摘要：控制中心智能照明系統(tǒng)采用ABB的I-bus總線控制系統(tǒng)，通過電源供應(yīng)器、時(shí)間控制器、照明控制器、四鍵開關(guān)等智能照明模塊以及I-bus總線實(shí)現(xiàn)相關(guān)區(qū)域照明的場(chǎng)景模式控制和定時(shí)控制等功能。智能照明系統(tǒng)不僅能夠改善工作環(huán)境，實(shí)現(xiàn)照明的智能化管理，還能節(jié)約能源，節(jié)省費(fèi)用。

關(guān)鍵詞：智能照明系統(tǒng)；I-bus總線；智能照明模塊；地鐵智能照明

中圖分類號(hào)：U453文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2012）03-0074-03

隨著計(jì)算機(jī)、通信、自動(dòng)控制、總線、信號(hào)檢測(cè)和微電子等技術(shù)的迅速發(fā)展和相互滲透，照明控制技術(shù)進(jìn)入了智能化控制的時(shí)代。智能照明系統(tǒng)不僅可以提升環(huán)境的品質(zhì)，使工作和生活的人們更加舒適和健康，同時(shí)也能夠提高管理層次，節(jié)約能源。

智能照明是指智能照明系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)對(duì)照明設(shè)備的智能化控制。照明設(shè)備經(jīng)過智能化控制后，具有燈光亮度的強(qiáng)弱調(diào)節(jié)、燈具的軟啟動(dòng)、場(chǎng)景設(shè)置、定時(shí)控制等功能，并達(dá)到安全、節(jié)能、舒適、高效的特點(diǎn)。

一、智能照明與傳統(tǒng)照明比較

智能照明系統(tǒng)一般采用主電源經(jīng)可編程控制模塊控制后，提供照明燈回路用電，燈的開、關(guān)和調(diào)節(jié)亮度由可編程多功能按鍵面板控制，控制模塊與按鍵面板之間通過控制總線或其它控制方式相互連接起來?？刂颇K和按鍵面板內(nèi)部有微處理器、存貯器和控制總線的接口電路，所有控制器和面板都可通過編程實(shí)現(xiàn)對(duì)各燈路的亮度控制，于是就可產(chǎn)生不同的燈光場(chǎng)景和系統(tǒng)控制的效果。

傳統(tǒng)照明系統(tǒng)一般采用主電源經(jīng)配電箱分成多路配電輸出線后，提供照明燈回路用電，由串接在照明燈回路中的開關(guān)面板直接通斷供電線來實(shí)現(xiàn)對(duì)燈回路的控制。燈只有開、關(guān)，無邏輯時(shí)序及亮、暗調(diào)光控制，因而無法形成各種燈光亮度組合的場(chǎng)景及系統(tǒng)控制。

（一）電路系統(tǒng)比較

智能照明電路特點(diǎn)：（1）負(fù)載回路連接到輸出單元的輸出端，控制開關(guān)用總線、電力載波或無線方式與輸出單元相連。負(fù)載容量較大時(shí)僅考慮加大輸出單元容量，控制開關(guān)不受影響；（2）開關(guān)距離較遠(yuǎn)時(shí)，只須加長(zhǎng)控制的長(zhǎng)度，節(jié)省大截面電纜用量；（3）可通過軟件設(shè)置多種功能，如開/關(guān)、調(diào)光、定時(shí)等。

傳統(tǒng)照明電路特點(diǎn)：（1）控制開關(guān)直接接在負(fù)載回路中；（2）當(dāng)負(fù)載較大時(shí)，需相應(yīng)增大控制開關(guān)的容量；（3）當(dāng)開關(guān)離負(fù)載較遠(yuǎn)時(shí)，大截面電纜用量增加；（4）只能實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的開關(guān)功能。

（二）照明控制方式比較

智能照明控制采用調(diào)光模塊、場(chǎng)景選擇或定時(shí)模塊，通過燈光的調(diào)光、不同的場(chǎng)景模式或定時(shí)開關(guān)在不同使用場(chǎng)合產(chǎn)生不同燈光效果，營(yíng)造出不同的舒適氛圍。

傳統(tǒng)照明控制方式單一，只有開和關(guān)兩種。

（三）管理方式比較

智能照明系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)能源管理自動(dòng)化，通過分布式網(wǎng)絡(luò)，只需一臺(tái)計(jì)算機(jī)就可實(shí)現(xiàn)其管理。

傳統(tǒng)照明系統(tǒng)是人為化的管理。傳統(tǒng)照明的控制和布線方式，往往需要敷設(shè)大量的導(dǎo)線，形成越來越復(fù)雜的系統(tǒng)，一方面造成了設(shè)計(jì)與施工的難度，另一方面大大降低了系統(tǒng)的可靠性、易用性，給日后的維護(hù)工作帶來諸多不便。

通過智能照明系統(tǒng)和傳統(tǒng)照明系統(tǒng)的比較，智能照明系統(tǒng)體現(xiàn)出了強(qiáng)大的優(yōu)越性，智能照明系統(tǒng)已逐漸成為照明系統(tǒng)的潮流。

二、智能照明系統(tǒng)在西安地鐵中的應(yīng)用

目前智能照明系統(tǒng)控制方式主要是有線控制（總線控制）、電力線載波控制以及無線射頻控制三種。考慮到電力載波控制系統(tǒng)的電力線傳輸質(zhì)量不高，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)控制失靈，以及無線射頻控制系統(tǒng)的傳輸距離有一定限度，超遠(yuǎn)距離控制可靠性較差等限制性因素，并結(jié)合西安地鐵的實(shí)際情況，采用ABB的I-bus總線控制系統(tǒng)。

（一）I-bus簡(jiǎn)介

I-bus總線控制系統(tǒng)可以對(duì)燈光進(jìn)行開關(guān)控制、調(diào)光控制、遠(yuǎn)程控制、延時(shí)控制、定時(shí)控制、光線感測(cè)控制等，控制方式方便、靈活、易于修改、易于操作、易于維護(hù)。

I-bus總線控制系統(tǒng)為分布式控制系統(tǒng)，對(duì)等控制方式，EIB（歐洲安裝總線）標(biāo)準(zhǔn)，采用模塊化結(jié)構(gòu)及國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO的標(biāo)準(zhǔn)OSI模型通信協(xié)議。整個(gè)系統(tǒng)只需要一根I-bus總線，總線為4芯屏蔽雙絞線，其中2芯為總線使用（供電與電信號(hào)復(fù)用總線），另2芯備用，所有元件采用24VDC工作電源。

I-bus總線控制系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)是支線，一根支線最多可掛64個(gè)元件，通過線路耦合器將最多15根支線連接成一個(gè)區(qū)域，通過干線耦合器又可將15個(gè)區(qū)域連接成一個(gè)更大的系統(tǒng)。I-bus系統(tǒng)在保證獨(dú)立運(yùn)行的同時(shí)可通過標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP協(xié)議和網(wǎng)關(guān)接口或采用RS232 接口與BAS系統(tǒng)通訊，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和共享。

（二）I-bus總線控制系統(tǒng)的特點(diǎn)

1．整個(gè)系統(tǒng)只須一條I-bus總線，沒有大量的電纜附設(shè)和繁雜的控制設(shè)計(jì)。

2．控制模塊安裝在原有的配電箱內(nèi)，可與微型斷路器同裝于照明配電箱中。

3．現(xiàn)場(chǎng)控制面板只需一條I-bus總線進(jìn)行連接，采用24V安全低電壓供電方式，安全可靠，操作

方便。

4．功能修改、控制修改方便靈活。只需做程序的調(diào)整，無須現(xiàn)場(chǎng)重新布線。

5．節(jié)約能源，提高效率。通過時(shí)鐘，光線控制設(shè)定，自動(dòng)運(yùn)行到最佳狀態(tài)，合理節(jié)約能源，方便管理和維護(hù)。

6．所有控制模塊均為模數(shù)化產(chǎn)品，采用標(biāo)準(zhǔn)35mm導(dǎo)軌安裝方式。

7．所有現(xiàn)場(chǎng)控制面板采用標(biāo)準(zhǔn)86盒墻裝方式，施工簡(jiǎn)單，并且不同的面板可隨時(shí)互換，控制功能變更方便。

（三）I-bus系統(tǒng)方案

控制中心智能照明系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)照明設(shè)備的開關(guān)控制、分散集中控制、遠(yuǎn)程控制、場(chǎng)景設(shè)置和定時(shí)控制等。

1．系統(tǒng)組成。

（1）硬件組成。智能照明系統(tǒng)硬件主要有中央控制計(jì)算機(jī)、智能照明模塊和I-bus總線，其中智能照明模塊包括電源供應(yīng)器、時(shí)間控制器、照明控制器及四鍵開關(guān)。

中央控制計(jì)算機(jī)通過I-bus總線與時(shí)間控制器、照明控制器直接通訊，通訊速率為9600bps。中央控制計(jì)算機(jī)采用WindowsXP操作系統(tǒng)，通過中央計(jì)算機(jī)的編程設(shè)置，可對(duì)任何照明回路進(jìn)行控制，各回路狀態(tài)通過LCD顯示。

電源供應(yīng)器SV/630.640.5，為系統(tǒng)總線、模塊元件提供24V 直流電源。一個(gè)電源供應(yīng)器可以為多個(gè)模塊提供電源，電源供應(yīng)器和相鄰模塊之間的最大距離為350m，在實(shí)際應(yīng)用中，如果線長(zhǎng)需要超過1000m，可采用光纖連接的方式將線長(zhǎng)加以擴(kuò)展。時(shí)間控制器SW/S4.5，按照設(shè)定的時(shí)間發(fā)送開、關(guān)信號(hào)，2組輸出，每組可分別設(shè)定24個(gè)時(shí)刻。照明控制器為雙值輸出AT/S4.16.5，有4個(gè)無電源的16A觸點(diǎn)，可對(duì)4個(gè)獨(dú)立的負(fù)載回路進(jìn)行合斷控制。四鍵開關(guān)6117-24G-101，可現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)景設(shè)置，控制照明設(shè)備。I-bus總線為cable 2×2×0.7。其中電源供應(yīng)器、時(shí)間控制器、照明控制器設(shè)置于相應(yīng)照明配電箱內(nèi)，四鍵開關(guān)設(shè)置于各房間內(nèi)。

（2）軟件組成。中央控制計(jì)算機(jī)安裝監(jiān)控軟件WinSwitch和編程軟件ETS2.0。監(jiān)控軟件WinSwitch使操作人員可以在中文圖形化顯示的界面進(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)，在照明設(shè)備平面布置圖上以形象直觀的方式實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地顯示各區(qū)域的照明設(shè)備使用狀況。中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)具有歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力，能實(shí)時(shí)提供智能照明系統(tǒng)的資料，并生成和打印各種報(bào)表，為設(shè)備維護(hù)提供依據(jù)，實(shí)現(xiàn)照明設(shè)備管理的自動(dòng)化。系統(tǒng)采用專用的編程軟件ETS2.0對(duì)智能照明模塊進(jìn)行編程，每個(gè)模塊設(shè)一個(gè)物理地址，每一個(gè)回路設(shè)一個(gè)回路地址，通過將相應(yīng)的模塊、回路地址組合到一個(gè)組地址來進(jìn)行控制，積木式的編程使系統(tǒng)具有高度的方便性。

（3）系統(tǒng)控制原理。中央控制計(jì)算機(jī)設(shè)在消防控制室，可通過RS232接口或網(wǎng)關(guān)接口與BAS系統(tǒng)相連，因此I-bus控制系統(tǒng)既可成為獨(dú)立的系統(tǒng)，也可通過系統(tǒng)集成納入BAS系統(tǒng)統(tǒng)一管理。系統(tǒng)布線簡(jiǎn)單，采用RVS-2x2x0.7的I-bus總線，將系統(tǒng)中各輸入、輸出和系統(tǒng)支持單元連接起來，并通過軟件設(shè)置各個(gè)單元的地址編碼建立對(duì)應(yīng)的控制關(guān)系。系統(tǒng)控制原理圖見圖1系統(tǒng)原理圖、圖2控制原理圖（如下），其中SV為電源供應(yīng)器、SW/S為時(shí)間控制器、LC為線路耦合器、AT/S為智能照明控制器。

該系統(tǒng)有三種控制方式：

第一，集中控制：I-bus中央控制計(jì)算機(jī)的Winswitch軟件平臺(tái)顯示的照明模擬圖，可實(shí)時(shí)掌握照明設(shè)備的運(yùn)行狀況，及時(shí)調(diào)整合理控制相應(yīng)區(qū)域的照明設(shè)備。

第二，手動(dòng)控制：四鍵開關(guān)就地控制房間內(nèi)的照明設(shè)備，最多可設(shè)置16種場(chǎng)景。操作四鍵開關(guān)，選擇設(shè)置場(chǎng)景，繼而控制相應(yīng)的照明設(shè)備。

第三，定時(shí)控制：依據(jù)軟件編程的時(shí)間范圍，時(shí)間控制器對(duì)所控區(qū)域的照明設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)開關(guān)控制。

2．實(shí)現(xiàn)功能。西安地鐵控制中心的智能照明系統(tǒng)由各層大辦公室、地下車庫(kù)、一層大餐廳、一層展示廳、五層控制大廳、六層參觀演示室、六層應(yīng)急指揮室等的智能照明模塊及設(shè)備組成。

該系統(tǒng)通過中央控制計(jì)算機(jī)監(jiān)視各房間的智能照明模塊、設(shè)備的運(yùn)行情況，可集中控制相應(yīng)區(qū)域的照明模塊及設(shè)備，對(duì)照明模塊進(jìn)行參數(shù)的修改，對(duì)照明設(shè)備進(jìn)行開關(guān)的控制。除了中央級(jí)的控制外，就地級(jí)的四鍵開關(guān)可實(shí)現(xiàn)就地手動(dòng)控制，根據(jù)房間內(nèi)的環(huán)境狀況，實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景的切換，調(diào)節(jié)光線至最佳狀態(tài)。時(shí)間控制器可實(shí)現(xiàn)控制區(qū)域內(nèi)的照明設(shè)備按預(yù)先設(shè)定的時(shí)間自動(dòng)開關(guān)，保證上班時(shí)間的定時(shí)開啟，下班時(shí)間的定時(shí)關(guān)閉。

三、結(jié)語(yǔ)

ABB I-bus智能照明系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)：

1．良好的節(jié)能效果，延長(zhǎng)燈具壽命。智能照明系統(tǒng)可以根據(jù)不同場(chǎng)合、不同的人流量，進(jìn)行時(shí)間段、工作模式的細(xì)分，把不必要的照明關(guān)掉，并在需要時(shí)自動(dòng)開啟?？刂葡到y(tǒng)實(shí)現(xiàn)了多種照明場(chǎng)景設(shè)置，在保證必要照明的同時(shí)，有效減少了燈具的工作時(shí)間，節(jié)省了不必要的能源開支，也延長(zhǎng)了燈具的

壽命。

2．較好的投資收益效果。智能照明控制系統(tǒng)在節(jié)能和節(jié)省燈具使用的同時(shí)，有效節(jié)省了電費(fèi)與管理費(fèi)用的支出。

3．改善工作環(huán)境，提高工作效率。良好的工作環(huán)境是提高工作效率的一個(gè)必要條件。智能照明系統(tǒng)可以有效地控制各種照明場(chǎng)所的平均照度值，從而提高照度均勻性。同時(shí)，系統(tǒng)能根據(jù)不同的時(shí)間段，人們的不同需要，調(diào)節(jié)照度。

4．安裝便捷，節(jié)省線纜。只需鋪設(shè)少許的電纜就可以構(gòu)建一個(gè)完整的系統(tǒng)，可節(jié)省大量設(shè)計(jì)和安裝的時(shí)間和精力，如果想改變操作或功能，不必去改動(dòng)布線，只需重新安排或補(bǔ)充總線和智能照明模塊等，就可以實(shí)現(xiàn)新的功能。

西安地鐵目前只有在控制中心采用了智能照明系統(tǒng)，但僅僅是重要場(chǎng)所（如大辦公室、控制大廳等）實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景設(shè)置控制和定時(shí)控制的功能。基于智能照明系統(tǒng)的種種優(yōu)勢(shì)，建議：在覆蓋的范圍上，車輛段的三大樓（綜合樓、控制中心、信號(hào)樓）都可以采用智能照明系統(tǒng)，不僅包括重要場(chǎng)所，還應(yīng)涵蓋公共區(qū)走廊的照明。在功能上，不僅包括場(chǎng)景切換和定時(shí)控制，還應(yīng)有調(diào)光功能。調(diào)光方式和場(chǎng)景設(shè)置功能的結(jié)合，不僅能夠更好的產(chǎn)生各種燈光效果、營(yíng)造不同的燈光環(huán)境，給人以舒適完美的視覺享受，還能更好的將燈光控制到合適的照度，以節(jié)約能源和降低運(yùn)行費(fèi)用。也許在不久的將來，智能照明系統(tǒng)也可運(yùn)用到以后地鐵線路的高架站。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳一才．智能建筑電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]．中國(guó)建材工業(yè)出版社，1999．

[2] 胡崇岳．智能建筑自動(dòng)化技術(shù)[M]．機(jī)械工業(yè)出版社，1999.

[3] 馬少華．樓宇設(shè)備自動(dòng)控制[M]．中國(guó)水利水電出版社，2004．

[4] 羅萬杰．智能建筑系統(tǒng)集成[J]．中國(guó)人民公安大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，（2）．

[5] 張偉，姚娜，張子峰．智能建筑管理的現(xiàn)狀與思考[J]．工程質(zhì)量，2005，（9）．

作者簡(jiǎn)介：吳曉雪（1986-），西安地下鐵道有限責(zé)任公司助理工程師，研究方向：檢測(cè)技術(shù)。

（責(zé)任編輯：趙秀娟）