智能照明控制系統(tǒng)與樓宇自控系統(tǒng)集成的實(shí)現(xiàn)

隨著節(jié)能意識(shí)和舒適性要求的增強(qiáng)，智能照明控制系統(tǒng)與樓宇自控系統(tǒng)越來(lái)越多地應(yīng)用于公共建筑中，在設(shè)計(jì)之初設(shè)計(jì)師就需要考慮：智能照明控制系統(tǒng)采用何種形式才能與樓宇自控系統(tǒng)更好地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互及聯(lián)動(dòng)？中小型公共建筑中照明系統(tǒng)控制簡(jiǎn)單、回路較少，采用何種方式不是問(wèn)題，但在大型或超大型公共建筑中控制復(fù)雜、回路眾多，這個(gè)問(wèn)題值得探討。

1 智能照明控制系統(tǒng)的四個(gè)階段

智能照明控制系統(tǒng)一般由信號(hào)輸入、控制單元及系統(tǒng)主機(jī)三部分組成。信號(hào)輸入是將外界控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)信號(hào)，包括各類控制面板或觸摸屏、智能傳感器、遙控器等；控制單元執(zhí)行系統(tǒng)命令實(shí)現(xiàn)照明控制，包括各類控制模塊、調(diào)光模塊等；系統(tǒng)主機(jī)包括監(jiān)控軟件及通信接口等。

智能照明控制系統(tǒng)多采用總線結(jié)構(gòu)，有四個(gè)發(fā)展階段（如圖1～3所示）。

第一代及第二代智能照明控制系統(tǒng)均為集中式控制系統(tǒng)，各模塊及控制面板只作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，被動(dòng)地執(zhí)行主控CPU發(fā)出的指令，所有的控制面板需要單獨(dú)的專用電源進(jìn)行供電，系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行對(duì)CPU的依賴性很大。隨著現(xiàn)代單體建筑規(guī)模越來(lái)越大，控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)也隨之不斷增大，一旦主控CPU運(yùn)行不穩(wěn)定，很容易造成整體系統(tǒng)或某整個(gè)分支系統(tǒng)的癱瘓，給大樓的整體平穩(wěn)運(yùn)行及維護(hù)帶來(lái)巨大的隱患。

在總結(jié)與汲取前兩代智能照明控制系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，出現(xiàn)了第三代分布式智能照明控制系統(tǒng)，采用全分布式結(jié)構(gòu)（集散控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)），每臺(tái)控制模塊、控制面板均自帶CPU，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)控制、中控電腦集中控制，控制系統(tǒng)的可靠性、擴(kuò)展性、兼容性都得以提高。

第四代分布式智能照明系統(tǒng)，除采用分布式結(jié)構(gòu)，每臺(tái)控制模塊、控制面板均內(nèi)置處理器和存儲(chǔ)器，具備數(shù)據(jù)自備份/設(shè)備自恢復(fù)技術(shù)，個(gè)別優(yōu)秀的品牌還可以通過(guò)模塊向總線供電，再次提升了系統(tǒng)的穩(wěn)定性及可靠性，且維護(hù)更便利，使用更簡(jiǎn)單。

2 DALI系統(tǒng)

目前，一些廠家的照明控制系統(tǒng)采用DALI系統(tǒng)，DALI（Digital Addressable Lighting Interface）是數(shù)字式可尋址燈光接口的縮寫(xiě)，是一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，它定義了電子鎮(zhèn)流器與設(shè)備控制器之間的通信方式。

DALI是數(shù)字照明控制國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，不歸屬于任何一家公司。DALI提供了一種簡(jiǎn)單的數(shù)字通訊方式，控制簡(jiǎn)單靈活，還可以混搭不同廠家符合DALI標(biāo)準(zhǔn)的LED照明和鎮(zhèn)流照明設(shè)備，一個(gè)系統(tǒng)中可以有多個(gè)控制器，可以單獨(dú)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。DALI系統(tǒng)具有數(shù)字式可尋址、多通道控制、自通斷控制、雙向控制等特點(diǎn)。

DALI系統(tǒng)雖然具有很多優(yōu)點(diǎn)，但個(gè)人認(rèn)為短期內(nèi)不太可能大規(guī)模推廣，主要原因在于：

（1）初期投入費(fèi)用太高，費(fèi)用回收周期太長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)沒(méi)幾個(gè)單位能與中石油相提并論（中石油大廈是目前世界上最大DALI系統(tǒng)應(yīng)用案例）。

（2）技術(shù)上還有待提高（例如很多燈具不僅僅是一個(gè)光源，目前DALI系統(tǒng)的鎮(zhèn)流器一般最多是一拖三，如果一個(gè)燈具有十幾個(gè)光源甚至更多的話將配很多個(gè)鎮(zhèn)流器即地址，這將大大增加工程費(fèi)用）。

個(gè)人認(rèn)為DALI系統(tǒng)想得到大規(guī)模推廣，需在控制策略上進(jìn)行調(diào)整，不應(yīng)該是單純的單燈控制，而是分組、分區(qū)與單燈控制相結(jié)合的控制方式。一個(gè)照明回路可帶多組燈具，一組燈具設(shè)一個(gè)鎮(zhèn)流器即地址（目前某些產(chǎn)品還不能滿足此要求，廠家需進(jìn)行改進(jìn)），這樣大大減少地址數(shù)量，也就大大降低了工程造價(jià)。

3 智能照明控制系統(tǒng)與樓宇自控系統(tǒng)集成

早期，樓宇自控系統(tǒng)采用接觸器方式實(shí)現(xiàn)照明控制，由于存在不便于實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景控制、靈活性差等缺點(diǎn)，所以隨著智能照明控制系統(tǒng)的發(fā)展，采用接觸器方式基本被智能照明控制系統(tǒng)取代。

目前，智能照明控制系統(tǒng)與樓宇自控系統(tǒng)集成主要通過(guò)OPC（OLE for process control）方式和協(xié)議轉(zhuǎn)換接口兩種方式。OPC方式（結(jié)構(gòu)形式如圖4所示）很容易實(shí)現(xiàn)兩系統(tǒng)集成，但在實(shí)際工程運(yùn)用中會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)遺漏問(wèn)題，而且還不能發(fā)現(xiàn)哪些數(shù)據(jù)丟失。若樓宇自控系統(tǒng)不對(duì)照明系統(tǒng)發(fā)出指令，僅接受照明控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)，在上位機(jī)顯示工作狀態(tài)，盡可放心采用此方式；若樓宇自控系統(tǒng)需要對(duì)照明控制系統(tǒng)發(fā)出指令，采用OPC方式就不是很穩(wěn)妥，主要擔(dān)心數(shù)據(jù)遺漏對(duì)系統(tǒng)的影響。

通過(guò)協(xié)議轉(zhuǎn)換接口或干簧觸點(diǎn)接口等方式能可靠地實(shí)現(xiàn)照明控制系統(tǒng)與樓控、消防、保安等系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，根據(jù)具體需要實(shí)現(xiàn)整個(gè)照明系統(tǒng)配合其它系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)照明控制點(diǎn)和具體某個(gè)照明控制區(qū)域進(jìn)行控制。由于其可靠性、性價(jià)比均很高，所以該方式值得在大型公共建筑中推廣。

圖5(a)給出兩臺(tái)服務(wù)器之間增加網(wǎng)關(guān)的方式，是一種比較傳統(tǒng)的方式；圖5(b)給出將不同廠家產(chǎn)品轉(zhuǎn)變?yōu)榻y(tǒng)一通信協(xié)議的方式，適合于控制設(shè)備眾多的大型或超大型建筑，該方式進(jìn)行系統(tǒng)集成十分方便。

4 實(shí)例分析

軍事博物館改擴(kuò)建工程建筑規(guī)模約15萬(wàn)平米，地下二層、地上四層、局部七層，是典型的大型公共建筑，共設(shè)計(jì)18個(gè)電氣豎井。

按照現(xiàn)代化、數(shù)字化博物館標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展設(shè)計(jì)，堅(jiān)持“技術(shù)先進(jìn)、適當(dāng)超前”的設(shè)計(jì)理念。為便于用戶管理、加強(qiáng)節(jié)能環(huán)保措施，照明部分采用智能照明控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)集中控制和就地控制相結(jié)合。該工程水暖設(shè)備眾多且分散，為此樓宇自控系統(tǒng)采用三層集散控制系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)依托內(nèi)部局域網(wǎng)，采用數(shù)字傳輸方式，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式如圖6所示。

工程在每個(gè)電氣豎井為照明控制模塊和DDC均配置網(wǎng)絡(luò)控制器，將不同廠家設(shè)備轉(zhuǎn)變?yōu)榻y(tǒng)一的通信協(xié)議，依托內(nèi)部局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的組網(wǎng)。該方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）系統(tǒng)集成程度高。用網(wǎng)絡(luò)控制器將不同廠家產(chǎn)品轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的通訊協(xié)議，很好地組成一個(gè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了樓宇自控系統(tǒng)與照明控制子系統(tǒng)的互操作性。

（2）系統(tǒng)布線方便。系統(tǒng)依托內(nèi)部局域網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)，每個(gè)電氣豎井均有綜合布線系統(tǒng)，不用再單獨(dú)敷設(shè)通信線路。

（3）系統(tǒng)可靠性高。系統(tǒng)各設(shè)備具有唯一的IP地址，降低了系統(tǒng)的差錯(cuò)率。

（4）系統(tǒng)通用性好、可操作性強(qiáng)。由于系統(tǒng)依托內(nèi)部局域網(wǎng)，所有供應(yīng)商的設(shè)備uplink端口均設(shè)為標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)，有利于日后的維護(hù)和標(biāo)準(zhǔn)品的更換，減少對(duì)單一供應(yīng)商的依賴，系統(tǒng)集成時(shí)具有很強(qiáng)的可操作性。

5 結(jié)論

智能照明控制系統(tǒng)與樓宇自控系統(tǒng)的集成方式可根據(jù)建筑物控制復(fù)雜程度選擇，可采用OPC方式、協(xié)議轉(zhuǎn)換接口兩種方式?？刂坪?jiǎn)單、回路較少的公共建筑，兩系統(tǒng)可以采用OPC方式進(jìn)行集成；控制復(fù)雜、回路眾多的大型或超大型公共建筑則適合采用協(xié)議轉(zhuǎn)換接口進(jìn)行集成。

參考文獻(xiàn)
      建筑電氣通用圖集.《建筑設(shè)備監(jiān)控》09BD10.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2009；9