安科瑞智能照明控制系統在學校的設計及應用

安科瑞 繆凱倫

摘要：

照明用電是學校一項基本的電力需求，學校具有區域大、房間多、燈具數量多、休息時間基本固定等諸多特點，若采用傳統的照明控制，往往布線繁多、不能充分利用自然光照而造成電力浪費，且控制麻煩，即使嚴格管理，仍不可避免地由于忘記關燈而造成巨大的能源浪費。為了達到節能優化的控制效果，學校可采用智能照明控制系統來管理學校照明。智能照明控制系統與傳統的照明控制方式相比較，布線簡潔，控制靈活方便，可以節約電能。

關鍵詞： 學校；照明；傳統照明；智能照明；節能。

0 . 前言

安科瑞智能照明控制系統（以下簡稱：系統）基于KNX總線技術，采用四芯屏蔽雙絞線將面板、傳感器、驅動器和總線電源等所有的控制模塊手拉手連接起來，將各種獨立的控制功能集成到一個系統中，集舒服、靈活、安全、節能經濟、維護方便等諸多優勢于一體。 智能便捷的控制方式還可以滿足學校照明的各種控制需求。下面介紹安科瑞智能照明控制系統在某中學的設計與應用，簡析KNX技術的設計規范，概述安科瑞智能照明控制系統的具體架構、控制方式等.

1 . 系統組成

系統組成結構圖如圖1所示，總線電源、驅動器、網關、耦合器、輸入模塊等需安裝在配電箱內，傳感器一般安裝在公共區，面板和觸摸屏一般安裝在房間值班室內。注意各模塊接線不能組成環形。相對小型的項目，系統可選用10寸中控屏，它無需IP網關轉換協議，設置簡單且成本低。對于相對大型的項目，可通過IP網關連接到電腦，實現終端遠程控制。

圖1.  Acrel-bus智能照控制系統圖

2.項目需求 與客戶溝通后，學校要求能夠實現以下控制功能：

1）可以充分利用自然照度，進行節能。

2）教室、辦公室可以就地手動控制，也可后臺控制。

3）走廊燈可根據有人無人、照度條件實現自動控制。

4）可根據日常上下課時間實現定時控制。

5）可預先設置多種場景一鍵切換控制。

6）中控端可一對一、一對多實現分區控制。

7）值班人員可對學校照明集中控制、遠程監控。

8）可以和消防系統聯動控制。  

3.系統功能介紹

根據客戶需求，該項目可以有多種控制方式可供選擇，如本地控制、自動感應控制、定時控制、遠程集中控制等，控制方式更靈活，在實現自動化的同時，大量減少了值班人員的管理費用，提高了管理水平和工作效率。

1）自動控制： 在走道，電梯間等公共區域，安裝二合一傳感器，可監測當前環境的光照度及有無人活動的情況，實現自動控制。在照度夠用的情況下（如晴天、正午），有人或是無人，燈都不會亮；在照度不夠的情況下（如陰雨天、夜晚），有人燈亮，人走后，延時燈滅。 在教室、老師辦公室等功能區靠窗位置安裝照度傳感器，實時監測當前照度情況，照度夠用時自動關閉靠窗位置的燈，充分利用自然照度。

2）手動控制： 各個教室、辦公室門口安裝有智能面板，可對房間內照明實現現場手動控制。面板可實現一對一、一對多控制。

3）場景控制： 對學校景觀照明、教學樓大廳照明、重要會議室照明可根據不同場景的控制需求,預先設定多種場景模式，并由值班人員進行一鍵切換。

4）定時控制： 系統按照學校早讀和下晚自習的時間，設置定時開關，完成燈光的自動控制，確保在非工作時間內的減小能源消耗。

5）電腦集中監控： 電腦端控制頁面主要有首頁、樓層控制頁面組成。可以實現遠程實現集中控制，實時反饋現場回路的開關狀態，方便值班人員遠程監控。 監控軟件由標題欄、任務欄及工作界面組成。標題欄：主要體現項目名稱及時間。導航條（任務條）：可以在任意頁面之間進行切換、選擇。工作界面：根據樓層及房間布局，對控制進行簡單劃分，可實現單燈控制，多回路控制等控制功能。 首頁面作為系統的啟動頁，設置內容一般可根據客戶要求，呈現項目介紹，項目效果圖，項目平面圖，或項目結構圖等，具體設置以實際要求為主，如圖2所示。 該項目有多個樓層控制頁面，以教室為控制單位，每個教室中有照明回路單開關和總開關、風扇空調單開關和總開關、插座電源單開關和總開關，樓層總開關及現場狀態反饋兩種狀態量，此外還設有定時開關方便用戶自行設置定時控制時間。

圖2.  中控平臺首頁面  

4.相關圖紙

學校照明系統采用Acrel-Bus智能照明系統，由于系統采用KNX分布式總線結構。布線簡單靈活，各模塊可獨立工作互不影響，系統可靠性更高。模塊工作在直流30V安全電壓下，用戶操作更加安全。升級或更改系統功能時，無需關閉整個系統，只需更改設備參數即可。系統報警定位功能，實時監測并上傳集中控制端，方便設備人員準確定位并及時報修。下面通過一些項目圖紙詳細介紹該系統的設計流程。

1）結構拓撲圖 系統結構拓撲圖（見圖3）是對項目實施整體結構布局的一個規劃，如圖可知，該學校共有A、B、C三棟樓設計了智能照明控制。由于每一層箱子比較多，所以布線的時候按樓層進行支線劃分。同一支線內所有的控制模塊都通過總線線纜連接到一起，每條支線的所有數據量匯總到耦合器、網關，再經由交換機到達監控室，實現遠程集中控制。

圖3. 系統結構拓撲圖

2）配電系統圖 配電系統圖主要明確了控制回路，所需的控制模塊及其數量，方便后期ETS配置系統功能。以某教室智能照明配電系統圖（見圖4）為例，可以看到該配電箱共分配了一個12路開關驅動器，箱內模塊可通過總線線纜連接到現場控制面板、傳感器等設備。

圖4.  配電系統圖  

5.結束語

本文詳細介紹了Acrel-Bus智能照明系統的組成、功能和設計流程。 綜上可知，該系統在學校的應用具有布線簡單，用戶操作安全，系統可靠性更高，維護方便，操作簡單等諸多優勢。筆者在該項目的實施中，也深刻體會到該系統的結構清晰，設計施工比較簡便，在使用過程中降低了能源消耗并且提高管理的水平，具有很大的推廣性。