智能照明控制系统与节能

智能照明限制系统与节能目录一、智能照明概念及意义 1二、智能照明限制系统构成 2三、智能照明与常规照明系统的区分 6四、智能照明限制系统与BAS比较 8五、照明的节能空间 8六、智能照明限制方式 10七、调光原理及光源选择 11八、智能照明限制系统网络 14九、智能照明限制系统设置留意事项 16十、智能照明限制系统验收事项 17一、智能照明概念及意义智能照明系统是指利用计算机、网络技术、无线通讯数据传输、电力载波通讯技术、计算机灵能化信息处理技术、传感技术及节能型电器限制等技术组成的分布式无线或有线限制系统，通过预设程序的运行，依据某一区域的功能、每天不同的时间、室外光亮度或该区域的用途来自动限制照明。照明限制系统是一个总线型式或局域网型式的智能限制系统。全部的单元器件均内置微处理器和存储单元，并由信号总线连接成网络，每个单元均可安排唯一的单元地址。当有输入时，输入单元首先将其转变为总线信号，然后在限制系统总线上广播，全部的输出单元接收信号后进行推断，继而限制相应回路输出。智能照明意义有：1、节能：当前我国的宏观经济建设中，节电节能的任务越来越紧迫。智能照明系统借助各种不同的'智能设置'限制方式和限制元件，对不同时间不同环境的光照度进行精确设置和管理来实现最大的节能效果。2、延长灯具寿命：无论是热辐射光源，还是气体放电光源，电网电压的波动是光源损坏的一个主要缘由。智能照明系统可以有效抑制电网电压的波动，通过系统对电压的限定和轭流滤波等功能，避开过电压和欠电压对灯具的损害。另外，智能照明系统还可以利用软启动和软关断技术，避开冲击电流对光源的损害。

3．改善照明质量：智能照明系统以调光模块限制面板代替传统的平开关限制灯具，可以整体的限制各房间内照度值，提高照度匀称性。同时，智能照明系统也可以避开频闪效应。4．实现多种照明效果：智能照明系统易于实现多种照明场景限制方案，按不同时间、不同用途、不同效果采纳相应的预设置场景进行限制，可以达到丰富的艺术效果。5．管理维护便利：智能照明限制系统比照明的限制是以模块式的自动限制为主，手动限制为辅，照明预置场景的参数以数字式存储在可擦除可编程ROM中，这些信息的设置和更换特别便利，加上灯具寿命的大大提高，使照明管理和设备维护变得更加简洁。二、智能照明限制系统构成智能照明限制系统，品牌较多，常见品牌有：澳洲邦奇、ABB的I-BUS、奇胜的C－BUS、路创（LUTRON）、WIELAND、e-bfb、瑞朗、百分百照明、清华同方、索博、海尔等。其限制系统的构成基本相同，微有差异，通常由调光模块、开关模块、限制面板、液晶显示触摸屏、智能传感器、编程插口、时钟管理器、手持式编程器和PC监控机等部件组成。下图是用数据通讯线手牵手联接起来组成的典型智能照明限制系统构成图。系统网络结构图1.PC监控机PC监控机一般设置在智能照明管理中心,通常具有如下功能：管理及设定功能：在计算机操作平台上完成日常的运转与管理工作。依据集成管理软件中每日的预定时辰表、每年的预定日程表以及假期、特定日期的支配表等进行时间程序编程，供应全年的照明支配支配表。统计功能：依据软件供应的关于照明系统的运行时间、照度值等参数的汇总报告(区分各照明场所内各照明回路)来统计照明灯具的运行时间、照度水同等，限制功能：实现对各照明分区的照明回路的照明自动限制，自动调整室内照度，并维持在设定值上，通过图形化界面以鼠标单击的方式可敏捷地修改各照明回路的开关限制和照度的连续调整。依据统计数据，结合软件中预置的工作循环程序表，自动切换各照明回路灯具的运行，从而均衡各照明回路的灯具的运行时间，并依据汇总报告定期对灯具进行维护检修，延长灯具的运用寿命。诊断及故障报警功能：能自动检查负载状态，检查坏灯、少灯，爱护装置状态，故障自动报警、自动切断电路；MCB跳闸报警等.图像处理功能，可实现动静探测、图形操作等。2．调光模块

用于对灯具进行调光或开关限制，能记忆多个预设置灯光场景，不因停电而被破坏，调光模块按型号不同其输入电源有三相、也有单相，输出回路功率有2安、5安、10安、16安、20安等，输出回路数也有1、2、4、6、12等不同组合供用户选用。有些调光模块限制灯具亮度采纳了软启动方式，即渐增渐减方式，这样的调整方式能防止电压突变对灯具的冲击,同时使人的视觉特别自然地适应亮度的变更，没有突然变更的感觉。有些调光模块输入电源有一个由微处理机限制的RMS电压调整技术，确保输出电压稳定，不会对负载回路产生过压。3．开关模块

用继电器开关输出的限制模块。这种模块主要用于实现比照明的智能开关管理，适用于全部比照明智能化开关管理的场所，如办公区域、大型购物中心、道路景观、体育场馆、建筑物外墙照明等等。开关模块具有按序启动功能，避开灯具集中启动时的浪涌电流。一些模块自带电流检测功能，可检测照明输出回路实时电流值并可真实记录灯具的运行时间。4．场景切换限制面板

由各照明回路不同的亮暗搭配组成的某种灯光效果，称之为场景。运用者可以通过选择面板上不同的按键来切换不同的场景。5．智能传感器

智能传感器有较多种类,其传感原理基本利用了红外线、超声波、光敏元件、声音等或上述物理量的组合，用于识别有无人进入房间、照度动态检测、遥控接收等。6．时钟管理器

时钟管理器用于供应肯定时间内（周、月、年）内各种困难的照明限制事务和任务的动作定时。它可通过按键设置，变更各种限制参数。7．液晶显示触摸屏

液晶显示触摸屏，可图文同时显示，可依据用户须要产生模拟各种限制要求和调光区域灯位亮暗的图像，用以在屏幕上实现形象直观的多功能面板限制。这种面板既可用于就地限制，也可用作多个限制区域的监控。8．手持式编程器

手持式编程器，管理人员只要将手持编程器插头插入编程插口即能与Dynet网络连接，便可对楼宇的任何一个楼层、任何一个调光区域的灯光场景进行预设置、修改或读取并显示各调光回路现行预置值。三、智能照明与常规照明系统的区分1.线路系统区分1.1单控电路系统的区分传统照明单控电路特点：a.限制开关干脆接在负载回路中；b.当负载较大时，需相应增大限制开关的容量；c.当开关离负载较远时，大截面电缆用量增加；d.只能实现简洁的开关功能。总线式智能照明系统单控电路特点：a.负载回路连接到输出单元的输出端，限制开关用总线与输出单元相连。负载容量较大时仅考虑加大输出单元容量，限制开关不受影响；b.开关距离较远时，只须加长限制总线的长度，节约大截面电缆用量；c.可通过软件设置多种功能（开/关、调光、定时等）。1.2双控电路系统区分传统照明双控电路特点：a.实现双控时用两个单刀双置开关，开关之间连接照明电缆；b.进行多点限制时开关之间的电缆连线增多，使线路安装变得特别困难，工程施工难度增大。总线式智能照明系统双控电路特点：a.实现双控时只需简洁地在限制总线上并联上一个开关；b.进行多点限制时，依次并联多个开关，开关之间仅用一条总线连接，线路安装简洁、省事。2限制系统区分2.1限制方式区分a.传统限制采纳手动开关，必需一路一路地开或关；b.智能照明限制采纳低压2次小信号限制，限制功能强、方式多、范围广、自动化程度高，而且平安，通过实现场景的预设置和记忆功能，操作时只须按一下限制面板上某一个键即可启动一个灯光场景，各照明回路随即自动变换到相应的状态。上述功能也可以通过其他界面如遥控器等实现。2.2照明方式区分a.传统限制方式单一，只有开和关；b.智能照明限制系统可以采纳“调光模块”，通过光源的调光在不同运用场合产生不同灯光效果，营造出不同的舒适氛围。2.3管理方式区分a.传统限制比照明的管理是人为化的管理；b.智能限制系统可实现自动化管理，通过分布式网络，只需一台计算机就可实现对整幢大楼的管理。四、智能照明限制系统与BAS比较照明限制系统在建筑物的自动化系统BAS中是一个子系统，照明限制系统与BAS系统之间应如何相连呢？有些综合限制系统把空调、保安、照明等设备都包含在一起进行限制，不再设置专业的照明限制系统，尽管这种限制系统可比照明灯实现定时开关，对各个区域进行调控。但这种限制方式有它的局限性，它的限制器模块性能、功能都比较简洁，输出功率小、回路少，灯路以开关限制为主，即使有调光其调光功能和技术上都很简洁，照明灯调光后的场景效果不如专业的照明限制系统优良，而且这种综合限制的系统往往以中心监控为主，缺乏现场调控手段，这会对操作运用带来很多不便之处，另外一个问题是全部系统的信息都在一条单一限制总线上传输，造成各限制器之间的干扰也会较多，影响整个系统的稳定性。五、照明的节能空间照明的节能空间，主要体现在以下几个方面：1.出入口、走道、楼道、卫生间等公共场所，传统照明为长明灯。2.传统照明，灯或者处于全开状态，或者为关闭状态，而不是依据运用功能的不同、自然光亮的不同，使灯发出明暗程度不同的光通量。3.进行照明设计时，由于须要考虑维护系数，使得初始照度高于照度标准要求的30%左右,造成不必要的能源奢侈。4.大开间活动场所，由于活动规模不同、活动内容不同，须要不同的照明范围、照度要求，但传统照明仅依靠人为管理，造成较多的不必要的照明。5.传统照明，尤其是靠近电源点、常常在夜晚工作的照明，常常工作于电网电压波动时，尤其是电网电压增加时，产生额外的耗电。下图为高压钠灯电压-功率曲线。详细到不同照明载体，实现节能的手段分别叙述如下：走廊、门厅等公共场所的照明限制1.1公共建筑如学校、办公楼、宾馆、商场、体育场馆、影剧院、候机厅、候车厅及工业建筑的走廊、楼梯间、门厅等公共场所的照明宜采纳集中限制并按建筑运用条件和自然采光状况实行分区、分组限制措施。1.2住宅建筑等的楼梯间、走道的照明宜采纳节能自熄开关。节能自熄开关宜采纳红外移动探测加光控开关。1.3旅馆的门厅、电梯大堂和客房层走廊等场所采纳夜间定时降低照度的自动调光装置。1.4医院病房走道夜间应实行能关掉部分灯具或降低照度的限制措施。会展中心、博物馆、美术馆等功能性要求较高的场所，适应不同种类、不同规模会展活动，照度要求不同，活动空间不同，应采纳智能照明分区域多场景集中限制，使照明与环境照明要求相协调。传统车库照明系统长期开启，奢侈电力，也缩短了照明灯的运用寿命。通过对进出口人、车检测，行车线路推断，开启沿途车道及对应车位灯光，人行路途灯光，可以有效节约车库照明用电大开间办公室、图书馆、厂房等宜采纳智能照明限制系统，设置适当的动静探测器，在有自然采光区域宜采纳恒照度限制，靠近外窗的灯具随自然光线的变更自动开闭该区域内的灯具保证室内照明的匀称和稳定。体育场馆竞赛场地赛事项目类型不同，照度要求不同；赛事规模、观众人数不同，照明区域不同。应采纳智能照明分区域多场景集中限制，与照明要求协调。候机厅、候车厅、港口等大空间场所应采纳集中限制并按自然采光状况及详细须要实行调光或降低照度的限制措施。影剧院、多功能厅、报告厅、会议室及展示厅等，由于其场景不同，照度需求不同，宜采纳调光限制。道路照明限制8.1道路照明应依据所在地区的地理位置和季节变更合理确定开关灯时间,并应依据天空亮度变更进行必要修正。宜采纳光控和经纬时控相结合的智能限制方式，有条件时采纳集中遥控系统。8.2道路照明采纳双光源时在"半夜"应能关闭一个光源，采纳单光源时宜采纳恒功率及功率转换限制在"半夜"能转换至半功率率运行。9.景观照明的限制9.1设置平日、周日、一般节日、重大节日场景限制模式，9.2定时开关灯。六、智能照明限制方式智能照明限制手段多样，分述如下。1．定时限制通过时钟管理器、定时器等电气元件，实现对各区域内用于正常工作状态的照明灯具时间上的不同限制。定时限制有两种，一种是相对时间间隔来限制，一种是依据天文时间限制。2．开关限制由限制中心自动或就地限制面板对灯光进行启闭限制。3、调光限制由限制中心自动或就地限制面板对灯光进行调光限制。4.照光明度自动调整限制利用照度动态检测器等电气元件，通过开关限制或调光限制，实现比照明灯具的自动限制，使该区域内的照度不会随日照等外界因素的变更而变更，将照度自动调整到最相宜的水平。（人工照度=照度标准-自然照度）5．场景限制通过每个调光模块和限制面板等电气元件，对各区域内正常工作状态的照明区域的场景切换限制。6．动静探测限制通过每个调光模块和动静探测器等电气元件，实现对各区域内正常工作状态的照明灯具的自动开关限制。7．手动遥控器限制在正常状态下通过红外线遥控器，实现对各区域内照明灯具的手动限制和区域场景限制。8.自然光源利用限制调整有控光功能的建筑设备(如百页窗帘)来调整限制自然光，还可以和灯光系统连动。当天气发生变更时，系统能够自动调整，无论在什么场所或天气如何变更，系统均能保证室内的照度维持在预先设定的水平。9.应急照明限制

智能照明限制系统对特别区域内的应急照明实现限制，使得在正常状态时按一般工作照明灯具进行限制，应急状态时自动解除应急照明灯具智能限制，依据应急照明工作模式运行。七、调光原理及光源选择各类光源的调光方式大致有以下几类。脉冲宽度调制（PWM）调光法这种调光限制法是利用调整高频逆变器中功率开关管的脉冲占空比，从而实现灯输出功率的调整，工作频率一般在20-150kHz。2、变更半桥逆变器供电电压调光法利用变更半桥逆变器供电电压的方法实现调光。3、脉冲调频调光法脉冲调频调光法（PFM）也是常用的调光方法。假如高频沟通电子镇流器的开关工作频率增加，则镇流电感的阻抗增加，这样流过镇流电感的电流就会下降，导致流过灯负载的电流下降，从而实现调光。开关频率降低是在负荷电流增加的方向；开关频率上升是朝负荷电流减小的方向。4、脉冲调相调光法利用调整半桥逆变器中两个功率开关管的导通相位的方法来调整荧光灯输出功率，从而达到调光的目的。5、可控硅相控调光法可控硅相控（斩波法）调光。不同光源，性能不同，发光原理不同，须要采纳不同的调光方案。高压钠灯、金卤灯调光：调光类型常用脉宽调制、变频调整；工作频率20-100kHz，电子镇流器与灯最大距离：15米；调光范围：高压钠灯一般为输出功率50%~100%（光通量约30%~100%）。金属卤化物灯输出功率60%~100%（光通量约45%~100%）。调光HID灯电子镇流器，在灯启动3~5分钟内，必需满功率工作，否则会出现灯管早期发黑现象，影响灯的运用寿命。调光HID灯电子镇流器在设计时应留意，在灯启动时，不论是什么状态，电子镇流器在3~5分钟内应自动工作在满功率输出。日光灯、节能灯调光：常用脉冲宽度调制（PWM）调光法，变更半桥逆变器供电电压调光法，脉冲调频调光法，脉冲调相调光法。白炽灯、卤素灯（石英灯）调光：常用可控硅相控调光法。LED调光：线性调光、PWM调光、可控硅相控调光、三基色调光。调光信号按限制接口限制信号性质可分成三种：

1.1-10V模拟量接口。1-10V接口的限制信号是直流模拟量，信号极性有正负之分，按线性规则调整灯的亮度，调光时一旦当限制信号触发，镇流器启动光源，首先被激励点燃到全亮，然后再按限制量要求调整到相应亮度，按IEC929标准，每个镇流器的最大工作电流为1mA。2.数字信号接口（DSI）。DSI接口（DigitalSignalinterface）镇流器的限制信号是用数字信号曼彻斯特编码（ManchesterCode），信号没有极性要求，信号在限制线上传输和同步方式比较牢靠，调光按指数函数方式调光，这种镇流器被触发启动后，荧光灯亮度可以从0起先调整到限制信号所指定的亮度，这对剧场类荧光灯调光应用特别适合，另外DSI还可以通过信号吩咐，在电子镇流器内部对进入镇流器的220V主电源进行开关切换限制，当荧光灯被关闭熄灭后，镇流器可自动切断220V主电源以节约能源消耗。还可省掉调光器经过开关限制的主电源线连接，而干脆与220V主电源线连接，也可节约系统成本。

3.数字可寻址灯光接口（DALI）。DALI数字式可寻址灯光接口（DigitalAddressableLightingInterface）镇流器，是当前最新型的可调光荧光灯镇流器，1999年Philips，ORSAM，Tridonic等公司共同制订了DALI的工业标准，纳入IEC929，保证不同的制造厂生产的DALI设备能全部兼容。DALI是一个数据传输的协议，通过荧光灯调光限制器（作为Master）可对每个镇流器（作为Slave）分别寻址，这意味调光限制器可对连在同一条限制线上的每个荧光灯的亮度分别进行调光，一个单段DALI数据限制线上可对64个镇流器分别编址，每个镇流器内可设置16个灯光场景，同一个镇流器还可以编在一组或在多个组，最大编数组为16，于是一个DALI系统可限制多达1000个镇流器。智能照明系统选择光源时，除了须要留意选择高光效的光源，还须要留意光源的以下特性：1.光源的启燃与再启燃时间电光源的启燃时间是指光源接通电源到光源达到额定光通量输出所需的时间。热辐射光源、半导体发光光源与气体放电光源有差异。电光源的再启燃时间是指正常工作着的光源熄灭后再将其点燃所须要的时间。2.电压降低或上升对寿命的影响。3.开关次数对寿命的影响。4.光源的可调光幅度。电流与光效的关系。如，LED芯片电流下降时，光效上升。LED灯具对电压变更敏感性不大。光源的配件，如日光灯需配可调光电子镇流器，同时留意调光接口类型。综合以上几个方面，我们可以将不同的光源及配件组合，分类为：可调光光源、宜调光光源、不宜调光光源、不行调光光源、宜控光源、不宜控光源。八、智能照明限制系统网络智能照明限制系统的信号传输方式，有光纤传输、双绞线传输、低压电力载波传输、无线射频传输、GPRS传输。建筑内智能照明信号传输常用双绞线，并以RS485通信端口连接形成总线，这是一种比较成熟牢靠、成本比较低廉的传输方式。RS485总线制网络结构有总线型、树型、星型，不应出现环型。总线（限制回路）电压一般为DC24V。如上图，是某品牌产品的系统框图。网络由多个子网组成，每个子网内最多有64个功能单元，限制回路数最多为255个。网络内传输距离最多为1000m。超过任何条件，都须要通过增设网桥的方式增加子网。网桥具有物理连接隔离与信息过滤功能，使得系统各部分之间不会相互影响。连接各元器件的系统总线，一般采纳非