智能照明控制系统KNX.docx

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智能照明控制系统KNX

1智能照明控制系统

1.1系统概述

某某歌剧院设计一套智能灯光控制系统，采用SchneiderKNX全数字分布式控制系统，对区域内各类照明等电气设备进展自动化和集中控制管理，实现能源监测，不仅可有效管理楼宇的电气设备，提供灵活多变的使用功能和效果，还可以维护并延长灯具与电气设备的使用寿命，达到安全、节能、人性化、智能化的效果，并能在今后的使用中方便地根据用户的需求进展扩展。

1.2需求分析

根据歌剧院设计规划和使用要求，配置智能照明控制系统的功能分析如下：

区域

控制要求

剧院大厅

灯光场景控制、灯光开关控制、窗帘控制、照度控制、时钟控制

剧院观众席

灯光场景控制、照度和红外动态控制、日光灯调光、单灯控制调节

后台休息区

灯光场景控制、窗帘控制、智能家居控制

电梯厅、走道等公共区域

灯光场景控制、时钟控制、照度和红外动态控制

泛光、景观照明

灯光场景控制、时钟控制、照度控制

展示中心

单灯控制、灯光场景控制、时钟控制、照度控制

1.3设计原如此

根据现行国家规X和项目技术文件的要求，我们在对某某歌剧院项目KNX智能照明控制系统的设计中遵循以下的原如此：

先进性：

采用代表当今世界先进技术水平的成熟稳定的系统设备，并建立一个可扩展的平台，充分保护前期工程投资和后续扩展，使系统具有先进性。

实用与方便性：

系统可容纳不同控制管理的需要。

突出表现项目建设“以人为中心〞的思想，给客人以舒适，给管理者以方便。

绿色节能性：

系统的设计重点、管理重心和维护优化应围绕节能而展开。

通过能源分析、软件编程实现各种节能手段，采用优质管理达到节能效果。

满足LEED认证要求。

安全性、可靠性：

采用分布式总线控制，安全性高，系统将任务分配给系统中每个现场处理器，免除因系统内某个设备的损坏而影响整个系统的运行。

模块化与扩展性：

系统采用模块化设计，总体规划，分步实施；具有良好的兼容性和可扩大性，既可采用RS232/485接口、OPC等标准方式将的不同厂商的设备通过各种通讯方式集成，也可以通过OPC等标准方式向更高级的上位管理系统〔如BMS〕提供数据，集成管理。

合理性与经济性：

系统能最大限度的降低设备的运行本钱；满足客户需求，力求系统在初次投入和整个运行生命周期内获得最优的性能价格比。

1.4设计要点

1）采用全数字分布式智能控制系统，并符合国际通用的EIB/KNX标准，模块化结构，分散式布置。

每个控制器都带有CPU，当系统出现故障的情况下仍可以独立完成各种控制功能；

2）模块中带有内置电流检测功能，可分别检测每个回路的电流，当负载电流超出或低于门限值后报警，并具备能耗计算，开灯计时、计次，门限闪烁功能；

3）可采用多种网络拓扑结构。

如总线型、星型、树型，系统具有强大的兼容性，系统内元件通用性强；

4）总线元件与现场控制面板运行电压为24VDC；

5）智能控制器采用便于安装维护的导轨式安装方式，体积小巧并可安装于强弱电箱内；

6）各类传感器、控制面板等可直接接于控制层总线上。

智能面板具有多种造型、多种材质、多种颜色供选择，以便与装饰的风格相匹配；

7）系统具备照度、时间、动态检测、场景控制功能，满足亮度控制、组合控制等多种控制需求；

8）系统控制设备采用了软启动和软关断技术，防止了灯丝的热冲击，使灯具寿命进一步得到延长。

1.5系统设计

1.5.1KNX总线拓朴结构

支线是KNX系统的最小单元，每条线最多可接64个EIB设备，每条线总线长度不超过1000米，电源到设备距离不超过350米。

当总线元件超过64个或需要选择不同的结构时，如此最多可以有15条支线通过线路耦合器组合成一条主线，所述结构称为域。

总线可以按照主干线的方式扩展，总线上可以连接多达15个域，整个系统可以连接14400个KNX设备，满足XXXX项目日后系统扩展的需要。

1.5.2系统结构

本方案采用SchneiderKNX系统进展设计，采用全分散分布式总线结构，并符合国际通用的EIB标准和LEED认证要求，系统强大的扩展性，为系统的扩建提供良好的解决方案,系统主要输入单元、输出单元、系统单元和传输网络构成：

1）输入单元：

智能面板和各种感应器、红外遥控器、网关等；

2）输出单元：

智能开关/调光控制器、I/O控制器、时钟控制器；

3）系统单元：

KNX/USB模块、支线耦合器、系统电源、系统管理软件等；

4）传输网络：

KNX控制线缆、IP网络等。

所有设备均内置微处理器和存储单元，并通过KNX总线〔可采用总线型、星型和树形〕连接成网络。

智能控制系统所有单元器件可以记忆对其设定的参数。

每个元件在控制网络中均有唯一的地址码以供识别，可以单独对每个元件进展编程。

所有对智能设备的控制设定被分散存储在各个元件中,KNX智能控制系统结构图如下：

通过输入单元〔智能面板、红外遥控器〕控制各设备工作状态。

输入单元通过群组地址和输出组件建立对应联系。

当有输入时，输入单元将其转变为指令信号在KNX上广播，所有的输出单元〔开关控制器、窗帘控制器等〕接收并做出判断，控制相应输出。

根据项目功能规划和建筑布局，系统配置6条支线分区，详细配置参考系统点表，每条支线通过支线耦合器串联并通过KNX/IP网关接入计算机网络系统与中心控制室电脑联网，系统可以通过OPCSERVER方式与BMS系统集成管理。

1.5.3系统功能

1）实现设备的全自动运行；

2）实现系统的智能化管理；

3）维持设备正常的工作状况；

4）实现设备的节能，降低营运本钱；

5）维持建筑物内部舒适的照度、温度环境；

6）延长电气设备的使用寿命以与提高安全性；

7）实现设备故障的实时报警和必要的保护措施；

8）运行数据、报警数据、操作数据的存储和归档。

1.6方案设计

1.6.1剧院大厅

作为高档剧院的大厅应该最大限度地为顾客提供一个舒适、优雅、端庄的环境。

其灯具的选用和灯光布置不只是为了大厅照明的需要，更应考虑照明的气氛与照明与建筑装潢的协调，使大厅实现真正的智能管理。

整个大厅的智能控制由系统自动管理，系统根据大厅运行时间和内外部环境亮度、温度比照自动调整灯光效果、自动控制空调系统、窗帘系统等，实现无人化操作。

大厅接待区安装智能控制面板，根据接待区域各种功能特点和不同的时间段，可预设多种灯光场景模式；同时，工作人员也在中控电脑上可进展手动编程，能方便地选择或修改灯光场景和控制模式；根据不同的用户设置不同的操作权限，比如：

设置几组根本灯光场景，不需要密码就可以实现开关，其它的场景需要密码才可以操作；灯光场景的修改编辑，需要工程师或高级管理员的密码才可以操作。

系统充分利用由玻璃幕墙浸入的自然光，实现日照自动补偿。

当天气阴沉或夜幕降临，大厅的吊灯与主照明将逐渐开启；当室外阳光明媚，系统将自动关闭一些回路灯光。

使室内保持要求的亮度，节电可达到50％以上。

大厅设计了亮度传感器，室内外各些设置一些，通过室内外环境亮度比照，达到自动灯光开启的目。

通过安装在建筑四个侧面的光线感应自动控制户外遮阳，可以在夏天光照强烈时有效减少辐射热，防止室内温度过高，节省空调能耗。

✓灯组的开启〔包括筒灯调光、日光灯带等〕

✓亮度恒定控制，根据室外的亮度自动调节室内的灯光亮度值，提供舒适、节能、方便的室内环境。

✓场景控制，不同的时间场合，营造不同的灯光气氛。

还可以配合时间控制，实现白天、夜晚以与深夜的灯光效果，节假日的气氛烘托等。

✓遮阳控制系统，根据光照强烈时有效减少辐射热，防止室内温度过高。

✓集中可视控制。

在前台可以通过可视软件、触摸屏等设备对大厅的灯光、空调、窗帘、遮阳等设备实现集中管理和控制。

1.6.2展示区域

展示区域常采用日光灯和节能灯，通过系统控制灯光和窗帘，始终保持适宜的展示区灯光环境，可分别预多种灯光场景，也可由工作人员进展手动编程，能方便地选择或修改灯光场景。

可通过现场智能控制面板，根据办公区域功能划分设定多种场景和灯光开关。

✓展区的灯光控制，有恒光控制器自动开启日光灯的灯组，对展示域进展恒光控制。

✓电动窗帘的升降操作，有日光探测器对窗帘自动控制。

✓展示区域的各种场景设置，例如欢迎模式、研讨模式、演讲模式、投影模式、离场模式等等。

该功能主要用于结合照明、电器控制、窗帘控制为一体，实现一键操作。

1.6.3剧院观众席

剧院内KNX智能控制系统包括：

1）照明控制系统

2）窗帘控制系统。

观众席区域常采用筒灯和节能灯，通过系统控制灯光和窗帘，始终保持适宜的照明灯光环境，可分别预多种灯光场景，也可由工作人员进展手动编程，能方便地选择或修改灯光场景。

可设置4键、8键面板，根据观众席域功能划分设定多种场景和灯光开关。

✓室内的灯光控制，有恒光控制器自动调节筒灯组的开启状态，对观众席域进展恒光控制。

✓电动窗帘的升降操作，有日光探测器对窗帘自动控制。

✓空调控制系统温度调节。

✓观众席的各种场景设置，例如进、出场模式、中场休息模式、演出模式等等。

该功能主要用于结合照明、电器控制、窗帘控制为一体，实现一键操作。

✓尽可能的减少室内控制面板的数量，可以将以上提与的所有功能在同一个面板上进展操作控制。

1.6.4公共区域

公共区域的智能控制主要考虑到时间控制、亮度感应控制、温度控制、集中平台控制等。

时间控制主要分工作日灯光的分时控制，和节假日灯光的分时控制，同时结合亮度感应控制。

当人进出较多的时段，打开公共全部回路的灯光，方便人们进出，当人进出较少时段，打开局部回路的灯光，此区域照明控制集中在相关的管理室，由工作人员根据具体情况控制相应的照明。

操作既可由现场就地控制，也可由中央监控计算机控制，还可设置时间控制。

✓过道、楼梯、卫生间、休息室、等配置了红外动态传感器，实现人来灯亮，人走灯灭的效果。

✓电梯厅和走廊灯光控制：

当户外照度低于要求值时，亮度感应器自动开启电梯厅走廊过道灯等；当夜幕深沉，时间控制器将自动关闭局部灯光，只保存局部灯光以达到最大的节能效果。

随着外部光线的渐亮，亮度感应器关闭所有的照明。

✓内光外透灯光控制：

该控制主要是时间控制，根据季节、工作日、节假日等设置建筑内光外透的效果控制，又可以通过集中控制平台集中控制。

1.6.5后台休息区

后台休息区，作为演员们最重要的休息场所，舒适的灯光能起不到不错的效果，不同类型的灯具，配备不同的灯光模式，让人心情舒畅，智能控制可以根据不同的休息群体而变幻相应的灯光效果，以营造出不同的照明环境，使休息区气氛和谐、温暖、舒适，提效率。

KNX智能控制系统包括：

1）照明控制系统

2）窗帘控制系统

3）空调控制系统

休息区可采用多种光源，通过智能调光始终保持最柔和最幽雅的灯光环境。

设置不同的休息场景，使用时只需调用预先设置好的最优灯光场景，可通过智能面板设置多种场景界面，使用者只需轻轻点击，便能控制不同灯光场景，并与各种演出情况相联动，可根据场地面积设置4键、8键控制面板。

1.6.6泛光照明

泛光照明的控制采用光感与定时控制相配合的方式进展智能控制，当自然光渐暗至一定照度时，光感自动启动，泛光照明自动打开，至午夜时，定时器可自动将局部泛光照明关闭，只保存局部回路灯光以保持适当的照度，当光线渐亮至一定照度后，光感自动将剩余的泛光照明关闭，从而达到最大的节能效果。

✓采用时间控制和光照感应控制相结合的方式控制。

✓既可本地控制，又可通过控制中心集中控制。

✓照明系统要充分考虑自然光的利用。

✓时间控制按照工作日、休息日和节假日等区分不同的时间控制

1.6.7地下车库照明

地下车库照明的控制采用集中控制、动态感应与定时控制相配合的方式进展智能控制，当车辆进入车库是时，动态感应自动启动，车库照明自动打开，至午夜时，定时器可自动将局部照明关闭，只保存局部灯光以保持适当的照度，当光线渐亮至一定照度后，光感自动将剩余的泛光照明关闭，在车流量大的时段和车流量小的时段分别定时控制不同数量的灯光与排气扇，以达到节能的效果，同时车库管理员也可通过智能面板进展分区控制，管理灵活。

✓采用时间控制和动态感应控制相结合的方式控制。

✓既可本地控制，又可通过控制中心集中控制。

✓时间控制按照工作日、休息日和节假日等区分不同的时间控制

1.7与第三方接口

1）提供RS232标准接口与BA系统连接，可实现EIB系统与BA或BMS系统的完全连接

2）采用TCP/IP协议的KNX/EIB硬件网关，通过OPC方式与BMS服务器通信，并提供RJ45接口与LAN相连，可实现EIB与BMS系统的实时、完全连接。

3）软件OPC－Server，安装OPC－Server软件的电脑通过RS232接口与KNX/EIB系统连接，Client应用软件可以OPC方式访问Server。

1.8主要设备参数

1.8.1监控管理软件

根本要求：

✓管理人员能通过中央监控室内的PC机对系统进展监控管理。

✓采用全中文图形操作界面。

✓具有报警管理，日程表、历史记录、密码保护、中文菜单式与图形化多功能编程软件。

✓可根据需要，灵活、方便的设定控制区域与操作管理权限。

✓

具有控制回路工作状况监控。

✓远程维护。

✓系统时钟控制器可根据一年365天或每天的需求按程序对整个智能控制网络内的模块进展调节或开关控制设定；并可根据季节变化自动顺延开灯、关灯的时间。

软件功能：

✓在一个画面上进展所有的编程设定作业与对系统进展监控。

✓可由鼠标的拖拽方式，简便地设定时间，也可由控制板上进展简便的设置。

✓可用鼠标对年、月、周、日、时进展设置。

✓采用易操作的拖放方式，易于编辑各控制点的平面图。

✓鼠标所指区域显示相关控制器和群组的编号，以与显示该区的工作状态〔开关〕。

✓提供半透明功能与方便的动态画面功能，使控制区域更加生动直观。

✓可监视所有有关控制区的各项工作状态信息。

✓可发出工作异常警报，并显示异常区域、异常工作点的具体地址。

✓提供运行时间分析与历史纪录功能。

✓可收集一定的日志数据显示于画面上或打印。

✓基于开放的标准设计，可管理KNX/EIB等安装总线系统与监控空调、通风、供水等系统

✓可自动实现报警管理、时间管理与能源管理

1.8.22、4、8、12路16A开关控制器

✓可以使用手动开关来对所有的230V开关输出端进展控制

✓带内置总线耦合器，带延时功能

✓每个开关触点：

额定电流：

106，cosφ

白炽灯：

AC230V，最大3600W

卤素灯：

AC230V，最大2500W

荧光灯：

AC230V，最大2500VA

带并联补偿

容性负载：

AC230V，16A,max.200μF

马达负载：

AC230V，max.1000W

检测X围：

0.1Ato16A（正弦波有效值或直流）

传感器精度：

+/-8%电流值〔正弦〕和+/-100mA，频率：

50/60Hz，单位：

100mA

1.8.3640mA电源供给器

✓电源电压:

AC230V,50-60Hz

✓

输出电压：

DC29V

✓输出电流：

最大640mA，防短路

✓模块宽度：

7模数=约126mm

1.8.4触摸屏

石英4信道季节定时器，可以再设备上进展手动操作来完成编辑工作，也可以通过CTS芯片工具软件在计算机上编程。

带内置总线耦合器。

安装在DAN配电柜轨道EN50022上。

✓324个不会丢失的开关时间，可以选择每天，每周或者在某一具体日期执行开关指令

✓1条度假/节假日专用的开关线路

✓

每条信道上有10个以星期为单位的程序。

适合节假期以与

与假日使用

✓可以对信道和工作日进展随意组合

✓应对意外情况的程序处于活动状态

✓无需连接电源即刻可进展操作

✓动力储藏高

✓石英控制

✓自动进展夏令时和冬令时间的转换

1.8.5存在感应器带耦合器光感红外

✓带内置总线耦合器。

✓检测角度：

360°

✓X围：

从安装点开始，半径最大7m〔当安装高度为时〕

✓区域总数：

136个区域，带544个反光簇

✓光线感应器：

在10到1000LusX围内通过ETS无级调节

✓EG准如此：

低压准如此73/23/EWG与EMV准如此89/336/EWG

1.8.64路通用输入/输出接口

✓在内部产生信号电压，用于连接4个常规控制面板或无源触点，并可连接4个低电流LED指示灯。

芯线的导线长度为30cm，最多可延长至。

安装在市面上常见的60mm开关盒内。

✓KNX软件功能：

✓通过一个或两个输入端进展开关、调光或百叶帘控制，百叶帘操纵系统的定位值〔8位〕，有1、2、4或8位控制信号的脉冲，长时/短时操作的区分。

✓初始化控制信号，周期发送，带2字节控制信号的脉冲，8位推移式调节器，场景，计数器，连锁功能，

✓常闭触点/常开触点，防反跳时间。

✓用于连接指示灯〔低电流LED〕和状态显示器的输出端。

✓每个输入/输出端：

✓触点电压：

＜3V〔SELV〕

✓触点电流：

＜

✓输出电流：

最大2mA

✓导线最大长度：

30cm未屏蔽，最多可延长至〔扭绞、未屏蔽导线〕。

1.8.7带LCD温控智能控制面板

✓

带内置总线耦合器；

✓运行指示灯、状态指示灯、标签和8个操作按键组成一个使用方便的控制单元；

✓该运行指示灯还能起到定位提示的作用；

✓带室温调控器和显示器；

✓带内置压电蜂鸣器，用于显示报警状态和红外线接收器。

每个按键的所有功能都可以通过远距离红外线遥控器进展操作；

✓室温控制单元可以通过可精细调整的KNX阀门驱动器来实现供暖和冷却功能，也可以触发开关执行器和暖执行器。

带有白色背光显示器，可以显示时间、日期、温度和操作模式等信息。

可以使用菜单设置缺省操作模式、设置点值、工作/非工作日、显示模式、时间、开关时间和亮度。

可以通过自由设置参数将按键设定为按键对〔双外表〕，或者单按键。

1.8.8智能面板带耦合器

✓带内置总线耦合器。

✓本面板带有运行指示灯、状态指示灯、标签和4/8个操作按键。

该运行指示灯还能起到定位提示的作用。

✓该设备通过一个总线连接端子与总线线路相连。

✓KNX软件功能：

✓开关、转换、调光〔单面/双面〕、百叶帘〔单面/双面〕、脉冲发送出1、2、4或8位控制信号〔瞬时/延时操作区分功能〕、2字节控制信号脉冲〔瞬时/延时操作区分功能〕、8位推移式调节器、场景调用、场景储存、防乱按〔防误操作〕功能。

1.9施耐德电气介绍〔仅供参考〕

1.9.1施耐德电气集团简介

全球能效管理专家施耐德电气为100多个国家的能源与根底设施、工业、数据中心与网络、楼宇和住宅市场提供整体解决方案，其中在能源与根底设施、工业过程控制、楼宇自动化和数据中心与网络等市场处于世界领先地位，在住宅应用领域也拥有强大的市场能力。

致力于为客户提供安全、可靠、高效的能源，施耐德电气2010年的销售额为200多亿欧元，拥有114,000名员工。

施耐德电气助您――善用其效，尽享其能！

施耐德电气2010年销售额达200多亿欧元在100多个国家拥有114,000名员工通过销售合作伙伴和分校商，解决方案行销于190个国家

助您：

善用其效，尽享其能

作为能效管理专家，施耐德电气连接发电和用电企业，通过高性能和环保解决方案，帮助企业和组织--善用其效，尽享其能。

安全的能源：

能源使用、尤其是电力使用具有危险性，我们使能源更安全，保护人员和财产安全。

可靠的能源：

数据中心、医院、股市……越来越多的关键应用，出现断电和电压不稳的情况将对其造成高额损失。

针对这些应用，我们提供超安全电源，时刻保证供电质量。

高效的能源：

能源本钱上涨和环境污染问题成为个人和企业关注的焦点。

施耐德电气节能增效解决方案能够帮助降低能源和集成系统减少费用，从而降低资本支出和运营支出。

多产的能源：

能源是一切生产活动的根底，我们帮助客户提高生产效率。

我们的解决方案帮助客户轻松实现自动化和高度互联，使日常沟通简单快捷。

我们的全生命周期服务更使客户无后顾之忧。

环保的能源：

可再生能源的开发是实现可持续开展的关键因素，我们的解决方案支持可再生能源系统的安装和连接。

我们的核心业务：

全球能效管理专家

凭借在能效管理领域的最广泛的业务组合，施耐德电气使能源：

更安全，电力和控制世界第一

更可靠，关键电力世界第一

更高效，节能增效世界第一

更多产，工业自动化，建筑和民宅世界前三

更环保，可再生能源解决方案世界前三

施耐德电气作为世界500强企业之一，在170多年的开展历程中，不断开拓进取，积极创新，现在已经成长为全球能效管理专家。

自1987年在某某成立第一家合资厂，施耐德电气在中国已走过21年的历程。

21年的时间让施耐德电气深深扎根中国，并且与中国经济开展的脉搏共同跳动，不仅见证了中国经济起跑、加速和起飞的各个历史阶段，更是以推动中国经济开展为已任，成为一个名副其实的卓越贡献者。

1.9.2施耐德电气ISCECS

承前启后领导群伦－施耐德电气智能终端部（ISC）因其在电气行业多年积淀的杰出传承而声名卓越。

作为多个顶尖品牌的母公司,ISC为家居,酒店与写字楼提供代表极致生活品味的解决方案,为世界提供便捷与创新。

典型例子包括一系列屡获殊荣的产品与技术,涵盖建筑与家居综合布线，灯光控制与开关插座面板设计。

作为施耐德电气ISC的核心业务之一，ECS负责智能照明产品与其解决方案，是施耐德电气所倡导的“新电气世界〞和“透明建筑〞理念的重要组成局部。

通过对多个国际大品牌与其产品线的整合，我们为用户提供高质量的产品、完整的解决方案和广泛的选择，系统为用户在设计与安装时提供高度的灵活性和更大的扩展性，并大大降低客户的维护与运营管理本钱，达到绿色、节能效果。

施耐德电气ECS智能照明系统包括三个平台：

KNX、C－Bus和DALICONTROL这些平台针对不同的市场和用户需求，提供各具特色的产品与解决方案。

包括政府、医院、科研大学、数据中心、商业楼宇、住宅等用户可以在这里实现和感受真正的整体解决方案。