智能照明控制系统在某办公楼项目中的应用

2018-09-13杨国宏

现代建筑电气 2018年8期

关键词：灯具嵌入式灯光

杨国宏

(上海现代建筑装饰环境设计研究院有限公司, 上海 200041)

0 引言

目前,在民用建筑中传统照明控制方式已经无法满足公共走道,卫生间、楼梯间、车库等公共区域的使用要求[1]。随着信息技术的发展,智能照明控制系统的优势日益凸显,特别是节能型灯具(如LED光源)的广泛使用,其节能效果更加明显。

1 传统照明控制现状

(1) 拉线开关。拉线开关具有安装简单、维修方便、价格低等特点,在我国农村占有大部分市场,但其在日常生活操作中有诸多不便,如容易损坏、没有断电保护功能等,存在安全隐患。在控制方面无法实现三控或多控操作功能。另外,每个开关上没有指示灯,不能显示所有灯的状态。

(2) 面板开关(跷板开关)。目前,面板开关大量使用,但没有场景功能,无法自动控制,而且无调光功能。

(3) 遥控开关。遥控开关可以预设场景,外观漂亮,但调光功能小,无法大规模使用,而且没有软件功能。

(4) 声光控开关。声光控开关常见于走道照明,相比于常规面板开关,其内部自带电路板,便于识别声光控信号输入。目前智能控制模块与灯具集于一体,无需额外安装智能控制开关即可实现自动控制,主要触发方式可分为声控、光控、声光控、声控双亮度、声光控双亮度等,非常适合办公场所公共区域、楼梯间、小型路灯、景观照明等场所。

(5) 定时开关。定时开关是在照明配电箱中增加定时器,直接参与控制照明回路的通断和灯具的亮灭,广泛应用于路灯的控制。

2 智能照明控制系统

2.1 智能照明控制系统组成及功能

智能照明是指利用计算机、无线通信数据传输、扩频电力载波通信技术、计算机智能化信息处理及节能电器控制等技术组成的分布式无线遥测、遥控、遥信控制系统,实现对照明设备的智能化控制,具有功率大、大网络使用、软件和联网功能强大等特点。照明设备经过智能化控制后,扩展多种控制方法,如PC机、遥控器、PDA、远程电话等,同时具有灯光亮度的强弱调节、灯光软启动、定时控制、场景设置等功能,并达到安全、节能、舒适、高效的目的。

传统的照明供电控制一般采用主电源经配电箱分成多路输入输出线,提供照明灯回路用电,由串联在照明灯回路中的开关面板直接通断供电线来实现对灯的控制,灯只有开、关,无逻辑时序及亮、暗调光控制,因而无法形成各种灯光亮度组合的场景及系统控制。智能照明系统采用主电源经可编程控制模块后输出供电照明灯用电,灯的开、关和调亮、调暗由可编程多功能按键面板控制,控制模块与按键面板之间通过一条低压控制总线相互连接起来。控制模块和按键面板内部有微处理器,存储器和控制总线的接口电路完全处于低压情况下工作,所有控制器和面板都可以通过编程实现对各回路灯的亮度控制,产生不同的灯光场景和系统控制的效果[2-3]。

此外,无线网络的通信功能使得可通过遥控器、计算机等多种方式来对智能照明系统进行控制。经过智能控制系统的预设置,照明系统可在全自动状态下工作,系统将按照预先设定的若干基本状态,根据时间顺序相互自动切换。例如,当一个工作日结束后,系统进入夜晚工作状态,自动并缓慢地调暗办公大楼各个公共区域的灯光,同时系统的移动探测功能自动生效,并自动关闭无人区域的灯,将有人区域的灯光调至合适的亮度。而且,系统还可通过亮度传感器的光线感应改变各区域的光照度,以适应不同场景的要求。例如,在靠近窗户的场所,系统利用自然光照明,调暗照明灯光;当天气发生变化时,系统自动将灯光照度调节到最合适的水平。

2.2 嵌入式系统网络化集中控制软件

嵌入式系统网络化集中控制软件以嵌入式集成在Web嵌入式网页伺服控制器和网页服务器中,可以通过网线接入路由器、局域网,或者通过无线智能终端(笔记本、平板电脑、智能手机)WiFi功能在浏览器界面中输入IP地址即可实现登录访问,可视化程度非常高,运行维护便捷。嵌入式系统网络化集中控制软件界面如图1所示。

图1 嵌入式系统网络化集中控制软件界面

嵌入式系统网络化集中控制软件的功能特点如下:

(1) 一键开关,操作简单。

测试的具体过程如下：首先设置计算机测试软件的参数，调节半导体激光器的输出电流控制泵浦光的输出功率。将波长为980nm的红外激光照射样品表面，使样品发出上转换荧光，通过会聚透镜将反射光耦合至荧光光谱仪的进光狭缝，通过光谱仪中的光栅进行分光，并利用光电倍增管将光信号转化为电信号，而电信号进入信号接收系统，最后进入计算机生成光谱图。

(2) 可远程操作,具有声光报警、视频实时监控功能。

(3) 数据可备份及下载,系统保护功能完善。

(4) 将图控和Web功能整合到RB内,直接接入以太网,仅需要输入IP地址即可登录,无需安装软件。

(5) 采用TCP/IP通信格式,更具有自主性、开放性和共享等特点。

(6) 将平板电脑放入方便的操作区域,轻松实现远程控制。

(7) 利用无线网络工具,可以随时随地实现控制。

3 典型案例应用

某办公楼地上28层,为了满足夜景照明需要,大量采用LED洗墙灯、LED泛光灯、LED流星雨灯,这些灯具都具备DMX512通信功能。

图2 泛光照明配电箱系统

泛光照明灯具安装在建筑外立面处,开关回路采用带剩余电流保护器的断路器,以确保安全。在断路器后加装智能开关控制模块对灯具开关进行集中控制。智能开关控制模块采用独立的24 V开关电源供电。智能开关控制模块与场景操作面板(触摸屏)及上位机(监控主机)之间采用RS-485总线通信方式。每台集中监控装置(伺服控制器或者网页伺服器)有3条RS-485总线端口,总线设备以手拉手方式连接。每条RS-485总线最多可以接16台设备,包括场景操作面板、传感器、灯光控制模块;每台场景操作面板可以最多下挂16台灯光控制模块。场景操作面板取代常规的普通面板开关,实现照明就地、远程、手动、自动控制。

公共区域的智能照明控制系统除具有以上功能外,还具备声、光控模式,满足不同场景的需要。如夜晚来临,系统检测到有人体运动或者声音大于设置值时点亮走道照明,并根据场景需要自动调节照度。

该项目在设计时注重整体艺术效果,创造舒适和谐的夜景环境,并兼顾白天景观的视觉效果。因此,要合理地确定灯具安装位置、照射角度,并采取遮光措施,防止产生光污染。泛光照明灯具安装大样如图3所示。

系统可以通过交换器或者路由器实现与大楼BA系统的互联,为整个大楼运营带来较大便利。智能照明系统与BA系统互联架构如图4所示。

该项目实施后,既可以在上位机查看相关区域灯具的运行情况,还可以通过网络登录IP地址,远程控制配电箱中的智能开关控制模块,实现整个办公楼的控制及信息维护。