AIILIGHT智能照明控制系统的工程应用

[摘要] 智能照明控制系统是利用先进电磁调压及电子感应技术，对供电进行实时监控与跟踪，自动平滑地调节电路的电压和电流幅度，改善照明电路中不平衡负荷所带来的额外功耗，提高功率因数，降低灯具和线路的工作温度，达到优化供电目的照明控制系统。

[关键词] 智能照明 总线系统 控制可靠 节能减排 升级扩容

中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：

1引言

随着科学技术的迅速发展，现代建筑的功能日趋复杂和完善，对品质要求不断提高，对电气安装系统也提出了更高的功能要求。采用传统的控制和布线方式，往往需要敷设大量的导线，形成越来越复杂的电气安装系统，一方面造成了极大的设计与施工难度，另一方面大大降低了系统的可靠性和易用性，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向智能化、灵活化的方向发展。

2工程概况

中国人民总医院第一附属医院烧创伤大楼工程，位于医院内西侧，地下2层，地上16层，总高度61.5m，总建筑面积44423.01m2。建成的烧创伤大楼将是304医院最为瞩目的一个建筑，也是航天桥地区的标志性建筑。建设如此重要的场所，建设方希望在建筑上体现出高档次和节能的特点，具体体现在：

2.1 建筑的档次要与其发挥的功能相匹配。

2.2 节能示范作用：作为一个军队医院，应响应国家节能的号召，起到节能方面的领头兵的作用。

2.3 减少运营成本：做到增加新功能，但不增加后期管理的负担。

根据以上各方面因素，医院在本工程建设中采用了AIILIGHT智能照明控制系统，不仅能提高该建筑的档次，更能达到节能的效果。

3智能照明系统

3.1 AIILIGHT系统概述

智能照明系统采用四芯通讯线作为控制总线，系统通常由主控制器、智能调光器、SaveD节能器、智能面板开关、设备连接接口、外置监控传感器、通讯接口等构成。系统可使照明、调光、场景控制、安保、供热系统实现智能化，可依据外部环境的变化自动调节总线中设备的状态，达到安全、节能、人性化的效果，并能在今后的使用中根据用户的要求增加或修改系统的功能，方法是采用通讯线连接新模块与控制主机，而无须重新敷设电缆，真正成为灵活的电气安装系统,这是传统的电缆敷设方式所无法做到的。

3.2 AIILIGHT系统总线拓扑结构

本系统同EIB总线系统类似，基本由系统单元、输入单元和输出单元构成，但本系统有机地将系统单元和输出单元结合，克服了EIB总线产品在针对设计者和使用者以及对系统不清晰所造成的设计和使用失误。

图1AIILIGHT系统拓扑结构

（1）控制装置：本工程选用接点输出型的继电器控制装置AL6C-2，它可以同其它控制装置进行连接与通信，它为系统提供工作电源，系统时钟，各种系统信号接口，以及为执行对负载回路控制的输出单元。其中控制装置内部已安装了系统电源、输出单元以及网络接口。

图2AIILIGHT控制装置（AL6C-2）在配电柜内安装实景图

（2）输入单元（开关）：将控制信号转变为485信号，控制主控制器对负荷的控制。

3.3 AIILIGHT系统特点

（1）节约能源、降低运行维护费用

由于系统中利用了远、近程网络控制技术，就地采用移动探测器、亮度传感器、定时、延时开关、加之可调光智能化的运行模式应用，使整个照明系统可以按照经济有效的最佳方案来准确运作，不但大大降低运行管理费用，而且最大限度地节约能源。

（2）系统安全、稳定

系统采用DC12V低压供电，保障人身安全，有效降低电力负荷。国内电网稳定性差，使用起来不稳定。系统安装时需要增加许多阻波器、滤波器等设备，严重时每个灯都要加一个滤波器。在安装好后，新增一个电器设备（电冰箱、洗衣机、微波炉等）或移动设备的位置，或更换一个灯具所造成的干扰，也会让系统变得不稳定，出现灯光、窗帘动作紊乱，不响应操作指令。采用其它总线的系统：系统中各种总线耦合器、适配器太多，应用复杂。智能照明控制系统采用总线传输，无主机控制的模块化结构，信号不受干扰，非常稳定，现已在中国人民总医院（原301医院）、总政医院等多家军队医院中被采用，并得到客户一致好评。

（3）系统控制点庞大

通过及其简单的线路及互联网，系统控制点可达到64000点。系统可控制的负载类型很多，在实际工程中所有需要控制电源的设备都可以通过该系统控制。每个系统元件（除系统电源）均内置微处理器，是一个“独立”的智能元件，这些元件组成了一个“分布式”控制系统。元件采用EEPROM作为存储器，不会因系统断电而丢失数据。

（4）丰富多样的控制方式

可采用电话、电脑、红外线、触摸屏及操作面板等进行控制。对于灯光除可以手动控制外，可对整个系统进行全自动化电脑管理。可节省维护管理费和不必要的电源浪费。对其自动控制方式基于以下几点进行说明：

①控制方式安全可靠：每个控制器输出回路设有高可靠性能的继电器，使用寿命长，经调试完成后基本处于免维护状态。

②控制方式数字化：采用总线制对系统进行多模控制，利用一台中央处理器可以完成对医院进行各种灯光模式的操作，并预留通信接口与监控中心BA系统兼容。

③控制模式多样化：医院照明可以用多种模式实行控制。甚至每个回路都可以在中文触摸屏上进行独立操作。而且各种照明灯具在不同模式下的灯光效果可以在显示屏上直观显示，如一般照明效果、节日及重大节日泛光照明效果等等，这样可以大大节省运行费用。

（5）安装简便、节省电缆

本系统是一种以通讯技术实现远程控制系统，以四芯通讯线作为控制总线，将系统中的各个输入、输出和系统支持单元连接起来，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它用电负载上，而无须经过开关，安装时不必考虑任何控制关系。

在整个系统安装完毕后再通过简单的设置各个单元的地址编码，从而建立对应的控制关系。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开关的线缆，也缩短了安装施工的时间，节省人工费用。

（6）设计简单

设计、安装人员无须专门培训就能设计，安装时只需将主控设备代替原断路器，将可编程控制面板代替原有的手动开关，主控设备与控制面板用四芯通讯线插接即可。

（7）提高管理水平，降低能源消费

将原来普通照明的人工开关转换成智能化管理，可以用接触器或集中控制计算机实时监控，管理人员并不是在现场，而从任何地方都可对系统运行状况进行监控，比如从自己家里也可进行监控，发现问题时及时发出指令进行控制，控制直观，大大减少了能源的消耗，带来较高的投资回报。

（8）模块式结构、系统扩展方便

本系统可根据用户需要进行功能扩展，不必对强电系统线路另外布线，只需要将扩展模块与原模块系统用数据线连接即可。

（9）系统兼容性强大，用途广泛

系统可用于智能照明、电源控制、安防系统、智能家居系统等功能需要；同时，本系统具有开放性，提供与BA系统（包括消防报警、安全防范等系统）相连接的接口和软件协议，便于构成一个完整的楼宇自控系统。采用了BA系统的建筑物，使用本系统智能化管理系统，不仅仅带来高质量的照明环境，同时也提高了整个建筑物的智能化综合管理水平，增加该项目的亮点，为精品工程和标志性建筑赋予现代化、智能化和时代感，这些无疑都获得了许多潜在的收益。

（10）安全配置

智能照明控制系统设计采用了三重控制保护，即：触摸屏、开关和控制器应急开关控制。一个区域内的触摸屏互为备用，通过密码权限可以控制相应区域，如果触摸屏损坏，还可以通过开关实现相应的控制；当系统故障时，可以通过配电柜内控制器的应急开关实现应急操作。中控室电脑也可对智能控制系统内所有照明进行监控。

4技术实现

根据设计图纸，我们通过智能照明控制系统对整栋楼内所有公共区域照明进行控制（调光、百叶窗、场景控制等智能控制与此类似，在此不再赘述），我们以标准层公共照明为例进行说明。首先将系统控制装置安装相应的配电柜内，触摸屏安装在护士台上，以便就近进行操作。

图3控制装置安装于配电柜内图4护士台上安装的触摸屏

4.1安装工艺

首先，系统使用的通信线即控制总线为四芯电话用标准扁平软线和6极4芯RJ-11标准插头制作而成，用于控制装置之间以及控制装置与触摸屏之间的连接，但要注意控制装置与触摸屏之间的连接还要增加一根两芯绞线，作为触摸屏的电源线，两芯绞线规格为2×1.5mm。安装每层配电间的智能照明控制装置时，不用单独设置箱体，直接将控制装置安装在照明控制箱内即可，既节省空间又方便接线。控制装置的箱体横向、竖向安装时，箱体之间要预留40mm以上的空隙。因此，在配电箱/柜加工订货前要根据控制装置的规格尺寸做好加工订货技术交底工作。

配电箱/柜中要给控制装置提供的电源（控制装置内设12V变压器，供控制装置以及12V继电器工作），此电源同时也为触摸屏提供电源（触摸屏安装处设24V变压器），以及智能照明控制装置安装所需的轨道。由于控制装置具备散热功能，因此不需要单独考虑。控制装置之间的通信线使用CPU板上的INTER接口连接，最长可达1000m，AL6C-2系统最多可连接32台，对于本工程的实际情况完全满足使用需要。控制装置之间加增幅器后，最长可达5000m。智能开关、接口和控制装置之间的通信线使用CPU板上的LOCAL接口连接，最长可达300m，开关转接器和单个开关之间的通信线最长可达50m。连接多个开关、接口时，使用分支接口（CN3）连接。

图5智能照明控制系统连接线路长度示意图

4.2系统设置

由于本系统具有开放性，提供与BA系统相连接的接口和软件协议，所以控制装置只须设定地址和设定终端电阻即可使用。每个控制装置都使用地址设定盖来设定地址，设定编号由BCD编码进行编制，可供编制的号码为01～99；在控制系统中，除了位于系统网络两端的控制装置须通过终端电阻盖进行设定终端电阻以外，不需设定其它终端电阻，终端电阻的设定只需把终端电阻模块的相应端短路即可。

图6智能照明控制系统示意图

本系统是一种以通讯技术实现远程控制系统，以四芯通讯线作为控制总线，将控制装置系统中的各个输入、输出和系统支持单元连接起来，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它用电负载上，而无须经过开关，安装时不必考虑任何控制关系。

图7AL6C-2控制装置线路连接示意图

4.3系统调试

本工程系统调试根据整体楼宇自控系统的调试协调进行，由于系统采用总线传输，无主机控制的模块化结构，所以调试简便。只须核对控制装置设定的地址编码和系统图是否一致，查验终端电阻是否设定即可。为了保证设备的安全，在设备通电试运行前，对设备的线路进行核对，用万用表测量线缆的敷设质量，核实与图纸是否一致，并进行记录以便日后查验。

4.4触摸屏的设置

具体控制方式：护理单元内触摸屏位置为护士站，由护士控制整个公共区域照明的开关状态，软件操作简单明确并设有操作密码，非院方人员限制操作。

图8控制系统主界面图9控制系统模式登陆界面

触摸屏软件功能配置：操作者可通过触摸屏对整个护理单元的照明进行监控，显示其运行状态（开或关）。在公共区域内不同时段的照明要求还可采用单回路控制，也可以定时控制，通过时间设定，系统会根据时间的设定对区域照明进行自动开启或关闭。

图10控制系统定时控制界面

图11控制系统时间设定界面

5系统优势

（1）安装便捷、节约材料

由于智能照明控制系统接线方式与传统的照明开关控制方式不同，所有照明控制均集中在触摸屏，减少了传统的开关控制的分散模式。

（2）延长灯具寿命

在传统的照明开关控制方式中，开关每次开启瞬间都将对电网产生冲击电压，这会使灯丝受到热冲击，相当于减少光源4小时的寿命；而智能照明控制系统采用各回路逐一延时启动的方式，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，智能照明系统通常能使灯具寿命延长2～4倍。

（3）对电网中电气设备的保护

如前所述，由于智能照明控制系统编程为逐一延时的启动方式，将减少冲击电流，极好地控制了电网冲击电压和浪涌电压，使电气设备免受热冲击，从而对电气设备起到了很好的保护作用。

（4）便利的软件设置

使用智能照明控制系统，一个工作人员只需要一分钟的时间就可轻松完成对所有控制区域的照明控制。同时，照明控制系统软件编程设定也非常容易。

6施工体会

AIILIGHT智能照明控制系统轻而易举地解决了传统电缆所无法解决的问题，此系统利用一条双绞线代替传统种类繁多的普通电缆。通过对中国人民总医院第一附属医院烧创伤大楼工程的实例分析，可以看出使用智能照明系统能使照明、调光、百叶窗、场景控制等系统实现智能化，并成为一个完整的总线系统，可依据外部环境的变化自动调节总线中设备的状态，达到安全、节能、人性化的效果，并能在今后的使用中根据用户的要求增加或修改系统的功能，而无须重新铺设电缆，真正成为灵活的电气安装系统，这是传统的电缆铺设方式所无法做到的。智能照明系统是一个面向使用者、体现个性的系统，同时，又是一个面向管理者的系统。使用者可根据个人的喜好任意修改系统的功能，达到自己所需要的效果，并可通过操作传感器来控制系统的动作，该系统以其良好的灵活性和开放性，广泛适用于多种场合如大型公共建筑、写字楼、工厂、别墅等。

随着智能照明系统等总线制智能安装系统的出现，使设计、安装、调试、维护的费用及时间大幅度地减少，原来繁琐的原理图、布线图设计变得简单易行，标准接插件快速、简便的安装，使人力、物力大量的减少，可靠性大大提高，强大的故障诊断能力，使系统的调试和维护变得轻松和愉快。与传统点对点集中控制方式相比，总线制智能控制系统以其无可比拟的优势使建筑电气安装系统发生了巨大的变化。未来的电气安装系统必将汲取目前各类总线制智能安装系统的优点，通过更多地向楼宇自控、安全防范等其他系统相互渗透、相互融合，并以其更好的灵活性、易用性、开放性、可靠性、经济性、安全性成为标准化、人性化、分散化、网络化的多功能网络集成式全分布控制系统。