Delta智能照明系统论智能照明的应用前景

李军

陕西建工安装集团有限公司陕西省 710068

摘要：随着我国科技的高速发展，在各方面都飞速进步，人们的生活质量也得到了很大提高，越来越多的建筑物拔地而起，对楼层的照明控制系统提出了严峻的挑战。为了满足人们生活的舒适性以及便捷性，传统的照明控制系统已经不再适用，需要采用更加智能的照明控制系统。智能照明控制系统具有传统控制系统无法比拟的优势，既能满足人们对于智能化的要求，同时还能起到节能环保的作用，已经逐渐在各个办公楼得到了应用。目前，对智能照明控制系统的研究已经成为人们关注的话题。

关键词:智能照明;应用;前景

一、系统概述

中国是世界上人口最多的国家, 其高速发展的市场经济需要消耗更多的能源，因而面临着很大的能源和环境压力，引进节能市场新机制是缓解环境压力十分有效的途径。

中国“十三五”节能排减的目标中，节能目标为：到2020年每万元GDP能耗比2015年降低15%左右，能源消耗总量控制在50亿吨标准煤。排减目标为：到2020年主要污染物二氧化硫、氨氮等排放总量减少10%-15%以上。

我国“绿色照明工程项目”的主要目标：推进照明节电，到2020年实现照明节电10%

中国照明用电约占总电量的12%, 保守估计2020年我国总发电量以达到7.5万亿度，照明用电将达到约9000亿度，如能节约20%的照明用电就是1800亿度,相当于两个三峡电站的年发电量。

在诸如酒店、办公楼宇、教育机构等场所，照明所消耗的能源已经占到超过总能源消耗的38%以上。随着能源价格的增长，这就使得现代照明控制成为能源节约措施中的核心问题。

照明用电占了其总能源消耗的很重要部分，通过有效的灯光控制系统能明显减低能耗。

智能照明系统不仅使照明更加有效率，而且它们能和暖气、通风和空调系统及其它建筑系统设施互相作用实现更高效的能源节省和管理。

本建筑为某药厂质检办公综合楼照明系统，控制范围包括公共区域、办公室等，控制方式为远程控制、本地面板控制、照度及人体探测控制。

二、灯光控制使用的目的

1、智能化的控制方式

采用智能照明控制系统，可以使照明系统工作在全自动状态，系统将按先设定的若干基本状态进行工作，这些状态会按预先设定的时间相互自动地切换。例如，当一个工作日结束后，系统将自动进入晚上的工作状态，自动并极其缓慢地调暗各区域的灯光，同时系统的移动探测功能也将自动生效，将无人区域的灯自动关闭，并将有人区域的灯光调至最合适的亮度。并可按周工作日和年节假日自动开启或关闭灯光。

此外，还可以通过编程随意改变各区域的光照度，以适应各种场合的不同场景要求。智能照明可将照度自动调整到工作最合适的水平。例如，在靠近窗户等自然采光较好的场所，系统会很好地利用自然光照明，调节到最合适的水平。当天气发生变化时，系统仍能自动将照度调节到最合适的水平。总之，无论在什么场所或天气如何变化，系统均能保证室内照度维持在预先设定的水平。

2、改善工作环境，提高工作效率

传统照明系统中，配有传统镇流器的日光灯以100Hz的频率闪动，这种频闪使工作人员头脑发胀、眼睛疲劳，降低了工作效率。而智能照明系统中的可调光电子镇流器则工作在很高频率（40~70kHz）不仅克服了频闪，而且消除了起辉时的亮度不稳定，在为人们提供健康、舒适环境的同时，也提高了工作效率。

3、节能效果

智能照明控制系统使用了先进的电力电子技术，能对大多数灯具（包括白炽灯、日光灯、石英灯，配以特殊镇流器的钠灯、水银灯、霓虹灯等）进行智能调光。当室外光较强时，通过光感探测器,把室内照度自动调暗，室外光较弱时，室内照度则自动调亮，使室内的照度始终保持在恒定值附近，从而能够充分利用自然光实现节能的目的。

并且通过多样的控制方式，如探测器触发，时间触发，场景的触发来充分的达到最高的灯光利用率，减少了不必要的消耗。

4、提高管理水平，减少维护费用

通过配套集成的软件的智能化管理，不仅使建筑的管理者能将其高素质的管理意识运用于照明控制系统中去，而且将大大减少建筑的运行维护费用，并带来较大的投资回报。

除此之外，智能照明的管理系统采用设置照明工作状态等方式，通过智能化管理实现节能。

5、几大特点

先进性：不仅应该保证目前的先进性，而且还应具有一定的超前性。

开放性：开放系统对用户有极大的好处，尤其在系统的整个生命周期中，降低了维修和管理费用，系统重新配置和技术升级换代变得更加容易。

适用性：系统整体和各功能环节都预留有足够的容量。

经济性：在保证先进性和适用性的前提下，力争以最小的经济代价，以最低的运行维护费用获得最大的经济效益和社会效益。

可扩展性：当系统功能变化，用户数增加时，可以直接连接一台机器即可。

可管理维护性：通过友好的图形化接口进行管理和系统维护。

三、智能照明系统的节能分析

智能照明控制系统对能源的利用率的提高主要体现在以下几个方面

1、集中管理，减少人为浪费

现代建筑中，人为造成照明能源浪费的现象仍然非常严重，无论房间有人还是无人，经常是“长明灯”。智能照明系统既能分散控制又能集中管理，在建筑的中央控制室，管理人员通过远程控制即可关闭无人房间的照明灯。

• 
  

• 每天管理人员上班开灯时间为一个小时

• 每天管理人员下班关灯时间为一个小时

• 平均每个回路每天少运行一个小时

• 每回路每天运行10小时计算，实际节省电力为10%

2、自动调光，充分利用自然光

智能照明系统中的光线感应开关通过测定工作面的照度，与设定值比较，来控制照明开关，这样可以最大限度地利用自然光，达到节能的目的，也可提供一个不受季节与外部气候环境影响的相对稳定的视觉环境。

3、自动调光，保持照度的一致性

一

每天根据日照自动调节灯光

• 每天光线充足时间为3个小时

• 平均每个回路每天少运行1.5个小时

• 每回路每天运行10小时计算，实际节省

• 电力为15%

般照明设计师对新建的建筑物进行设计时，均会考虑到随着时间的推移，灯具的效率和房间墙面反射率会不断衰减。因此，其初始照度均设置得较高，这种设计不仅造成建筑物使用期的照度不一致，而且由于照度偏高设计造成不必要的浪费．采用智能照明系统后，虽然照度还是偏高设计，但由于可以智能调光，系统将会按照预先设置的标准亮度使照明区域保持恒定的照度，而不受灯具效率降低和墙面反射率衰减的影响，这也是智能照明控制系统可节约能源原因之一。

4、安装便捷，节省线缆

智能照明系统采用二芯线控制，用总线将系统中的各个输入、输出和系统元件连接起来，大截面的负载线缆从输出单元的输出端直接接到照明灯具或其他用电负载上，而无须经过智能开关。由于系统仅在输出单元和负载之间使用负载线缆连接，与传统控制方法相比节省了大量原本要接到普通开关的线缆，也缩短了安装施工的时间，节省人工费用。

调光节能表

5、延长灯具寿命

灯具损坏的致命原因是电网过电压，只要能控制过电压就可以延长灯具的寿命。智能照明控制系统采用软启动的方式，能控制电网冲击电压和浪涌电压，使灯丝免受热冲击，灯具寿命得到延长。通常能使灯具寿命延长2~4倍，大大减少更换灯具的工作量，有效地降低了照明系统的运行费用，对于大量使用灯具和安装困难的区域具有特殊的意义。

采用智能照明控制系统不仅可满足便捷控制、灯光效果等要求，而且由于可观的节能效果（节电可达到20%～50%）及灯具寿命的延长（灯具寿命延长2～4倍），又能在降低运行费用中得到经济回报，还能省去常规照明所需的大部分配电控制设备，大大简化和节省穿管布线工作量。

智能照明系统还有潜在的价值回报，如智能控制系统能使整个系统工作在使人们最舒适的状态，从而保证了人们的身心健康，提高了工作效率。智能照明控制系统广泛地应用于建筑领域，无论室内、室外、大小场合无处不可应用。

随着智能照明系统在中国市场的进一步的推广，将越来越显示出其独特的优点，给用户带来各种各样的功能，并在智能建筑技术的发展中占据领先地位。

四、智能照明系统说明

1

BACnet IP

照明主控制器

支持4条DTBus

DTBus

DTBus供电模块

DTBus供电总线

照明节点

包括各种按钮、面板、灯具、传感器

照明系统可以脱离主控制器及BACnet系统独立运行

2、应用：

_{用于下连照明控制总线，每条总线控制设备的接点不超过64个。照明控制于一体的模块化系统. 可以配置一个或多个DALI 网关模块，每个模块最多可支持 16 DALI 群组并将群组的控制应用与BACnet系统整合在一起}

3、DALI供电总线

这是通讯与供电合二为一的总线，采用1.5mm2的两芯电缆，不需要屏蔽。通讯波特率为，供电电压为直流16V。最多支持64个节点。

在DALI中，任何两个节点之间的距离必须小于50，同时，电缆长度总和小于300米。对总线的拓扑结构没有要求。

DALI采用突发式通讯，以达到50mS的按钮->灯具响应时间。同时辅助以冲突检测、随机延时重发的通讯控制机制。

4、节点

包括操作面板类、灯具控制类、传感器类。

DDR-0420

应用：

_{支持DALI总线协议，用于直接控制照明回路。3路输出，每通道具有20A的输出能力，适用于较大公共区域的照明控制。}

_{在三相四线供电系统中，3路输出通道可以分开布置在每个相。采用了高可靠性磁保持继电器作为输出器件，在应用白炽灯、节能灯等浪涌电流很大的灯具时而不会降低寿命。}

DDR-0820

应用：

_{支持DALI总线协议，用于直接控制照明回路。}

_{8路输出，每路具有20A的输出能力，适用于公共区域和室内的照明控制。}

_{在三相四线供电系统中，8路输出通道可以分开布置在每个相。采用了高可靠性磁保持继电器作为输出器件，在应用白炽灯、节能灯等浪涌电流很大的灯具时而不会降低寿命。}

5、系统功能

5.1 DALI控制功能

可以完成传统照明的所有功能，同时可以灵活组态，实现分组控制、场景控制等功能。

每条回路上可以有16个分组，每个控制回路可以同时属于其中16分组，每个操作命令（按钮动作）可以同时控制多个个分组，而对每个分组的控制方式可以是不同的。控制方式包括：设定开/关、设定亮度、提高亮度、降低亮度、状态反转、延时关。

本地控制功能不依赖照明主控制器，但是依赖总线电源，如果总线电源掉电，所有操作面板会失去功能，用户不能操作，所有回路保持原有状态。

5.2 BACnet系统功能

BACnet系统通过照明主控制器监控DALI上的照明设备。

对于每个照明回路，BACnet系统可以直接给定输出状态，或者，强制输出状态，在强制输出时，DALI上的其他操作面板对该回路失去控制，直到BACnet系统取消强制或者与DLBus的通讯中断。

对于操作面板，BACnet系统可以模拟用户的操作，也可以禁用/启用每个操作，用户不能使用被禁用的操作，直到直到BACnet重新启用该操作或者与DLBus的通讯中断。

BACnet系统的功能都可以直接应用于照明系统，例如：时间表、日历、用户程序等，可以实现定时开关、节假日照明安排等功能。同时，BACnet系统的监控软件同时也是照明系统的监控软件。照明系统也可以分享BACnet系统的各种高级功能，例如：如果在BACnet系统中，已经配置了WEBSERVER，可以使用智能手机进行操作，那么照明系统也同时拥有了这个功能。

五、控制方案说明

1、方案设计思路

我们在设计灯光控制系统的时候把主要问题放在：

1. 
   

2. 如何提高它的综合管理水平。

3. 并为人员营造幽雅舒适的环境

4. 高度的智能化和方便灵活的控制。

5. 把节能环保带到我们的系统中。

2、系统功能的实现

根据本工程的特点及智能照明的需求，本系统将根据不同场所的照明特点，采用不同的智能控制方案，以实现分散式智能照明控制。

3、控制区域划分及详细方案

本项目含公共区域、敞开办公室等两块功能区域，针对其作用不同采取的控制策略如下

• 
  

• 公共区域

对于公共区域采取定时控制，同时辅助以不同控制模式（清洁模式、晴天模式、阴天模式、晚间模式、闭馆模式等），结合本地智能面板控制

• 
  

• 办公室

对于办公室采用红外及照度一体控制，当办公室无人延时10秒后关灯，做到人走灯灭；

当办公室有人且照度低于照度下限设定值时开灯；当办公室有人且照度高于上限设定值时关灯

• 
  

• 其他区域

对于会议室，因为使用频次比较低，不做红外及照度控制，只控制照明回路，根据时间表可选择关灯时间。对于像实验室，化验室等特殊地方，不做特殊控制，只控制照明回路。

结语

综上所述，智能照明控制系统的应用较为广泛。其应用功能的实现，主要是基于LED技术和无线技术以及总线技术等的支持，进而实现各类控制功能。基于智能照明控制系统使用需求和要求的不断提高，未来其将会朝向绿色化和远程化等方向发展。

参考文献

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