天主教上海教区光启文化研究中心i-bus系统简析王新云

天主教上海教区光启文化研究中心i-bus系统简析王新云

王新云

（上海原构设计咨询有限公司上海200233）

摘要：办公楼的i-bus智能照明控制系统的设计、与传统控制方式的相比较的优势。

关键词：i-bus；智能照明；总线控制

1.概述

随着现代建筑功能的日趋复杂，品质要求不断提高，对电气安装系统功能提出了更高的要求。比如照明系统，采用传统的控制和布线方式，往往需要敷设大量的导线，形成越来越复杂的控制系统。一方面造成了设计与施工的难度，另一方面大大降低了系统的可靠性、易用性，给日后的维护工作带来了诸多不便。因此，随着智能建筑的普及，各类总线控制系统应运而生，促使传统的电气安装系统转向智能、灵活的方式。ABB的i-bus系统以弱电总线通讯的方式控制强电末端设备，使照明、调光、百叶窗、场景控制、用电负荷控制、安保、供热系统实现智能化，全部元件通过一条总线连接，可以互相交流信息，用户可以根据实际需要将系统调节到最佳控制状态，从而达到降低运行成本的目的，在新楼的建设中以及旧楼的改造中都取得了很大的成功，在市场占据了领先地位。

天主教上海教区光启文化研究中心，由2幢主楼（A、B楼）、1个地下车库和附属的市政建设用房组成，建筑总高度55.7米，总建筑面积为34502平方米。A楼为高层办公楼，建筑面积17260平方米，地上14层；B楼为多层办公楼，建筑面积10376平方米，地上6层。地下一层车库，建筑面积为6308平方米，从地下连通A、B楼。由于业主对照明、风机盘管以及百叶窗的控制要求，再有主体建筑、结构、设备专业设计与室内精装修设计存在较长的时间差，因此我们采用了方便、节能、安全、人性化的ABB的i-bus智能控制系统，比常规的照明控制系统方便，具有足够的灵活性，也可以与建筑设施管理系统的其它系统相连接。

2.i-bus系统与传统系统的比较

a.传统方式的电气安装，电气设备通过面板直接对各设备的电源线进行分断（见图1）。A、B单体楼内有照明、风机盘管、百叶窗，每个功能都有独立的系统，产品不兼容，电缆成本和人工费用较浪费。另外，由于供热、百叶窗、照明等控制功能的实现都需单独的外部传感器（见图2）。

b.ABB的i-bus系统的电气安装，是由传感器发出命令并通过两芯总线传送给驱动器，驱动器接收命令后加以执行（见图3）。这是一种标准的总线控制系统，属于新一代FCS系统即现场控制总线的范畴，采用的总线标准为EIB即欧洲安装总线标准，控制方式为对等控制方式，4芯屏蔽双绞线。其中2芯为总线使用，另外2芯备用。所有元件均采用24VDC工作电源，24VDC供电与信号合用总线。i-bus的元器件均为模块化元件，主要分驱动器和传感器两类，驱动器为标准模数化的元件，采用标准DIN导轨的安装方式，传感器采用标准86盒齐平安装方式。驱动器和传感器可分散安装在办公楼的不同区域，再用一根总线将所有的元件连接起来（见图4），每个驱动器及传感器中均有内置的微处理器及存储器，故这些元器件可分别独立工作，任何一个元件的损坏都不会影响系统其它部分的运行。另外，每个元件均可主动与其它元件通信，元件之间都为完全对等关系，互不依赖，不存在主机的概念，即可分散控制又可采用中控电脑集中监视、控制。i-bus系统的基本结构是支线，多达64个总线元件设备连接于总线，组成最小总线线路结构。线与线之间通过线路耦合器进行连接，最多15根支线可连接成一个区域，通过干线耦合器又可将最多15个区域连接成一个最大的系统。i-bus系统最大容量为14400个元件，一些总线元件还可以控制多达8个独立的电路，可实现极其庞大工程的灯光等设备的控制。一根支线的最大长度为1000m，两个元件之间的最大距离为700m。在实际应用中，如果线长需要超过1000m，可采用中继器或光纤连接的方式将线路加以扩展。

3.光启文化中心项目中i-bus系统的应用

文化中心A楼和B楼均为办公楼，一层以上为独立的单体，强弱电管线从设备房出来都是经过地下车库分别引至两个单体的强弱电井内。在A楼的消控中心和B楼的值班室分别设置了一台i-bus的主

控计算机，在地下车库的值班室设置了一台6136彩色触摸屏。系统结构采用全分散分布式总线结构，系统内各智能元件均能独立工作，任何一个传感器或执行器损坏都不会影响整个系统的运行。消控室内i-bus主控计算机与BA主机、消防主机均通过网关连接，即可独立控制又可联动控制。其中消防联动控制即为当消防系统发出报警信号时，通过消防信号输入联动应急照明控制模块，执行应急照明的强制打开，以满足消防应急照明的要求。BA系统可以对智能照明控制系统进行监控。A楼主控计算机可视化软件远程控制，内设一个分控中心和一个总控中心。分控中心对自身区域的照明回路、风机盘管、百叶窗进行控制。总控中心，可以对A楼、B楼和地下车库的所有区域照明回路、风机盘管、百叶窗进行集中控制。基本路线为A楼主控计算机通过网线至i-bus系统控制箱，从i-bus系统控制箱引出i-bus总线分别至A楼和地下车库的普通照明箱、应急照明箱及空调设备控制箱，并通过地库引至B楼各层的普通照明箱、应急照明箱和空调设备控制箱。B楼的主控计算机内设一个分控中心，只需对自身楼内区域的照明回路和风机盘管进行控制。地下车库的6136彩色触摸屏，可对地下车库车道和车位照明进行单独回路控制，还可根据实际情况进行场景控制。系统中采用SA/S2.16.6.1、SA/S4.16.6.1、SA/S8.16.6.1，分别是2路开关驱动器、4路开关驱动器和8路开关驱动器，均为20A，带电流检测，容性负载。根据不同功能的灯具使用情况，A、B楼办公室和公共走廊采用双值输出控制器，控制灯具的开闭；一层大厅和地下车库的灯具均需根据室外光照和人员出入情况调光，所以采用了调光驱动器；在走廊和楼梯间还设置了移动探测器。

加上智能联动控制系统后，大楼的照明和风机盘管的控制方式主要分成以下几种方式：

（1）手动控制，按照使用习惯在大楼内设置有相应数量的现场控制器（如按钮开关等）来控制系统的动作。

（2）移动控制，系统内按实际需求设置一些时间段，设置在公共走廊及地下车库的传感器（如移动探测器、主动探测器等）按照系统设置的时间投入工作。根据人员及车辆的出入情况，自动的开闭相应区域的照明设备，最大限度的节约电能。

（3）恒照度控制，在A、B楼大厅分别设置模糊开关（DMS11）,根据室外光照对大厅内照度的影响，自动开启大厅内照明设备的数量，使大厅内照度保持恒定。

（4）集中控制，消控中心的主控计算机可视化软件平台显示的大楼模拟图，可实时掌握大楼内照明设备及空调设备的运行状况，能及时根据实际需求调整设备的使用，以便合理的控制相应区域的照明和空调设备，达到节约能源。

（5）网络控制，通过互联网网关I-bus系统可与其他自控系统（比如BA系统）实现集成，根据自控系统发出的操作指令，执行相应的动作。

4.i-bus系统的优点

根据日照的影响和人员活动情况，A、B楼大厅和地下车库的调光功能，以及其他层的开闭功能让灯具科学地轮换“休息”或零星运行，可以大大地延长灯具的使用寿命，降低灯具的使用成本。

采用一根i-bus总线将各个开关控制箱的控制器连接起来，通过计算机终端实现桌面控制，可控制到每一个灯具，无需使用大量的线缆，通过合理的实时程序就可科学运行，由此节约了大量的线缆费用。

在消控室内通过现有的控制，就可合理而科学的管理整个地块的系统，大大节约了管理的成本。

如果想改变操作或功能，不必去改动布线，只需重新安排或补充总线元件、传感器和驱动器，就可以实现新的功能。

结束语

i-bus系统在项目上的应用创造了安全、健康、舒适的环境，节能、现代的智能控制满足了使用者对不同场景的要求，提高了生活和办公的品质，也使系统的调试和维护变得轻松和愉快。可以预见不远的将来，这种技术会得到更广泛的使用。

参考文献：

[1]现代建筑中智能照明的应用研究[J].华红兵.中国新技术新产品.2009

[2]浅谈智能照明控制系统[J].戴丽君.四川建材.2010(06)