1、智能照明节能系统应用 能源紧张、环境恶化问题已受到 全球的密切关注，各国都在寻求新的 能源替代品及节能技术。这一切都让 节能变得更加重要。我国在“十一五 规划纲要”中提出了单位国内生产总 值能耗降低20的约束性指标，更是 在2009年哥本哈根会议前夕，明确了 2020年单位G D P碳排放L2005年降低 4045的目标。“十二五规划纲 要”更是提出了“十二五”期间单位 国内生产总值能耗和二氧化碳排放分 别降低16和17的目标。在其背景 下，上至国家机关，下到百姓人家， 节能已经成为现在最流行的一种趋 势。 本文重点介绍了照明节能解决方 案，其通过对周围环境的监测，控制 照明系统，从而达到楼宇
2、，街道照明 的节能。 节能照明管理的必要性 照明工程一向是“耗能大户”， 据统计，我国照明用电量约占全社会 总用电量的12，每年的公共商业楼 宇照明约占整个照明能耗的60，道 路照明约占15。如果这些照明设备 采取了低能耗产品及节点控制系统， 中冶(北京)交通科技发展有限公司高岩 节省的不仅是能源，还会带来最直接 的经济效益。 照明节能工作的实施是一个系统 工程，不但要进行节能设计，而且还 要在工程完工之后上马与之相配套的 维护与管理系统，实现科学规划化管 理。因此，开发实施一套完成的照明 节能控制系统是非常有必要的，这套 系统包括环境采集装置、照明灯具、 照明控制器、数据通信传输、照明控 制
3、系统，对楼宇、道路的照明进行系 统的控制管理，达到节能的目的。 目前，国内外很多企业已经开始 对节能产品、节能系统的研究和开 发。例如，西门子公司智能楼字系 统，IBM公司的智慧电力系统，施耐 德电气的能效管理平台等，国内也有 很多公司在进行节能系统的研发。现 在，国内外照明节能技术通过采用新 型照明光源及采用新型节能照明管理 实现。通过使用节能照明解决方案可 节省超过13的用电。事实上，有些 先进的解决方案最高可节省80的耗 电。通过智能镇流器、LED这类的现 代化照明技术以及多传感器也能降低 现有照明系统的用电，提高经济效 益。 EIB智能照明系统介绍 1 EIB系统概述 EIB fEur
4、opean Installatioa B u s)，是电气布线领域使用范围最 广的行业规范和产品标准。现已成 为智能照明领域的国际标准IS0IE c 145433于2007年正式成为中国标准 GBZ 20965-2007。 EIB最大的特点是通过单一多芯电 缆替代了传统分离的控制电缆和电力 电缆，并确保各开关可以互传控制指 令，因此总线电缆可以以线型、树型 或星型铺设，方便扩容与改装。元件 的智能化使其可以通过编程来改变功 能，既可独立完成诸如开关、控制、 监视等工作，也可根据要求进行不同 的组合。与传统安装方式比较，EIB不 增加元件数量而实现了功能倍增，从 而具有了高度的灵活性。它的开放性
5、 更使得不同公司基于EIB协议开发的电 气设备可以完全兼容，并为后续公司 进入EIB市场提供可能。 EIB系统既是一个面向使用者、体 现个性的系统，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，并可通过操作探测器(如按 令爨电羊2o12年2月 51 钮开关等)来控制系统的动作；另一 方面， EIB系统还提供基于Windows 的软件平台，管理者(如小区物业中 心、大楼管理中心、车库管理处等) 将安装此套软件的计算机连接至EIB系 统即可对E I B系统进行控制并进行管 理，从而达到集中管理的功能。 2 EIB协议原理 E I B是一种标准的总线
6、控制系 统，控制方式为对等控制方式。不同 于传统的主从控制方式，总线采用四 芯屏蔽双绞线。其中，两芯为总线使 用，另外两芯备用。所有元件均采用 24VDC工作电源，24VDC供电与电信 号复用总线。 EIB通信协议遵循OSI(开放式系 统互联参考模型)模型，提供了OSI 模型所定义的全部七层服务。由于开 关信号的随机性，EIB采用了CSMA C D(具有冲突检测的载波监听多路访 问)，通过这种总线访问技术，使得 在多个总线元件同时发送信号时不会 发生信号丢失；并且，EIB有自己的优 先权定义以保证信号按照一定的次序 传送。 E I B系统的基本结构是支线 (Lin e)，一条支线可以接64个
7、元件。通过线路耦合器(L i n e C Oupler)，最多可以将15条支线连 接为一个区域(Area)，而通过干线 耦合器(Backbone Line Coupler) 可以将l5个区域连接成一个最大的系 统。因此，EIB系统最大可以容纳高达 14 400的元件，而可控制的用电设备 52 命日嘲子 2o2筇2 点数更是惊人。事实上，如果某一条 线路需要连接更多的元件，还可以通 过连接线路中继器(Line Repeater) 的方式再多连接192个总线元件。根据 EIB标准，一条总线的最大长度为1000 米。 图1是EIB系统的基本结构是支 线(Line)，系统最小的结构称为线 路，最多可以
8、有64个总线元件在同一 线路上运行。 Line 图2是多条支线组成的区域 (A rea)，当总线连接的总线元件 超过64个或需选择不同的结构时，则 最多可以有l5条线路通过线路耦合器 (L C)组合连接在一条主线上。图2所述 结构称为域。每条线路可以连接64个 总线元件，一个域包含159线路，故 可以连接1564个总线元件。 1 63 15 3 图2 图3是将15个区域连成的一个最大 的系统，安装总线可以按主干线的方 式进行扩展，干线耦合器(B C)将其 域连接到主干线上。总线上可以连接 l 5个域，故可以连接总计14400个总线 元件。 图3 照明节能系统的应用 EIB系统总线元件分为三类：
9、 系统元件负责整个B U S系统 的运行，例如，数据模块，电源模块 等。 传感器负责探测建筑物中的开 关的操作，或光线、温度、湿度等信 号变化。 驱动器负责在接收传感器传送 的信号并执行相应的操作，如开关、 调节灯光的亮度、控制窗帘起合等。 EIB的拓扑结构相对自由，可有以 下几种方式：总线型，或称为串联连 接；星型连接；树型连接，或称为复 合型连接。 EIB系统主要适用于以下场所： (1)整体公共建筑的灯光、遮阳控 制； (2)公用建筑中的部分单体建筑， 如会议室、大堂、领导办公室等； (3)大空间的单体建筑，如场馆、 会展中心、广场等； (4)桥梁、道路等远距离照明控 制； 表I 区域 控
10、制要求 会议室 场景控制、遥控、调光 更衣室 红外线控制，有人时开灯，无人时自动关灯 经理办公室 自动调光，保持恒定照度，遥控，监控区域照明状态 办公大厅 多点控制，区域控制，按上下班时间自动控制 表2 区域 光源 回路数 控制方式 功率(W) 会议室 吊灯(自炽灯) 2 调光 600 筒灯(白炽灯 1 调光 200 It光灯槽 1 开关 480 低压灯 l 调光 300 更衣室 筒灯(白炽灯) 1 自动开关(红外感应) 200 经理办公室 落地灯(白炽灯) l 调光 1O0 台灯(白炽灯) 1 调光 60 筒灯(白炽灯) 1 调光 200 办公大厅 日光灯 4 开关 720 (5)高档别墅等
11、。 下面以一个办公区为例，说明RIB 系统设计思路。 案例：整体办公区域 (1)整个区域分为4个功能区，会 议室，更衣室，经理办公室，办公大 厅。其功能列表如表1所示。 (2)回路划分如表2所示。 根据上表统计出有：调光回路7 个，开关回路6个 采用4路调光器2 个，4路继电器1个，1路继电器1个。 3根据控制要求配置输入设备 会议室：人口处设置一个场景开 关，设定4个场景：会议、演讲、投 影、全关。在进入会议室时可以选择 模式，在会议进行中可以通过场景开 关方便转换场景。离开会议室时，只 需要按全关键即可。另外，在室内设1 个4键带红外开关，便于分开调节各路 灯光，同时也可以遥控。 经理办公
12、室：入口处设置一个 带红外接收的四键开关，办公桌正上 方设一个亮度传感器，当亮度不够时 可以调节筒灯的亮度以保持恒定的照 度。 更衣室：设置一个红外传感器， 当有人进入时自动开灯，人走后自动 延时20秒熄灭。 办公大厅：在接待台设置一个4键 开关进行多点控制，方便使用，另设 置一个定时器，上班前自动开灯，午 图4 一 Iii：I 图5 网一_圈 一-圜 刍泌毓筒灯 台议 n 灯 窜mr 尝 宅m蜘 挣 毹簿 经 宦甜灯 挠端嘲地l 终 付龆 世 啦龆槽 休时自动关闭部分回路，下班后自动 关灯。 4系统网络结构图 图4是系统网络结构。系统采用 EIB总线设计，单个控制模块与EIB总 线连接，采用
13、树型结构。 5系统回路示意图 图5是EIB的配电柜示意图，EIB 总线与控制器连接，控制器与灯具连 接。 总结 “节能”和“环保”仍是绿色照 明的两大主题，体现以人为本，注重 舒适、健康的环境为照明设计的指导 思想。 EIB系统给我们提供了一个很好平 台。现在中国市场上，西门子公司推 出了Instabus EIB楼宇智能控制系统， ABB公司推出了ABB ibus EIB，在 欧洲还有Gira的HomeServer，Merten 公司的EIBeasy等系统。Iit-PEIB统 的开放性特点，现在国内厂家也在探 询将互联网通信技术和信息处理技术 对EIB进行扩展，以实现互联网远程监 控，短信和电话监控等功能。在信息 家电时代，EIB系统更可实现家用电器 与电气设备的整合，具有广阔的空间 和发展潜力。 作为开放和集成的技术标准，EIB 系统在中国有着良好的应用前景，将 为中国的智能建筑领域同国际接轨起 到推动作用。 囡 命疆电早20惶年2只 53
