控等功能，还可以运用亮度传感器控制电动窗帘或遮阳板的开关角度、灯光自动调节亮度，以达到控制照度、节约能源的作用，并能在后期使用方便根据楼宇功能的变化对照明进行修改和扩展。

2.1 施耐德KNX/EIB智能照明控制系统

施耐德KNX/EIB系统是一种面向事件的、分散式的电气控制总线系统，借鉴了计算机领域的最先进的现场总线技术。在于2007年实施的中国国家标准GB/Z20965-2007中，KNX/EIB只能控制系统以国际KNX标准实施，且该标准早已更新为国际标准ISO/IEC14543-3[3]。KNX/EIB总线系统适用于办公建筑、住宅建筑和楼宇建筑，能够有效地实现对楼宇内各种水热、照明以及通风等系统的智能控制。

2.1.1 施耐德KNX/EIB的组成

施耐德KNX/EIB系统中的所有总线元件都有自己的智能体，所以不需要中央控制单元，因此KNX/EIB系统的组成极为方便，既可以用于小型的安装也可用于大型项目。KNX/EIB总线元件从功能上可以分为三大类：传感器、执行器、系统元件。随着总线元件的不断开发，应用KNX/EIB可以实现建筑中越来越多的物业管理合能源管理方面的新任务。

2.1.2 施耐德KNX/EIB的拓扑结构

KNX/EIB系统以单元地址化为设计结构，由相应的物理地址来赋予每个等级结构和应用控制器不同的功能部件，为达到控制目的需通过控制总线传递相应的控制符。在物理地址中应采用树状结构（线一一域一一多个域）的方式拓展进行，来实现目的。

2.2 上海航运服务中心东地块的智能灯光控制系统设计方案

2.2.1 敞开式办公区域照明控制系统

敞开式办公区的主要功能是为工作人员提供办公场所，根据区域的功能以及集中控制系统的要求，该区域照明系统完成以下功能：每栋办公楼5层东、西、南、北处设有4个光线感应器，办公区域距窗5米的照明采用开关模块控制；该处照明可通过光线感应器自动调节日光灯的开关。在满足室内光线情况下，灯光不再开启，实现节能目的；每个楼层配电箱附近放置8键智能控制面板，对楼层内的灯光进行分区域控制。采用时光照感应控制的方式控制，既可本地控制，又可通过控制中心集中控制，并且充分考虑自然光的利用。

2.2.2 公共通道、电梯厅、卫生间控制系统

这些场所属于公共场所，上班和下班时间的人员情况不同。因此在上班时间采用灯光定时开启和关闭的策略；下班时间段通过人体感应传感器控制灯光开关，以此来达到人来灯亮，人走灯灭的目的；公共区域内的应急灯光与消防联动，遇到意外发生消防报警时，能够自动控制该区域内灯光实现强切和强点功能。

2.2.3 物业照明及控制系统

停车楼内车道按行车方向布灯，车库灯具按三种灯光控制模式进行分组，依据物业停车管理的要求对照明控制区域进行划分，各个分区内照明控制细分为4条均匀负荷的独立支路。因此，可以对任何照明分区进行4种状态的控制：全关状态，即关闭全部照明支路；1/4开状态，即开启1/4独立照明支路而关闭其余3/4支路；1/2开状态，即开启一半独立照明支路而关闭另一半支路；全开状态，即开启全部照明支路。

根据停车楼内车位位置均匀布置灯具，划分不同区域控制支路。白天人流量大的时间段，采定时开启全部灯光。晚上人流量少的时间段，定时关闭大部分灯光。该区域内的应急灯光与消防联动，遇到意外发生消防报警时，能够自动控制车库区域内灯光实现强切和强点功能。通过操控具有图形化界面特点的软件，管理人员可以方便地监视和控制停车库任意回路的灯光，在特殊情况下，人工控制灯具的开启和关闭。

2.2.4 商业区域智能控制系统

商业区域的智能控制，突出表现在建筑照明控制系统、楼梯通道等区域的照明控制系统。在商业区域的智能照明控制系统尤其要考虑到集中控制系统平台控制、时间控制。在时间控制中主要分工作日灯光的分时控制，和节假日灯光的分时控制。管理人员还可以通过控制室内的智能灯光操作系统实现商业区域内灯光的控制，并能及时了解该区域照明系统的工作状态。

参考文献

[1]陈家军.智能照明控制系统的应用现状及发展趋势[J].中国新技术新产品，2016，02：26-27.

[2]关键.建筑电气照明节能设计的探讨[J].科技创新导报，2015，22：129-130.

[3]束中明，李喜田.施耐德电气KNX/EIB智能控制系统天津生态城项目节能应用[J].智能建筑与城市信息，2011，03：103-106.