酒店智能照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　自1983年第一座帶有智能化概念的建筑物在美國落成，樓宇智能化就逐漸成為當(dāng)今建筑發(fā)展的主流技術(shù)。作為樓宇自控系統(tǒng)的重要組成部分，智能照明控制技術(shù)也得到了快速發(fā)展。在現(xiàn)代建筑中，照明的能源消耗在建筑能耗中占了較大比重，采用智能照明控制系統(tǒng)，不僅可以提升照明環(huán)境品質(zhì)，還可以實(shí)現(xiàn)客觀的節(jié)能效果。據(jù)統(tǒng)計(jì)，一般情況下，普通辦公大樓采用智能照明控制系統(tǒng)，其節(jié)能效果可以達(dá)到40%以上，在商場(chǎng)、地鐵等場(chǎng)合，節(jié)能效果能達(dá)到25%～30%.

　　目前，照明系統(tǒng)的自動(dòng)控制有兩種形式，一種是將照明系統(tǒng)和建筑物內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)等設(shè)備包含在一起采用直接數(shù)字控制器（DDC）進(jìn)行監(jiān)控，直接數(shù)字控制器通過控制供電回路中接觸器的分合，從而控制供電回路的通斷，實(shí)現(xiàn)燈具開關(guān)控制。DDC控制方式屬于集中控制方式，這種控制方式功能簡單、可靠性較低，無法實(shí)現(xiàn)調(diào)光控制。另一種是采用專業(yè)的分布式總線型智能照明控制系統(tǒng)，這種控制方式具有控制功能強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡單、可靠性與可擴(kuò)展性好等特點(diǎn)，因此應(yīng)用更為廣泛。

　　常見的總線型智能照明控制系統(tǒng)包括澳洲邦奇的Dynet、ABB公司的I-BUS、奇勝的C-Bus、Siemens的EIB等。這些智能照明控制系統(tǒng)的構(gòu)成基本相同，但細(xì)節(jié)微有差異。C-Bus智能照明系統(tǒng)技術(shù)先進(jìn)，性能優(yōu)異，目前廣泛應(yīng)用于我國各個(gè)行業(yè)，有著良好的應(yīng)用前景。

　　2 C-Bus總線

　　2.1 工作原理

　　C-Bus即ClipsalBus的簡稱，是奇勝（Clipsal）公司制定的一個(gè)兩線制總線數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，它定義了電子鎮(zhèn)流器與設(shè)備控制器之間的數(shù)字通信方式。C-Bus總線結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、操作容易、功能豐富，是一種獨(dú)立的、分布式、總線型照明控制系統(tǒng)，能很好的滿足現(xiàn)代建筑中的照明需求。

　　系統(tǒng)所有的單元器件(除電源外)均內(nèi)置微處理器和存儲(chǔ)單元，由一對(duì)信號(hào)線(五類線)連接成網(wǎng)絡(luò)。每個(gè)單元均設(shè)置唯一的單元地址并用軟件設(shè)定其功能，通過輸出單元控制各回路負(fù)載。輸入單元通過群組地址和輸出組件建立對(duì)應(yīng)聯(lián)系。當(dāng)有輸入時(shí)，輸入單元將包含單元地址信息的數(shù)據(jù)包在C-Bus系統(tǒng)總線上廣播，所有的輸出單元接收并做出判斷，控制相應(yīng)回路輸出。系統(tǒng)所有的參數(shù)被分散存儲(chǔ)在各個(gè)單元器件中，即使系統(tǒng)斷電也不會(huì)丟失?；謴?fù)供電時(shí)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)預(yù)設(shè)記憶參數(shù)，自動(dòng)恢復(fù)停電前的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)無人值守。

　　C-Bus采用五類雙絞線作為傳輸介質(zhì)，在一對(duì)線上既提供總線設(shè)備工作電源（15VDC～36VDC），又傳輸總線控制信號(hào)?？偩€設(shè)備之間直接相互通訊，無須通過中央控制器，避免了集中式系統(tǒng)中央控制器出現(xiàn)故障時(shí)整個(gè)系統(tǒng)癱瘓的危險(xiǎn)。C-Bus系統(tǒng)控制回路與負(fù)載回路實(shí)現(xiàn)分離，控制總線將所有單元器件相連接構(gòu)成控制網(wǎng)絡(luò)?？刂凭W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形式多樣，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以是總線型、星型或樹型，但不支持環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)以網(wǎng)段為基本單位，網(wǎng)段之間通過獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)橋進(jìn)行通信，可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)段之間的聯(lián)動(dòng)，提高了整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。C-Bus的傳輸協(xié)議為CSMA/CD，通信速率為9600Kbps.

　　2.2 C-Bus總線的技術(shù)特性

　　C-Bus總線提供多種控制方式，主要有場(chǎng)景控制、調(diào)光控制、定時(shí)控制、就地手動(dòng)控制、區(qū)域控制、群組控制等。C-Bus系統(tǒng)是一個(gè)獨(dú)立的燈光控制系統(tǒng)，它既能獨(dú)立運(yùn)行，又能通過網(wǎng)關(guān)接口和軟件協(xié)議與BA系統(tǒng)相互連接和通信，構(gòu)成一個(gè)完整的建筑設(shè)備管理系（BMS）。通過網(wǎng)關(guān)接口，C-Bus總線可為BMS提供照明系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)信息，接受BMS的控制，實(shí)現(xiàn)樓宇機(jī)電設(shè)備的統(tǒng)一綜合管理。C-Bus還可與消防、安防系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)。消防系統(tǒng)的一對(duì)無源常開觸點(diǎn)接入C-Bus輸出模塊的遠(yuǎn)程控制接入點(diǎn)。如果發(fā)生火災(zāi)時(shí)，無源常開觸點(diǎn)閉合，與該觸點(diǎn)連接的C-Bus輸出模塊強(qiáng)制關(guān)閉相應(yīng)的照明回路；消防系統(tǒng)恢復(fù)正常后，無源觸點(diǎn)斷開，C-Bus自動(dòng)恢復(fù)到原來的照明狀態(tài)。安防系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)方式與消防系統(tǒng)相同。

　　2.3 C-Bus系統(tǒng)構(gòu)成

　　典型的C-Bus系統(tǒng)硬件由系統(tǒng)單元、輸入單元、輸出單元三部分組成。系統(tǒng)單元主要包括電源裝置、網(wǎng)橋、PC接口和以太網(wǎng)接口。輸入單元主要包括:NEO系列面板開關(guān)、觸摸屏、五場(chǎng)景控制器等;輸出單元主要包括輸出繼電器、調(diào)光器、模擬輸出單元、紅外輸出模塊等。這些控制裝置均直接掛接于C-Bus總線上，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

　　調(diào)光器是C-Bus系統(tǒng)中必不可少的單元器件，根據(jù)照明燈具的不同，調(diào)光器有多種類型。它是直接控制燈具的設(shè)備，用于對(duì)燈具進(jìn)行調(diào)光或開關(guān)控制，能記憶多個(gè)預(yù)設(shè)置燈光場(chǎng)景，不因停電而被破壞。調(diào)光器控制燈具亮度采用軟啟動(dòng)方式，這種方式使燈具的亮度逐漸增加或者是逐漸減小，使人的視覺自然地適應(yīng)亮度的變化，沒有突然變化的感覺。同時(shí)，此調(diào)節(jié)方式能防止電壓突變對(duì)燈具的沖擊，有效延長燈具的壽命。

　　C-Bus系統(tǒng)的系統(tǒng)軟件主要有C-Bus V2.0系統(tǒng)編程軟件、C-Bus系統(tǒng)監(jiān)控軟件C-Lution、接口軟件C-Gate等，以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)元件參數(shù)的設(shè)定及采用圖形化界面對(duì)C-Bus系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。C-Bus通過系統(tǒng)編程使控制開關(guān)與輸出回路建立邏輯對(duì)應(yīng)關(guān)系，因此在設(shè)計(jì)時(shí)更加簡單、方便、靈活[1]。

　　3 酒店C-Bus智能照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　某酒店位于市高新區(qū)，是一座9層高，建筑總面積為130000m2的現(xiàn)代化、多功能星級(jí)酒店。該酒店內(nèi)各功能空間面積較大，對(duì)照明控制的要求比較高且較復(fù)雜?？刂葡到y(tǒng)的設(shè)計(jì)建立在酒店照明設(shè)計(jì)圖紙的基礎(chǔ)之上，采用奇勝公司的C-Bus智能照明控制系統(tǒng)對(duì)酒店的整體環(huán)境照明進(jìn)行智能控制。系統(tǒng)能夠?qū)频晁械臒艄庹彰鲗?shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，根據(jù)不同的應(yīng)用區(qū)域需要設(shè)定相應(yīng)的照明控制方式或預(yù)設(shè)各種照明場(chǎng)景，滿足不同場(chǎng)合的需求，提升了照明品質(zhì)。因此，智能照明控制系統(tǒng)的應(yīng)用，不僅滿足了功能需求，提高了管理的便捷與效率，還可以實(shí)現(xiàn)靈活控制、節(jié)約能源的目的。

　　3.1 系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

　　根據(jù)酒店建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及控制要求的不同，將酒店大樓劃分為以下區(qū)域：一是辦公區(qū)；二是客房區(qū)；三是功能區(qū)，包括宴會(huì)廳、會(huì)議室等；四是輔助區(qū)，包括大廳、走廊、樓梯間、洗手間等公共區(qū)域。根據(jù)不同的區(qū)域特點(diǎn)，所設(shè)計(jì)的控制方式和控制功能有所不同。由于該酒店每層建筑面積較大，需控制的照明燈具數(shù)量較多，為了便于施工與管理，在設(shè)計(jì)時(shí)，將每一層設(shè)為1個(gè)C-Bus智能照明子網(wǎng)，因此共設(shè)有9個(gè)C-Bus智能照明子網(wǎng)。每個(gè)子網(wǎng)通過以太網(wǎng)接口設(shè)備(5500CN)，經(jīng)RJ-45接口實(shí)現(xiàn)C-Bus總線協(xié)議與TCP/IP協(xié)議的轉(zhuǎn)換，與酒店局域網(wǎng)連接，并由設(shè)在酒店五樓信息中心機(jī)房的中央監(jiān)控主機(jī)集中管理。中央監(jiān)控主機(jī)安裝有C-Bus系統(tǒng)軟件C-Gate、C-Lution，操作人員可以在中文圖形化顯示的界面上進(jìn)行監(jiān)控和操作，監(jiān)視整個(gè)智能照明系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。該系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖2所示。

　　3.2 各控制區(qū)域的設(shè)計(jì)

　?。?）辦公區(qū)域

　　辦公區(qū)包括員工辦公區(qū)和經(jīng)理辦公室。該酒店員工辦公地點(diǎn)相對(duì)集中，員工辦公室的面積較大，因此在設(shè)計(jì)時(shí)，將員工辦公室分成若干獨(dú)立的照明區(qū)域，采用NEO系列四鍵開關(guān)，根據(jù)需要開啟相應(yīng)區(qū)域的照明。由于該酒店每個(gè)員工辦公室都設(shè)有兩個(gè)出入口，為方便員工就近控制辦公區(qū)內(nèi)燈具的開閉，四鍵開關(guān)設(shè)置在出入口，兩個(gè)出入口分別設(shè)置1個(gè)，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)控制。另外，每個(gè)辦公室設(shè)置1個(gè)定時(shí)器，使辦公室內(nèi)照明可以根據(jù)時(shí)間進(jìn)行控制，每天上班前自動(dòng)開燈，午休時(shí)自動(dòng)關(guān)閉部分回路，下班后自動(dòng)關(guān)燈。

　　經(jīng)理辦公室的照明控制設(shè)計(jì)以方便、舒適為前提，在經(jīng)理辦公室入口處設(shè)置一個(gè)NEO系列雙鍵開關(guān)，并在經(jīng)理辦公桌的正上方設(shè)置1個(gè)亮度傳感器，當(dāng)辦公室內(nèi)亮度不夠時(shí)可自動(dòng)調(diào)節(jié)燈具的亮度，使辦公室內(nèi)始終保持恒定的照度。

　?。?）客房區(qū)域

　　該酒店客房有普通客房和高級(jí)客房兩種。普通客房只有1個(gè)臥室和1個(gè)衛(wèi)生間，而高級(jí)客房還設(shè)有1個(gè)客廳。根據(jù)酒店照明設(shè)計(jì)圖紙，普通客房設(shè)有客廳、衛(wèi)生間、走道3路照明回路，因此，在普通客房的門口和床邊各設(shè)一個(gè)Neo系列四鍵開關(guān)，實(shí)現(xiàn)房間內(nèi)多點(diǎn)控制以及遙控控制。

　　高級(jí)客房的控制要求相對(duì)較高，不僅要實(shí)現(xiàn)就地控制，還需提供調(diào)光控制和場(chǎng)景控制。根據(jù)高級(jí)客房的結(jié)構(gòu)布局，在臥室、客廳和門口各安裝一個(gè)Neo系列四鍵開關(guān)，客廳另外還設(shè)置一個(gè)液晶觸摸屏和一個(gè)五場(chǎng)景控制器。根據(jù)場(chǎng)景預(yù)設(shè)，五場(chǎng)景控制器可通過有線或無線的方式調(diào)動(dòng)相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制照明設(shè)備，調(diào)整燈具開啟種類、光源照度高低、光色搭配以及照明角度等，實(shí)現(xiàn)所設(shè)模式。通過觸摸屏操作或使用遙控器，即可調(diào)用所需的燈光場(chǎng)景，產(chǎn)生各種燈光視覺效果，使客房內(nèi)保持符合使用需求的燈光環(huán)境。

　?。?）功能區(qū)域

　　功能區(qū)是舉辦各種公共活動(dòng)的主要場(chǎng)所，具有面積大、空間高的特點(diǎn)，這一區(qū)域的照明區(qū)域照明燈具種類較多，有格柵熒光燈、筒燈、吊燈、壁燈和射燈等各種類型，其控制要求也相對(duì)較復(fù)雜。根據(jù)照明設(shè)計(jì)圖紙，該酒店宴會(huì)廳共有8個(gè)照明回路，因此設(shè)置1個(gè)四場(chǎng)景開關(guān)，并采用八路輸出繼電器5508RVF實(shí)現(xiàn)調(diào)光控制。根據(jù)不同用餐時(shí)段調(diào)用預(yù)設(shè)燈光場(chǎng)景模式，使宴會(huì)廳內(nèi)始終保持柔和、幽雅的燈光環(huán)境。

　　會(huì)議室是酒店的重要組成部分，采用場(chǎng)景模式控制。在會(huì)議室入口處設(shè)置一個(gè)場(chǎng)景開關(guān)，設(shè)定四個(gè)場(chǎng)景：會(huì)議、演講、投影、全關(guān)。在進(jìn)入會(huì)議室時(shí)可選擇會(huì)議模式，在會(huì)議進(jìn)行中，可以通過場(chǎng)景開關(guān)實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景的轉(zhuǎn)換。會(huì)議結(jié)束時(shí)，按全關(guān)鍵關(guān)閉所有燈具。通過觸摸屏或C-BUS中央監(jiān)控主機(jī)可對(duì)開關(guān)模塊、調(diào)光模塊、投影儀等各種演示設(shè)備進(jìn)行控制。同時(shí)，紅外遙控器控制是場(chǎng)景模式控制的延伸，通過紅外遙控器對(duì)觸摸屏進(jìn)行遙控[3]。

　?。?）輔助區(qū)域

　　大廳是酒店人流量較大的區(qū)域。按照國際標(biāo)準(zhǔn)，酒店大廳的最佳照度為150～300lx.為保持大廳的舒適性，設(shè)計(jì)時(shí)采用了亮度傳感器控制來調(diào)節(jié)大廳的光照度。系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的照度值和大堂內(nèi)照度的變化，自動(dòng)開/關(guān)大堂內(nèi)照明設(shè)備的數(shù)量，使大廳內(nèi)照度保持恒定。另外，在大廳里還設(shè)置一個(gè)Neo系列四鍵開關(guān)，用于現(xiàn)場(chǎng)就地控制。大廳照明的控制方式靈活多樣，系統(tǒng)提供就地控制、中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)控制、時(shí)間控制等多種控制方式，工作人員可根據(jù)具體情況選擇合適的控制方式。

　　走廊、樓梯間、洗手間等公共區(qū)域人流量少，照明燈具的使用頻率較低，因此，這些區(qū)域采用紅外移動(dòng)探測(cè)器對(duì)照明燈具的開/關(guān)進(jìn)行自動(dòng)控制。當(dāng)紅外移動(dòng)探測(cè)器檢測(cè)到有人進(jìn)入探測(cè)范圍，信號(hào)送入相應(yīng)的輸出繼電器模塊，執(zhí)行照明燈具開啟命令。若探測(cè)范圍內(nèi)無人，照明燈具保持關(guān)閉狀態(tài)。這種控制方式避免了“長明燈”現(xiàn)象，可以有效節(jié)約能源[4]。

　　4 結(jié)束語

　　與傳統(tǒng)方式相比，C-Bus總線的應(yīng)用避免了復(fù)雜的施工安裝和走線。并且還可以根據(jù)需求和外界環(huán)境的變化，僅需修改軟件設(shè)置或少量改造線路，就可以調(diào)整照明布局和擴(kuò)充功能，適合不同的使用要求，大大降低了系統(tǒng)建設(shè)費(fèi)用和建設(shè)周期。由于控制回路與負(fù)載分離，系統(tǒng)具有較高的安全性[5]。

　　據(jù)該酒店照明控制系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)的酒店C-BUS智能照明控制系統(tǒng)操作方便，控制手段靈活，控制功能豐富，為酒店?duì)I造了舒適的燈光環(huán)境。與傳統(tǒng)的照明系統(tǒng)相比，具有顯著的節(jié)能效果。

　　隨著我國對(duì)建筑節(jié)能減排的日益重視，智能照明控制系統(tǒng)具有良好的發(fā)展前景，C-Bus總線的應(yīng)用也會(huì)更加廣泛。