淺談智能照明控制系統(tǒng)的組成及在軌道交通中的應用

時間：2022-04-22作者：安科瑞電氣股份有限公司瀏覽：204

摘要：介紹了軌道交通照明系統(tǒng)的特點，通過對比研究了智能照明控制系統(tǒng)在軌道交通中應用的必要性和可行性。結(jié)合智能照明控制系統(tǒng)的組成和特點，給 出了智能照明控制系統(tǒng)在軌道交通中的推薦應用方案。

關鍵詞：智能照明軌道交通BAS系統(tǒng)模式控制
軌道交通系統(tǒng)的照明，是一個能耗大戶。一個中等規(guī)模的地下車站，照明系統(tǒng)的功率約為 200~300kW,日耗電量**過4000kWh?
軌道交通照明系統(tǒng)直接關系到廣大乘客乘車舒服性及辦公人員的管理方便性。如何通過各種新技術(shù)來改善照明控制方法，以達到節(jié)能增效及人性化管理的目的，是人們長期思考的問題。
對軌道交通設施的照明控制應達到以下要求:
（1）給廣大乘客提供恰到好處的照明環(huán)境，使照明具有人性化，成為享受。
（2）通過合理的管理,在需要的時間、區(qū)域把燈點亮，優(yōu)化能源利用率。
（3）照明控制系統(tǒng)還要具備便于操作和管理、靈活多變、維護成本低廉。
1 軌道交通實施智能照明控制的必要性、可行性
軌道交通設施的照明控制，早期的做法是采用 原始的人工直接操作普通照明回路斷路器的方法， 或者由上位系統(tǒng)來控制照明回路總電源的方法;后 來又釆用了在自動化領域里,被大量應用的可編程 控制器（又稱為PLC或BAS）,來對車站照明設備 進行自動化控制，控制手段大大地前進了一步。
目前，國內(nèi)軌道交通的照明系統(tǒng)決大多數(shù)都是 由BAS系統(tǒng)來完成控制的，其原理是在照明配電 箱的每個回路出線斷路器的下方安裝接觸器（或繼 電器），BAS系統(tǒng)通過控制接觸器（或繼電器）的開 合,來達到控制照明燈具點亮或熄滅的目的。
隨著國內(nèi)軌道交通的發(fā)展，節(jié)能和環(huán)保的設計理念越來越多的在軌道交通中得以體現(xiàn)，同時，人們對軌道交通照明系統(tǒng)的控制靈活性和方便性的要求越來越高，對智能照明控制的需求越來越大。
智能照明控制系統(tǒng)是一種專業(yè)的照明控制系統(tǒng)，廣泛應用于智能樓宇、廣場、車站等建筑，在上海地鐵人民廣場站、廣州地鐵魚珠車輛段和重慶輕 軌3號線均有應用。采用BAS系統(tǒng)進行照明控制， 或者釆用專門的智能照明控制系統(tǒng)，都可以對照明 設備進行自動控制，但兩者還是存在著很大的區(qū)別。
首先，從對照明設備的控制功能來看,BAS系 統(tǒng)只能對照明設施進行簡單的群組控制、時間控制。 而專門的智能照明控制系統(tǒng)除可以達到上述的群 組控制、時間控制外，還增加了對照明設施進行場 景控制、調(diào)光控制、及傳感器控制等功能。智能照 明控制系統(tǒng)中的場景控制是一種不可逆轉(zhuǎn)的控制， 可有效防止由于誤操作引起的誤動作。
其次，從對照明設施的監(jiān)視功能來看,BAS系統(tǒng)控制照明回路的終端控制器是交流接觸器，釆集 動作確認信號時還增加布線及相應I/O輸入點。專門的智能照明控制系統(tǒng)，本身配備**的照 明控制終端繼電器，這種繼電器，內(nèi)置動作反饋電 路，通過信號總線，把繼電器的狀態(tài)信息送回控制，省去的中間環(huán)節(jié)。
*三，從照明回路的控制及控制界面來看， BAS系統(tǒng)的照明控制系統(tǒng)由PC機來實現(xiàn)自動控 制，或者由PC機的鼠標來手動控制。專業(yè)智能照 明控制系統(tǒng)除了可以由PC機來實現(xiàn)自動控制，或 者由PC機的鼠標來手動控制外，另外還可通過設置輕觸開關或觸摸屏來控制，多了一種便捷控制手 段，緊急狀態(tài)下非常有效。
*四，對于一個已經(jīng)安裝完畢的照明系統(tǒng)，若要改變其控制方案，由BAS系統(tǒng)完成的控制必然 會涉及到設備的增減和布線改變;由智能照明控制 系統(tǒng)完成的控制只需簡單設定即可，不涉及到任何硬件的改變。
*五，智能照明控制系統(tǒng)本身可以是獨立的控 制系統(tǒng)。也可以是某一個上位系統(tǒng)的子系統(tǒng)，它可 以向上位系統(tǒng)開放標準RS232通信協(xié)議，接收上位系統(tǒng)的監(jiān)控指令。
此外，智能照明控制系統(tǒng)還具有如下特點:
（1）智能照明控制系統(tǒng)控制模塊的尺寸為標準 模數(shù)化設計,體積小，不需增加控制箱。
（2）全分散模塊化結(jié)構(gòu)，元件可分散放置，每個 元件均內(nèi)置微處理器，每個元件可獨立工作，不需 主機控制，元件之間為對等關系，任何一個元件損 壞不影響其他元件的運行。
（3）智能照明控制系統(tǒng)控制方式多樣化：現(xiàn)場 面板手動控制、光感控制、移動感應控制、紅外線遙 控、定時控制、場景控制、控制。
（4）具有系統(tǒng)設備監(jiān)視功能，能夠監(jiān)視系統(tǒng)內(nèi) 分布于不同地點不同配電箱的設備通訊狀態(tài)，一旦 發(fā)現(xiàn)有設備不能正常通訊，立即在中控電腦上顯示, 便于運營部門的維護。
（5）在每個車站的控制室中可安裝中控電腦和現(xiàn)場智能控制面板，在電腦出現(xiàn)故障時，現(xiàn)場智能 控制面板可作為備用進行控制，提供了系統(tǒng)的可靠 性。
（6）在地下車站的出入口和地上站中可安裝光 線感應器，可根據(jù)自然光的照度，自動控制燈光的 開關，在自然光線充足時，可自動將燈光關閉，以達到節(jié)能的目的。
（7）監(jiān)視各模塊工作狀態(tài)，當工作電流異常時產(chǎn)生報警信號，便于及時更換或維修。
（8）燈光開閉控制模塊可對燈光的開關時間及 次數(shù)進行計時、計次，便于燈光及系統(tǒng)的維護。
（9）可與消防聯(lián)動，在消防報警時，將廣告照明和正常照明切斷，并可設置防報警控制的**級別 為高，在消防報警時，現(xiàn)場面板或定時控制將不 起作用，提高了安全性。
軌道交通的照明系統(tǒng)是一個相對獨立的系統(tǒng), 在釆用智能照明控制系統(tǒng)后,BAS系統(tǒng)對照明系統(tǒng) 的監(jiān)控則可以大大簡化，只需要通過通信接口對智能監(jiān)控系統(tǒng)進行監(jiān)控即可，對其它系統(tǒng)不產(chǎn)生任何影響。
2 智能照明控制系統(tǒng)的組成
智能照明控制系統(tǒng)是一種由現(xiàn)場數(shù)據(jù)總線構(gòu)成的分布式控制網(wǎng)絡照明管理系統(tǒng)。所有部件都內(nèi)置處理器，網(wǎng)上每個部件都有一個地址，通過總線將所有部件裂解組成一個控制網(wǎng)絡。智能照明 控制系統(tǒng)由控制部件、執(zhí)行部件、監(jiān)控部件和網(wǎng)絡 部件等組成。控制部件:控制面板、觸摸顯示屏、探測器、控制器、智能時鐘、用戶編程器等。執(zhí)行部件: 調(diào)光模塊、開關模塊等。監(jiān)控部件:通信電纜、網(wǎng)關等（圖1）。

圖1智能照明控制系統(tǒng)組成示意圖
3 軌道交通智能照明控制系統(tǒng)應用方案
3.1地下站系統(tǒng)配置
在車站各配電室工作照明配電箱、節(jié)電照明配電箱、出入口照明配電箱和廣告照明配電箱的各回路 出線斷路器電下端安裝驅(qū)動器,在車控室安裝智能場 景控制面板或觸摸屏，在各出入口安裝光線感應器。
3.2地下車站照明控制方式
（1）公共區(qū)釆用模式控制，可分為節(jié)電模式、正 常模式、火災模式、停運模式,車控室智能場景控制 面板或觸摸屏可以對公共區(qū)的燈光模式進行控制
a、節(jié)電模式用于運營時的非客流高峰；
b、正常模式用于正常運營時的客流高峰和節(jié)假日；
c、火災模式用于車站或相鄰區(qū)間火災。車站 控制室確認火災后，由BAS系統(tǒng)向智能照明控制 系統(tǒng)下達火災模式指令，智能照明控制系統(tǒng)接收到 火災模式指令后瞬時切除廣告照明，工作照明、節(jié)電照明和出入口照明延時切除。
d、停運模式用于停止運營時間段。
（2）設備區(qū)照明釆用手動翹板開關控制（非智 能照明控制）。
（3）出入口釆用照度控制。利用光線感應器實 現(xiàn)照度控制，外界光線強時，系統(tǒng)自動關閉部分燈 光。比較長的出入口實行分段控制,靠近公共區(qū)部 分同公共區(qū)控制，靠近地面部分實行照度控制。
3.3高架車站系統(tǒng)配置
在車站各配電室工作照明配電箱、節(jié)電照明配 電箱、出入口照明配電箱和廣告照明配電箱的各回 路出線斷路器的下端安裝驅(qū)動器，在車控室安裝智 能場景控制面板或觸摸屏，高架車站公共區(qū)和出入 口安裝光線感應器。
3.4高架車站照明控制方式
（1）公共區(qū)釆用模式控制。可以分為節(jié)電模式、 正常模式、照度模式、火災模式、停運模式,車控室 智能場景控制面板或觸摸屏可以對公共區(qū)的燈光 模式進行控制。
在照度模式下，系統(tǒng)利用光線感應器實現(xiàn)照度 控制，外界光線強時，系統(tǒng)自動關閉部分燈光。照 度模式僅在非火災狀況下起作用,其它各模式的定 義同地下站。
（2）設備區(qū)照明釆用手動翹板開關控制。
（3）岀入口采用照度控制。利用光線感應器實 現(xiàn)照度控制,外界光線強時，系統(tǒng)自動關閉部分燈光。
3.5設計接口功能劃分
智能照明控制系統(tǒng)通過網(wǎng)關與BAS系統(tǒng)相連， 網(wǎng)關完成協(xié)議的轉(zhuǎn)換。照明控制系統(tǒng)以簡單的連接方式將控制網(wǎng)絡通過RS485通訊口或TCP/IP （傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議）、DCOM （分布式對象模 型）、OPC （對象鏈接嵌入用于過程控制）等高層協(xié) 議接口接入BASo網(wǎng)關設備壁掛在照明配電室內(nèi)。
 
4 安科瑞智能照明控制系統(tǒng)
安科瑞智能照明控制產(chǎn)品種類齊全，方案完善。用戶可通過控制面板、人體感應、照度感應、微波感應、上位機系統(tǒng)、觸摸屏、手機、平板端等多種控制終端實現(xiàn)靈活多樣的智能化控制，特別適合于各類智能小區(qū)、醫(yī)院、學校、酒店，以及體育場所、機場、隧道、車站等大型公建項目的照明系統(tǒng)。 
產(chǎn)品選型方案 
安科瑞智能照明產(chǎn)品種類齊全，方案完善。用戶可通過控制面板、人體感應、照度感應、微波感應、上位機系統(tǒng)、觸摸屏、手機、平板端等多種控制終端實現(xiàn)靈活多樣的智能控制，特別適合于各類智能小區(qū)、醫(yī)院、學校、酒店，以及體育場所、機場、隧道、車站等大型公建項目的照明系統(tǒng)。
4.1系統(tǒng)工作原理示意圖
 

4.2開關驅(qū)動器
用于對設備進行開關控制的驅(qū)動器，具有延時、預設、邏輯控制、場景、閾值開關等功能，電氣參數(shù)如下：
 

4.3調(diào)光驅(qū)動器
2路0-10V調(diào)光器，可對每路進行回路開關控制并輸出 0-10V 調(diào)光信號對具有 0-10V 調(diào)光接口的燈具進行調(diào)光,具有開關、場景、狀態(tài)反饋等功能，電氣參數(shù)如下：
 

4.4傳感器
傳感器是一種能感受外界信號、物理條件（如光、移動）的設備裝置，并將感應的信息傳遞給其它設備裝置（如調(diào)光器、開關驅(qū)動器），電氣參數(shù)如下：
 

4.5總線電源
KNX/EIB 系統(tǒng)標準供電電源，為總線提供電壓640mA 輸出電流，可以為 64 個設備供電，帶總線復位、 過流指示和短路保護。標準導軌安裝，電氣參數(shù)如下：
 

4.6智能面板
用于接受按鍵觸動信號，可通過區(qū)分短按與長按并結(jié)合不同參數(shù)配置實現(xiàn)開關、調(diào)光、場景、窗簾控制、調(diào)溫、報警等功能，電氣參數(shù)如下：
 

4.7干接點輸入模塊
用于接受外部干接點信號輸入，可通過不同參數(shù)配置實現(xiàn)開關、調(diào)光、場景、窗簾控制、調(diào)溫、報警等功能，電氣參數(shù)如下：
 

4.8系統(tǒng)功能
1）光照度（需要配照度傳感器）監(jiān)測，對利用自然光照明區(qū)域，根據(jù)自然光照度變化，進行照明控制和調(diào)節(jié)，滿足照明和節(jié)能要求；
2）公共區(qū)域、走廊、通道、門廳、電梯廳等的照明，應設置紅外或微波類人體感應器，并結(jié)合智能控制面板，實現(xiàn)各種場景照明控制，盡可能較少燈具點亮時間；
3）樓梯間照明采用人體感應探測控制；
4）設備房、設備房走道采用分組就地控制；
5）室外路燈、景觀等照明采用光照度控制結(jié)合時控的集中控制方式；
6）監(jiān)控系統(tǒng)界面友好，畫面美觀,實時顯示各區(qū)照明工作狀態(tài)；
7）應具有完善的用戶權(quán)限管理功能，避免越權(quán)操作；
 
5結(jié)語
智能照明控制系統(tǒng)已日趨完善、成熟，作為專 業(yè)的照明控制系統(tǒng)，具有靈活、人性化的特點。目 前，上海地鐵、廣州地鐵的個別站點及重慶輕軌3 號線已開始應用智能照明控制系統(tǒng)。
雖然智能照明控制系統(tǒng)的造價較BAS控制系統(tǒng)高,但智能照明采用集中自動監(jiān)控，減少了運營管 理的人員配備，減少了操作和維護的工作量,而且可以做到節(jié)能。因此，在軌道交通中釆用智能照明控制系統(tǒng)應該是未來的一種發(fā)展趨勢。
 

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