浅谈实际工程中智能照明系统的节能设计
安科瑞 华楠
摘要：本文介绍了智能照明系统在实际工程中的应用，简单介绍了智能照明控制设计系统，阐述当前智能照明对建筑节能的重要意义，合理地分析了智能照明系统的发展前景。
关键词：智能照明系统控制，总线，i-bus系统设计
1、背景
随着社会飞速发展和更新，可持续发展战略已成为我国当前的重要任务。我国住建部计划至2O20年在建筑能耗领域，登上新的台阶。节能行动，刻不容缓。
目前全球经济正朝着一体化靠拢。欧美发达国家本身经济的停滞不前，短期内很难有大型的品牌照明企业出现。并且环境保护成为全球化目标后，全世界的各个国家，特 别是科学技术先进的地区，对于照明节能的需求将更为强烈，照明节能对于节约能源、 保护生态系统、推动社会进步具有重要的意义。
数据显示，我国是全球人均能源保有量低的国家之一。能源的利用效率不40％，远远落后于发达国家。单位生产量的能源消耗比世界平均水平高出近3倍。相关部门研究表明，我国能源效率每提高一个百分点，直接 经济效益可达130亿元。节能关键在于节电，我国或将成为节电市场的大买家。智能照明控制系统是专门针对照明而开发 的先进的智能化系统，能够节约大量的能源和资源，具有巨大的经济意义和社会意义。因此，在实际工程中进行照明控制系统的节能设计势在必行。
2、智能照明控制的工作原理
电子感应技术和利用电磁原理的调压技术是智能照明控制系统的主要技术支撑，实 时跟踪系统的供电情况，对电路的电流值等进行自动调节，改善电路情况，从根本上提高功率因数，从而达到照明节能降耗的目的。
在目前国际公认较为成熟的智能照明系统中，安科瑞的智能照明系统较为成熟，采用国际通用的 EIB/KNX标准。采用总线网络拓扑结构，是i-bus系统的主要工作原理，这使得系统具有10Mbit的通讯数率。使用线路耦合器对支线中的信号进行过滤， 过滤后的信号进入主线。进而增加干线速率。因为IP局域网接口和 EIB/KNX使用，所以使得数据可以在两者间进行传递。IP网关可以地在KNX/EIB系统中进行数据的交换。I-bus总线不能接地，其具有屏蔽能力开关图控制模块具有带电检测功能，可以检测灯 光回路的运行情况并且在故障时进行报警。主要应用领域为智能楼宁环境控制系统和智能家居控制系统，其主要控制功能为光控制、中央 控制、电动窗帘控制、家居安防控制、温度控制、AV控制系统信号监视等。
3、i-bus的主要特点
1）兼容性：控制系统采用的是国际通用的 EIB/KNX标准，可以满足使用者对不同功能的需求。电气安装总线采用大跨度框架及开放式的结构，可以使使用者便捷而迅速地调整建筑物的使用功效或者再一次规划建筑平面。兼容性是该系统的优点，对于不同厂家的软件和元器件，在本系统的通讯中可以达到兼容，能够使系统稳定的运行。系统内部的各个模块都是一个独立的个体，具有独自运行能力，不受其他器件的约束。
无论任何的模块损坏或者损毁都不会影响到其他模块的正常运行，这种独立的运行模式使得系统维修保养方便，在对系统进行定期升级或者定期更换元器件时，整个系统仍然可以正常地运行下去。系统的可扩展性也是本系统的一大 优点，如果想进行回路的增加，只需要直接添加相应模块，对于系统整体无需进行大改动。
2）安全性：系统只运用一条i-bus总线，没有过多的电缆线路，更没有复杂的线路铺设。在现场只需要总线进行连接，24V的安全低电压连接保证了系统的安全，控制模块不需要复杂的布置，可以安装在配电箱内。
3）灵活性：功能的调整和控制结构的修改十分灵活，对小部分程序进行修改即可完成目标，不需要对布线进行调整。通过物理信息的采集，自动刚系统设置为运行状态，方便管理并且节约能源。所有设备均为标准设备，模数化产品采用35 mm导轨安 装，现在设备才有86盒墙装，各种面板的探测器可以互换，实际应用十分灵活。
4）经济性：系统能够大量减少维护人员，从而节约大量的维护费用，在节约费用 的同时，提高了整体系统工作效率。i -bus系统采用红外线传感器、定时开关技术、 亮度传感器调光技术，这些智能化的应用使得系统可以节约大量的电力能源，从而节约了资源，比传统照明节约25％左右电能，投资成本三年内即可收回。
5）长期性：软启动、软关断技术的使用是i-bus系统的又一个亮点，对于各个回路进行缓慢的启动，在一定时间内关断，这样有效减少了冲击电压对器件的损害，延长了灯具的使用寿命。系统可以和消防报警系统、安全防范系统、闭路监视系统一起来构成一个完整的系统。同时采用照明系统和BA系统的大厦，将大幅度提高大厦的智能化程度，增加该物业的亮点，提高大厦的出售和出租率，这些无疑都获得了许多长期的、可观的、潜在的收益。
4、i-bus的系统设计实例
以办公楼为例，在办公室各区域设置吸顶探测器，通过吸顶探测器对移动信号进行感应，因信号对灯光和风机盘管电源进行控制，实现工作时间启动照明灯和空调，休息 时间自动关闭灯光和空调。根据预先设置的程序，定时开关灯光空调，从而节约能源。例如，设置在会议室的智能面板可以对会议室的灯光、空调、窗帘、投影幕布等用电设备进行手动控制。普通办公室通过温控面板对空调进行控制。办公区域的吸顶式移动探测器可以根据环境的照度要求以及使用的空间自动调整开灯数量，确保满足照度需求。具体i-bus智能照明控制平面图和系统图设计见图 1和图 2。
图1 办公楼i-bus局部照明控制平面图
图2 办公楼i-bus照明控制系统图
5、安科瑞智能照明控制系统介绍
5.1系统简介
Acrel-BUS智能照明控制系统，是基于KNX总线技术设计的控制系统。KNX总线技术起源于欧洲，是在EIB，Batibus和EHS这三种住宅和楼宇的总线控制技术上发展起来的，其中EIB（European Installation Bus,欧洲安装总线）是该总线技术的主体。
Acrel-BUS智能照明控制系统采用标准的2*2*0.8EIB BUS总线（即KNX总线）作为总线线缆，将所有的智能照明控制模块连接到一起并组成一套完整的控制系统，既可实现照明灯具的远程集中控制，又可实现就近控制功能。该系统理论连接控制模块数量达580000多个。
安科瑞智能照明产品种类齐全，方案完善。用户可通过控制面板、人体感应、照度感应、微波感应、上位机系统、触摸屏、手机、平板端等多种控制终端实现灵活多样的智能控制，特别适合于各类智能小区、医院、学校、酒店，以及体育场所、机场、隧道、车站等大型公建项目的照明系统。
5.2系统工作原理示意图（见图3）
图3 系统工作原理示意图
5.3产品选型
5.3.1开关驱动器
5.3.2调光驱动器
5.3.3可控硅调光模块
5.3.4传感器
5.3.5总线电源
5.3.6智能面板
5.3.7干接点、湿接点输入模块
5.4系统功能
1）光照度（需要配照度传感器）监测，对利用自然光照明区域，根据自然光照度变化，进行照明控制和调节，满足照明和节能要求；
2）公共区域、走廊、通道、门厅、电梯厅等的照明，应设置红外或微波类人体感应器，并结合智能控制面板，实现各种场景照明控制，尽可能较少灯具点亮时间；
3）楼梯间照明采用人体感应探测控制；
4）设备房、设备房走道采用分组就地控制；
5）室外路灯、景观等照明采用光照度控制结合时控的集中控制方式；
6）监控系统界面友好，画面美观,实时显示各区照明工作状态；
7）应具有完善的用户权限管理功能，避免越权操作；
5.5系统的控制优势
1）系统可通过、触摸屏、电脑对现场的灯光、空调及窗帘等进行远程集中控制，使得控制更加方便智能，用户体验更舒服；
2）系统中控制模块均工作在直流30V可靠电压下，用户操作更加可靠、舒服；
3）系统在实施过程中，充分结合自然光及人员的活动规律来自动控制灯光，减少能源消耗，达到很好的节能效果；
4）系统采用分布分布式KNX总线结构，搭建简单灵活，系统内各模块互不影响，可独立工作，可靠性更高；
5)多种控制方式可供选择，如本地控制，自动感应控制，定时控制，场景控制和集中控制等，控制方式更灵活；
6)系统的自动控制、远程集中控制等功能，在实现自动化的同时，大量减少了值班人员，提高了管理水平和工作效果；
7)升级系统内控制模块或更改系统功能时，无需增加连接线，不需关闭整个系统，只需更改设备参数即可实现，维护方便，操作简单；
8)系统可与消防系统联动，在出现消防报警时，强制打开应急回路，方便人员疏散，从而降低了人员伤亡的风险，提高了建筑的可靠性。
5.6安科瑞组网方案
智能照明控制系统组网方式灵活，扩展方便，当系统模块数量较少、距离较近、范围较小时，各设备以树形枝状延伸，构成支路系统智能照明控制系统；当系统模块数量较多、距离较远、范围较大时，用支线耦合器组成多条支路，构成区域智能照明控制系统；当系统模块数量很多、距离很远、范围很大时，用支线耦合器、区域耦合器等构成楼群智能照明控制系统。（见图）
图4 组网方案
6、总结
在21世纪，能源与资源的利用已经成为评估一个国家乃至整个社会发展潜力的重要指标。我国是一个发展中国家，提高能源利用率必将大力推进我国经济建设和社会建设。智能照明控制系统在实际工程中的节能设计，将从根本上进行建筑节能。该领域将成为促进我国未来发展的重要领域。未来我国将成为节能设计及节能产品研发的受益者。
【参考文献】
[1]周洪涛，姚小春.浅谈智能照明控制系统在实际工程中的节能设计
[2]马鸿雁，韩京京.会展中心照明控制与节能[J].智能建筑电气技术,2010(04).
[3]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2020.06版