智能照明控制系统方案在普利司通的应用明宇达.docx
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智能照明控制系统方案在普利司通的应用明宇达
普利司通（沈阳）轮胎有限公司搬迁项目
智能照明控制系统
技术方案
2013年10月10日
深圳市明宇达智能设备有限公司
目录
1、设计概述
1.1、项目概况
本技术方案是深圳市明宇达智能设备有限公司为普利司通（沈阳）轮胎有限公司高性能子午线轮胎环保搬迁项目的建设而编制，是对系统性能、特点、结构、设备配备的初步设计，也可以作为用户选型及深化设计的技术依据。
设计照明控制系统智能化的主要目的有两个：
一是提高照明系统的控制和管理水平，减少照明系统的维护成本；二是节约能源，减少照明系统的运营成本。
明宇达智能设备有限公司针对本项目设计的功能优势主要体现在一下方面：
1、模块化：
系统是全数字、模块化、分布式总线型控制系统，并将控制功能分散给各功能模块，不会因个别故障影响整个系统，提高安全性，实现灵活控制。
2、集中控制和多点操作功能：
系统实现单点、多点、区域、群组控制、联动控制、集中监控、远程控制等多种智能控制任务。
3、多场景控制：
能轻松的根据客户的喜好组合不同的场景模式，并能将这些场景实现“一键式”存储和开启，每个灯在不同场景中各自的状态和亮度均可设置并记忆，使用时只需轻轻一按，复杂的灯光效果即刻呈现，并且还可与其他设备如空调、窗帘等组成人性化模式。
4、定时模式控制：
可以对灯光的定时开闭进行定义，例如上班时可自动将灯光缓缓开启到一个合适亮度，下班后可自动关闭全部的灯光照明。
并且定时模式多样化，既可根据需求按日程指定特殊日期进行特殊灯光模式，又可按周期循环定时模式，满足不同模式。
5、中控系统：
系统不仅包括所有照明监控管理系统自身的硬件设备和底层系统，同时还可通过上层的监控管理工作站进行监控管理。
具备图形化组态监控管理软件系统，可以用生动逼真的图形界面和直观明了的表格界面，显示系统的实时数据、行状态和突发事件等信息，可实在现故障报警、数据统计分析等，将监测、控制、管理、维护、诊断等功能有机地结合在一起，从而使系统具备独特的测控管一体化功能。
4、能耗管理：
可将电量采集、电量存储、电量传输及电量管理四个方面的功能统一到系统平台上，其中包括各电能表计的电量，按日、月以及每只表计每日不同时段（满足复费率计量要求）的电量自动采集和整理，并进行各种统计分析工作，为用户提供准确、可靠的电量数据，从而建立以电能量数据为基础的数据中心，实现对各计量点的自动抄表、自动统计和高级应用。
5、安全性：
整个系统只有一条总线，没有大量的电缆附设和繁杂的控制设计，强弱电隔离方式，现场控制面板采用24V安全低电压供电方式，安全可靠，操作方便。
6、控制方式多样化：
本地可通过水晶面板、七寸控制屏进行控制，远程通过PDA、电脑、手机等进行远程查看及控制。
7、多方联动：
与人体感应设备联动，做到人来灯开，人走灯灭。
与照度感应设备联动，有线对能源进行管理。
与安防设备联动，可以在紧要时候瞬时开/关灯具。
8、开放性：
实现BA、BMS、安防等进行联动，可接入第三方系统，也可提供接口给第三方系统对接。
1.2、智能照明系统建设的目的和意义
（1）良好的节能效果带来可观的经济效益
采用智能照明控制系统的主要目的是节约能源，智能照明控制系统借助各种不同的预设置控制方式和控制元件，对不同时间不同环境的光照度进行精确设置和合理管理，实现节能。
此外，智能照明控制系统中对荧光灯等进行调光控制，由于荧光灯采用了有源滤波技术的可调光电子镇流器，降低了谐波的含量，提高了功率因数，降低了低压无功损耗。
（2）通过软启技术延长灯具寿命
无论是热辐射光源，还是气体放电光源，电网电压的波动是光源损坏的一个主要原因。
因此，有效地抑制电网电压的波动可以延长光源的寿命。
智能照明控制系统能成功地抑制电网的浪涌电压，同时还具备了电压限定和轭流滤波等功能，避免过电压和欠电压对光源的损害。
采用软启动和软关断技术，避免了冲击电流对光源的损害。
通过上述方法，光源的寿命通常可延长2～3倍。
（3）改善工作、生活环境，提高工作效率、提升生活档次
良好的工作环境是提高工作效率的一个必要条件。
良好的设计，合理地选用光源、灯具及优良的照明控制系统，都能提高照明质量。
智能照控制系统以调光模块控制面板代替传统的平开关控制灯具，可以有效地控制各房间内整体的照度值，从而提高照度均匀性。
同时，这种控制方式内所采用的电气元件也解决了频闪效应，不会使人产生不舒适、头昏脑胀、眼睛疲劳的感觉。
（4）实现多种照明效果
多种照明控制方式，可以使同一建筑物具备多种艺术效果，为建筑增色不少。
现代建筑物中，照明不单纯地为满足人们视觉上的明暗效果，更应具备多种的控制方案，使建筑物更加生动，艺术性更强，给人丰富的视觉效果和美感。
以某工程为例，建筑物内的展厅、报告厅、会议室等，如果配以智能照明控制系统，按其不同时间、不同用途、不同的效果，采用相应的预设置场景进行控制，可以达到丰富的艺术效果。
（5）提高管理效率减少维护成本
管理人员可以通过电脑、电话、遥控器等多种控制方式对各种用电设备进行远程控制或现场控制，还能通过系统联动功能对照明系统进行科学、合理的自动控制。
譬如，利用与光感设备、定时器、移动感应器、红外人体感应器等联动控制，使照明实现全自动控制，并可通过电力监测技术来诊断灯具的开关状态及故障地点与故障原因，大大减少了管理人员及维修人员的工作量，且能避免管理过程中的误操作带来极大的经济损失。
2、设计依据
本方案严格按照以下依据设计：
●《建筑智能化系统工程设计管理暂行规定》（建设部1997-290）
●《民用建筑电气设计规范》（JCJ/T16-92）
●《智能建筑设计标准》（DBJ-08-47-95）
●《电气装置工程施工及验收规范》（GBJ232-82）
●《智能建筑设计标准》（GB／T50314—2006）
●《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T16）
●《低压配电设计规范》（GB50054）
●《电气装置安装工程施工及验收规范》（GBJ/232）
●《智能建筑设计标准》GB/T50314-2000
●通过对本项目图纸、控制需求及行业标准进行深入理解与深化设计而制定
●根据项目本身所具备的条件，同时结合各方设计单位提供的功能需求、项目图纸及设计建议。
经过认真的解读和分析后设计了本套智能灯光控制系统方案。
3、系统设计说明
3.1、系统功能定位
1
灯光具备单回路开关、群组开关的控制功能
2
灯光具备单回路调光、群组调光的控制功能
3
灯光具备整体场景组合变化的控制功能
4
灯光具可编程智能触控面板控制
5
灯光具备无人工管理逻辑功能，定时控制
6
控制系统具备紧急手动开关功能
7
控制系统具备干接点信号，模拟量信号接入功能，能配合人体感应、照度感应、消防系统进行联动控制
8
控制系统采用多功能可编程智能面板、触摸屏控制
9
系统可拓展辅助控制功能，如窗帘、空调等控制
10
控制系统是高性能的现场总线型智能照明控制系统
11
系统具备Internet远程监控功能
12
控制系统有开放的通信接口和协议，方便与总集成联动。
开放协议：
Modbus、Opc、Lonworks或其他。
3.2、系统设计理念
1
照明自动运行与人工开关相结合
2
照明亮度与应用场合相结合
3
照明以场景为基本控制单位
4
照明与第三方设备相联动
5
照明计算机集中管理控制
4、明宇达智能照明系统简介
4.1、系统概述
明宇达智能控制系统采用CAN总线技术，结合网络技术与电力监测技术，进行强、弱电完全分离，具备形象化的友好操作界面，具备“在线监视、智能报警、多方联动、远程遥控”功能，能及时获知故障电路准确位置和故障原因，解决了传统照明电路和控制方式的安全隐患。
控制上，明宇达系统具有本控制面板控制、控制屏控制、平板电脑控制、手机控制、电脑控制等多种方式，并包含本地控制跟远程控制两种方式。
4.2、系统特点
（1）CAN总线技术
明宇达智能系列的智能照明控制系统，采用国际通用的CAN总线通信技术。
CAN总线已被ISO国际标准化组织认证，技术已经非常成熟，特别适用于分布式测控系统之间的数通讯。
系统主要由三层结构组成，即“区域”层——“线路”层——“设备”层。
整个系统最多支持14个区域，每个区域最多可支持62条线路，每条线路最多可支持62个不同类型的模块或面板，因此，系统最多可支持近50000个不同类型的模块或面板。
（2）多主竞争式总线结构
CAN总线采用了多主竞争式总线结构，具有多主站运行和分散仲裁的串行总线以及广播通信的特点。
CAN总线上任意节点可在任意时刻主动地向网络上其它节点发送信息而不分主次，因此可在各节点之间实现自由通信，方便地构成多机备份系统。
（3）非破坏性总线仲裁技术
CAN-BUS采用非破坏性总线仲裁技术。
当多个节点同时向总线发送信息时，优先级较低的节点主动地退出发送，而优先级较高的节点可不受影响地继续传输数据，从而大大节省了总线冲突仲裁时间。
因此在智能模块较多的大型总线网络里，CAN-BUS即使在网络负载很重的情况下也不会出现网络堵塞、瘫痪的情况。
（4）总线抗干扰技术
CAN的每帧信息都有CRC校验及其他检错措施，而非介质访问控制方式，保证了数据出错率极低。
是专门为工业级现场控制领域开发的实时性总线形式，并获得ISO确认，采用双线串型通信方式，检错能力强，其产品的强度、温度、湿度、振动、干扰、辐射等环境参数均满足各种类型的现场需要。
（5）总线自检技术
在大型建筑的应用中，故障自检测的实时性与准确性极其重要，是建筑内照明正常使用的安全保障。
智能照明系统作为建筑照明的控制核心，必须具备完善的、可靠的系统自检功能。
使系统随时保持着正常的工作或待机状态。
CAN总线不同于其它总线采用的周期轮询方式自检，事实上，基于CAN的特性，故障的智能模块可以自行将发生的错误信息用信号发出，并且CAN总线可自动关闭故障模块输出，绝不影响整条总线上其它节点的正常通讯。
系统的无主结构，使得每个照明控制模块均为一个真正的智能节点。
CAN总线卓越的特性、极高的可靠性和独特的设计，特别适合工业过程监控设备的互连，因此，越来越受到业内的重视，并已公认为最有前途的现场总线之一。
（6）智能测控物联网平台
我们开发的基于云计算的智能测控物联网商业运营平台，主要为需要进行各类需要远程监控业务的客户提供一个通用的、跨行业、跨地区的信息平台，客户只需要支付月租服务费用即可得到一个专业的、可靠的监控信息服务，而不需要再进行监控中心的建设、维护、网络传输的规划等繁琐的工作，只需要提供需监控的对象、内容、数量等相应的信息即可方便地通过互联网进行监控和管理。
4.3、系统原理
系统中每个模块和每个面板作为总线中的一个节点，节点之间通过手拉手方式相连。
控制模块安装在原有的强电箱内，不需要单独的箱体。
所有模块均采用35MM导轨安装方式，易于检修和更换。
配电箱安装在电井内，以配电箱为单位，将配电箱与现场智能面板进行手拉手相连，实现系统联网。
4.4、系统功能
（1）远程控制、集中控制
通过中控电脑图形化的操作界面，可以控制系统中任一回路灯光的开关与明亮程度，并可实时监测任一回路灯光的开关状态、故障报警。
可“一键式”控制所在区域所有灯光的开关，逻辑编程、设置灯光开关效果。
（2）定时自动控制
对灯光需要较有规律的区域，可以实行灯光定时自动控制，并具备天文时钟功能，可根据项目所在地的经纬度自行校队日出日落时间，可有效区分工作时间与休息时间，实现定时控制，这样可减轻管理人员工作量，且可避免忘开/关。
依人流多少时段性的特征，还可以自动调节灯光明暗，轻松达到节能效果。
（3）场景功能控制
系统具备强大的场景功能。
通过预先设置灯光场景模式，场景内容可以是组合式灯光开与关，也可以是对灯光的明亮度调节，每个场景包含受控设备数量无限制，场景存储在场景模块中，可以被任意控制终端所调用，如控制面板那、平板电脑、手机等。
适合大型场合在不同气氛下的“一键式”控制功能
（4）调光控制
对于某些特定场合，需要对灯光的明亮进行控制，如会议室、宴会厅或大型展览区域等，采用明宇达调光系列模块，可对不同种类的灯具实现无极平滑调光，包括白炽灯、LED灯、荧光灯、卤素灯等。
同时，根据不同功率的灯具回路，选择相应的调光模块，可达到最好的调光效果。
（5）联动控制
与人体感应设备联动，做到人来灯开，人走灯灭；局部人多灯亮，局部人少灯暗；启用定时控制、集中控制与光感设备联动，可解决季节性天亮早晚以及局部需要带来的矛盾；
与照度感应设备联动，有线对能源进行管理，体现科技化、智能化建筑风范，是照明系统根据环境亮度自动调节灯光明亮程度。
与安防设备联动，可以在紧要时候瞬时开/关灯具。
（6）弱电开关手动控制
智能照明系统，强电都走天花板与墙体，用24V的弱电墙面开关或触摸屏开关控制强电。
人体所接触到的是安全弱电。
采用弱电开关手动控制，可为客人使用习惯提供人性化服务。
（7）移动终端控制
除了使用常规的控制面板和壁挂式触摸屏控制之外，还可以使用各种无线终端设备进行控制，比如平板电脑、手机等，控制方式灵活多变，根据不同需求选择不同的方案。
（8）可扩展性功能
明宇达智能照明控制系统具有多种数据接口，为其与其他各个系统的对接，或引入做好了充分的预留空间，如部分智能照明系统中参入对窗帘的控制，或者对空调的控制，又或者将智能照明系统接入到BA系统中，都是可以轻松实现的。
（9）物联网平台综合管理
系统接入“天涯明月”智能测控物联网运营平台，使用者以帐号式管理方式，通过手机、PAD、PC等智能终端，通过定制的用户界面，进行远程监测与管理。
4.5、系统拓扑结构
系统采用CANbus通讯方式，设计为现场总线连接方式，即是手拉手接线方式组网非常方便，总线方式实现“即插即用”的便利条件。
布线采用RVSP4*0.75线将其元件拉手手连成一个网络。
为了保证系统通讯的可靠，布线时CANbus总线尽量不与强电缆共用同一线槽，应将CANbus总线单独穿钢管或PVC管敷设，并与电力电缆的水平距离至少大于300mm。
CANbus总线可以由多个子网络组成，每个子网络必须满足以下条件：
（1）同一总线中最多允许挂接62个节点
（2）总线始端到末端长度不要超过400米，若项目条件不允许，则需增加中继设备，或划分多个总线。
（1）电能量管理
通过整个大楼集中监控系统，实现对照明回路用电量统计，用户可以清楚了解照明系统用电量情况，细致到每个区域，每个回路。
建筑同类能耗分析对比，能耗的成本对比，还可同时支持水、电、气、动力环境等其他数据采集和分析。
5、系统的设备选型
5.1、选型原则及依据
（1）由于本项目的重要性与特殊性。
因此工程的设计要求也非常高，一般的普通总线技术绝对不能满足它的要求。
因此国际通用的CAN总线技术，保证其先进性和稳定性。
（2）本项目建设中所有的产品采用CAN总线技术，该项技术符合国际潮流及建筑发展方向的强、弱电分离式布线。
强电走天花板或墙体，让人体所能接触的全为弱电。
照明系统进行智能化设计后，只需采用电脑、弱电开关或其他控制方式就能控制整个系统，安全系数非常高。
（3）系统设计考虑到本项目的整个智能系统所涉及的各个子系统的信息共享，确保智能系统总体结构的先进性、合理性、兼容性和可扩展性。
在设计上遵循全面规划和分步实施原则，并能随技术的发展不断升级。
设计全面、周到、预留充分的预埋余量，以适应未来发展的需要。
（4）在设计中涉及的设备产品，均采用高可靠性设计。
主要设备的系统模块，如继电器模块、场景定时模块、电源模块等均有冗余备份。
（5）可采用智能面板、触摸控制屏、计算机控制、模块手动开关作为控制方式。
任何一种控制方式都可以独立控制，不受另一种控制方式影响或制约。
使本案达到最高安全稳定级别。
（6）考虑到本项目负载回路灯具数量多，灯光启动瞬间冲击电流会较大，结合实际现场通风环境与电压的影响，选用抗击灯性负载电流优良的磁保持型继电器模块，并运用软启动技术以保证电路稳定与用电器安全。
（7）系统操作功能具有高度灵活方便性，维护与编程人员可在控制系统总线上的任意控制点进行监控、场景修改，场景修改方便简单且无需使用烧写器等工具。
5.2、主要设备功能及参数
1、电源模块
产品型号：
A1-PWR-0101
品牌：
深圳明宇达
功能说明：
为智能照明系统提供优质的24VDC电源。
具备抗EFT抗干扰能力、具备浪涌抑制功能，并支持双电源的冗余备份功能。
工作电压：
220VAC±10%
工作频率：
47Hz-63Hz
输出电压：
24VDC
输出电流：
1300mA
工作环境：
温度0℃－45℃；相对湿度20%－90%
安装使用：
标准DIN导轨安装（35mm）
外形尺寸：
长108（mm）×宽88（mm）×高66（mm）（6个模数）
诊断LED：
通信状态指示；供电状态指示；故障指示
保护功能：
具备过压、低压、浪涌保护；不具备断路保护
供电端子：
L火线/N零线/G地线最大导线截面积4mm²
总线端子：
24V+（电源输出正）/GND（电源输出负）
CAN-H（总线高输入）/CAN-L（总线低输入）最大导线截面积1mm²
2、继电器输出模块
产品型号：
A1-MLC-1304/16、A1-MLC-1308/16
品牌：
深圳明宇达
功能说明：
提供4、8路16A继电器输出控制模块。
具备磁保持自锁、手动开关、电流反馈检测、通信故障自检功能。
工作电压：
24VDC±10%
工作电流：
20mA
工作环境：
温度0℃－45℃；相对湿度20%－90%
安装使用：
标准DIN导轨安装（35mm）
外形尺寸：
长108（mm）×宽88（mm）×高66（mm）（6个模数）
用户控制：
数据检测开关、总线定义开关
控制回路：
4、8路
额定负载：
16A/路64A/控制器
瞬间峰值：
80A/路
诊断LED：
通信状态指示；开关状态指示；故障指示
保护功能：
具备过压、低压、浪涌保护；过零点检测
总线端子：
24V+（电源输出正）/GND（电源输出负）
CAN-H（总线高输入）/CAN-L（总线低输入）最大导线截面积1mm²
负载端子：
4组（通道供电输入/供电负载输出）最大导线截面积4mm²
电气寿命：
>10万次机械寿命：
>100万次
3、0-220V调光模块
产品型号：
A1-MYD-0202/02品牌：
深圳明宇达
功能说明：
针对白炽灯、卤素灯等对亮度进行调节控制，实现平滑调光。
工作电压：
24VDC±10%
负载特性：
白炽灯、卤素灯灯
负载功率：
400W、1000W、2000W、4000W
工作环境：
温度0℃－45℃；相对湿度20%－90%
安装使用：
1、标准35mmDIN导轨安装
2、壁挂安装
外形尺寸：
长108（mm）×宽88（mm）×高66（mm）（6个模数）
长278（mm）×238（mm）×高126（mm）
长336）mm）×278（mm）×高126（mm）
诊断LED：
通信状态指示；供电状态指示；故障指示
保护功能：
具备过压、低压、浪涌保护；不具备断路保护
负载端子：
L火线/N零线/G地线最大导线截面积4mm²
总线端子：
24V+（电源输出正）/GND（电源输出负）
CAN-H（总线高输入）/CAN-L（总线低输入）最大导线截面积1mm²
4、0-220V调光模块
产品型号：
A1-MYD-1422/2
品牌：
深圳明宇达
功能说明：
针对白炽灯、卤素灯、部分LED灯等对亮度进行调节控制，实现平滑调光。
工作电压：
220VAC±10%
负载特性：
白炽灯、卤素灯灯、LED灯
负载功率：
350W
工作环境：
温度0℃－45℃；相对湿度20%－90%
安装使用：
标准35mmDIN导轨安装
外形尺寸：
长108（mm）×宽88（mm）×高66（mm）（6个模数）
诊断LED：
通信状态指示；供电状态指示；故障指示
保护功能：
具备过压、低压、浪涌保护；不具备断路保护
供电端子：
L火线/N零线/G地线最大导线截面积4mm²
总线端子：
24V+（电源输出正）/GND（电源输出负）
CAN-H（总线高输入）/CAN-L（总线低输入）最大导线截面积1mm²
5、1-10VDC调光模块
产品型号：
A1-MYD-1413
品牌：
深圳明宇达
功能说明：
一般用于支持可调光的荧光灯进行调光控制，也用于部分支持1-10V调光的LED灯。
工作电压：
24VDC±10%
工作电流：
40mA
工作环境：
温度0℃－45℃；相对湿度20%－90%
安装使用：
标准DIN导轨安装（35mm）
外形尺寸：
长108（mm）×宽88（mm）×高66（mm）（6个模数）
用户控制：
数据检测开关、总线定义开关
诊断LED：
运行/停止
总线端子：
24V+（电源输出正）/GND（电源输出负）
CAN-H（总线高输入）/CAN-L（总线低输入）最大导线截面积1mm²
调光信号端子：
1-10V调光信号正、负
1-10V调光信号正、负
1-10V调光信号正、负
1-10V调光信号正、负
6、通信转换模块
产品型号：
A1-MBT-0213
品牌：
深圳明宇达
功能说明：
为智能照明系统提供IP、CAN、RS485/232三方转换
工作电压：
24VDC±10%
工作频率：
47Hz-63Hz
工作电流：
20mA
工作环境：
温度0℃－45℃；相对湿度20%－90%
安装使用：
标准DIN导轨安装（35mm）
外形尺寸：
长108（mm）×宽88（mm）×高66（mm）（6个模数）
用户控制：
数据检测开关、总线定义开关
诊断LED：
运行/停止
总线端子：
24V+（电源输出正）/GND（电源输出负）
CAN-H（总线高输入）/CAN-L（总线低输入）最大导线截面积1mm²
转换端子：
TX（RS232发送端）/RX（RS232接收端）/G（信号地）/485+（RS485A端）/485－（RS485B端）/NET（RJ型网络接口）
7、场景定时模块
产品型号：
A1-CTL-0802
品牌：
深圳明宇达
功能说明：
为智能照明系统提供场景与时钟储存功能，可离线脱机工作。
工作电压：
24VDC±10%
工作频率：
47Hz-63Hz
工作电流：
20mA
工作环境：
温度0℃－45℃；相对湿度20%－90%
安装使用：
标准DIN导轨安装（35mm）
外形尺寸：
长108（mm）×宽88（mm）×高66（mm）（6个模数）
用户控制：
数据检测开关、总线定义开关
设备储存：
48个场景、48个周期、16个定时
诊断LED：
运行/停止
总线端子：
24V+（电源输出正）/GND（电源输出负）
CAN-H（总线高输入）/CAN-L（总线低输入）最大导线截面积1mm²
8、智能网关模块
产品型号：
A8-0325
品牌：
深圳明宇达
功能说明：
用于智能照明的通信和网络管理，它不仅具有IP网络功能，同时具备场景及定时功能，扫描CANBUS设备和处理RS232/485数据功能等，通过TCP/UDP与运营管理平台进行通信。
主要包括。
工作电压：
24VDC±10%
工作频率：
47Hz-63Hz
工作电流：
150mA
工作环境：
温度0℃－45℃；相对湿度20%－90%
安装使用：
标准DIN导轨安
升级会员 