智能照明方案.doc

连云港东方医院病房楼智能照明控制系统技术方案一、 系统概述现代建筑中的照明不仅要求能为人们的工作、学习、生活提供良好的视觉条件，而且要能利用灯光造型和光色协调营造出具有一定风格和美感的室内环境，以满足人们的心理和生理要求。然而一个真正设计合理的现代照明系统除能满足以上条件外，还必须做到充分利用和节约能源。智能建筑的最大特点便是节能，而照明系统在整个大厦用电量占有很大的比例。连云港东方医院病房楼作为一个大型高级建筑，它的灯光系统的控制水平的高低直接反映了大楼的水平。随着现代科技的飞速发展，人们对照明需求已不仅仅停留在传统的开关控制上。现代照明设计不但要满足建筑物里的照度标准，而且还应考虑到在建筑物里生活和工作的人们在生理上，心理上和精神上的需要。因此，照明光源的亮度大小和可调性以及色的柔和性在现代环境中是至关重要的。就照明管理系统而言，它不仅要控制照明光源的发光时间，亮度。还要配合不同环境而做出丰富多样的灯光照明场景组合；而且，也要考虑到系统运行的经济性和智能化程度。施耐德C-BUS系统是目前世界上应用最广泛的一种总线控制系统，可以对连云港东方医院病房楼（以下简称病房楼）的室内公共照明进行有效的管理和控制，从而有效地降低运行成本，节约能源，提高工作效率。为病房楼的领导和员工提供一个安全、节能、环保和舒适的工作环境。二、 设计依据 连云港东方医院病房楼土建图纸 连云港东方医院病房楼智能化工程技术要求 公共机构节能条例 国管局 民用建筑设计通则GB503522005 商用建筑电气设计规范 JGJ/T 16-92 建筑防雷设计规范GB50057-94(2000年版) 民用建筑电气设计规范JGJ/T 16-92 智能建筑设计标准GB/T50314-2006 智能建筑评估标准DG/T08-2001 智能建筑工程质量验收标准GB50339-2003 智能建筑施工及验收规范DG/TJ08-601-2001J10099-2001GB/T50314-2001 中国电气装置安装工程施工及验收规范 GN 232-90.92 中国工程标准化委员会标准 工业企业通信设计规范 GBJ 42-81 相关行业的规定及规范三、 设计原则连云港东方医院病房楼作为一个新建大楼，应具有更优的环境、更高的使用功效以及更高的节能效率。智能照明控制系统作为该智能化系统的一个有机组成部分，正是体现这一目标。C-BUS智能控制系统实现了业主的“舒适独特的光环境、节能和高效管理” 。作为智能控制的系统集成商，应根据建筑物的规模、使用功能、使用对象和管理要求等因素综合考虑，做出合理的、适应特定工程使用和管理需要的针对性设计。同样地，智能控制系统的设计也应遵循这一基本规律。以功能适用、技术先进、经济合理、应用可靠、管理及维护方便为设计原则；以最佳的设计方案，体现最高的性能价格比，是我们的设计思想，也是我们的基本出发点。四、 需求分析1、控制要求连云港东方医院病房楼作为现代化的病房楼，不但要在医疗功能上体现其先进性，同时还要适应现代智能控制科技发展的潮流，在照明控制方面也要实现智能化，以便于管理及给在病房楼的病员和医护人员营造一种舒适的氛围，同时达到节能的目的。按照连云港东方医院病房楼对各功能区域的不同要求，在照明控制上具有各种控制方式：第一、通过合理管理如定时控制和光感控制结合：在适当的时候，通过智能开关将室内照明控制到合适的照度。例如，当天色渐暗时，光线感应器可自动将室内照明自动打开，当天色渐亮至一定照度时，光线感应器再自动将部分灯光关闭；当下班人员活动较少时，定时器可自动将室内灯光分时段关闭，一切均在无人干预的状态下自动完成，以节约能源和降低运行费用，易于管理。第二、为领导和员工提供一个舒适智能的工作环境，在某些重要区域通过场景预设置功能控制室内照明，营造不同的灯光环境，给人以舒适完美的视觉享受。第三、控制范围如下：公共走道，大厅区域。第四、系统采用C-BUS架构，支持远程控制，通过互联网可以对任何控制区域范围内的控制面板进行远程控制。2、控制原理C-Bus系统是一个二线制的照明管理系统，主要用于对照明系统的控制。C-Bus系统所有的单元器件（除电源外）均内置微处理器和存储单元，所有C-Bus单元由一对通讯信号线(UTP5)连接成网络，每个单元均设置唯一的单元地址并用软件设定其功能，通过输出单元控制各负载回路。输入单元通过群组地址和输出单元建立对应联系。当有输入时，输入单元将其转变为C-Bus信号在系统总线上广播，所有的输出单元接收并做出判断，控制相应输出回路。C-Bus系统通过一根五类线连接成网络。总线上不仅为每个组件提供36伏直流电源，还加载了控制信号。C-Bus通过系统编程使控制开关与输出回路建立逻辑对应关系，因此在设计时更加简单、灵活。C-Bus系统的控制方式是由计算机设定的，一旦系统设置完成后电脑即可撤除。C-Bus系统的每个单元均内置微处理器，所有的系统参数被分散存储在各个单元中，即使系统断电也不会丢失。一旦电脑接入系统运行，则可实现实时监控，定时控制等功能。C-Bus系统可用于消防等系统中的联动控制；除此之外还可以与其他如空调、消防、保安等系统联动，即可方便地与其他系统连接(如楼宇自控系统、保安监控系统、消防系统等)。诸如江森自控、霍尼威尔、西门子兰吉尔、快思聪等国际知名公司都开发了与C-Bus系统的接口软件协议，并与C-Bus建立了良好的合作关系。五、系统协议及结构组成1、C-Bus系统协议C-Bus系统遵从国际通讯协议标准， IEEE Standard 802.3 CSMA/CDCSMA/CD即为：Carrier Sense - Multiple Access / Collision DetectionCarrier Sense - 载波监听，判断网络上是否有其他的主机正在传送信号。Multiple Access - 多个主机连接在同一条电缆上。Collision Detection - 防止两个或两个以上的主机同时向总线上发送信息。2、C-Bus 系统结构组成C-BUS系统典型系统图一个C-Bus系统由系统单元、输入单元、输出单元三部分组成。有关各部分单元的介绍详见单元功能介绍。l 系统单元(系统电源，PC接口)为C-Bus系统提供控制电源和系统时钟。l 输入单元(开关面板，传感器)将外界的控制信号转变为C-Bus信号在总线上传播。l 输出单元(继电器，调光器)接收总线上的信号，并控制相应回路输出实现对负载的控制。3、C-Bus系统功能及特点照明线路设计简单，系统安装方便，操作维护容易，其软件的可编程性和硬件的灵活结构，大大节省建筑开发商的投资成本和维修运行费用，缩短安装工期，提高投资回报率。l 任意实现单点、双点、多点、区域、群组逻辑控制，定时开关、亮度手/自动调节、红外线监测、遥控、场景组合等多种照明控制功能，不但可以展现丰富的灯光效果，而且还能节约能源。l 根据用户需求和外界环境的变化，仅仅是修改软件设置，或少量改造线路，就可以调整照明布局和扩充功能，适合于商业、工业、居家的不同使用要求。l 系统中每个输入输出单元里都存储有系统状态和控制指令，停电后不丢失数据。在恢复供电时，系统会根据预设记忆参数，自动恢复停电前的工作状态，实现无人值守。l 控制回路与负载回路分离，输入输出单元仅用一根UTP5五类线做为总线相连，并且在网络中可以随时添加新的控制单元。总线上开关的工作电压为安全电压DC36V，确保人身安全。l C-BUS系统具有分布式智能控制的特点和开放性，可以和其它建筑管理系统(BMS)、楼宇自控系统(BA)、保安及消防系统结合起来，提高物业智能化管理水平，符合现代化生活的发展趋势。六、C-Bus系统的优越性1、传统照明的局限性 目前，设计师在设计照明系统时一般仍沿用传统的方法设计，比较先进的就是在某些照明回路中串联由楼宇自控(BA)系统控制的触点，通过控制这些触点可以实现诸如区域控制、定时开关、中央监控等功能。但是，这种控制方法具有一定的局限性： l 考虑造价因素，这些回路的数量一般较少，一般只是大面积区域控制。 若将回路划分的较细则造价昂贵。l 现场通常不设置开关，所有照明回路通过BA中控室控制，现场无法根据实际情况干预照明状态，使用不便。l 控制功能简单，只能实现定时、开关的功能，若要实现场景预设、亮度调节，软启动软关断等复杂的功能技术难度较大。l 由于照明系统并不是一个独立的系统，所以，在BA系统出故障时，照明系统也受到影响。2、C-Bus 系统的优越性C-Bus系统则是一个专门针对照明需要而开发的一个智能化系统，可以独立运行。它有一套独立的控制协议，相对BA系统来说比较简单，完全能满足对照明控制的需求，价格也更有竞争力。如果将照明作为一个独立的子系统来设计，采用专业的照明控制系统，既可降低造价又可实现更加完美的智能照明控制。 C-Bus系统总线上协议为CSMA/CD，每个网段可接100个C-BUS单元，各网段之间可以灵活连接，如采用网络桥、集线器、交换机等，网段数量不受限制。C-Bus系统协议符合OSI模型和ISO标准，系统开放性好。目前，施耐德公司已经开发出了多种接口单元(RS232、以太网等)和功能强大的接口程序，任何系统或软件均可方便得与C-Bus系统集成。该系统不仅能在本地维护管理，还可通过局域网甚至因特网进行远程维护，因此， 采用C-Bus系统会使设计更简单，安装更快捷，使用更灵活，管理更方便。 l 线路简单，安装方便，易于维护，节省大截面线材消耗量，降低建筑开发商的投资成本和维修管理费用，缩短安装工期（20%左右），提高投资回报率，节省成本。l 运用先进的电力电子技术，不但可实现单点、双点、多点、区域、群组控制、场景设置、定时开关、亮度手自动调节、红外线探测、集中监控、遥控等多种照明控制任务，而且可以优化能源的利用，降低运行费用。l 根据用户需求和外界环境的变化，只需修改软件设置，而非改造线路，就可以调整照明布局和扩充功能，大大降低改造费用和缩短改造周期，适合于商业、工业、家居的不同使用要求。l 控制回路与负载分离，控制回路的工作电压为安全电压DC36V,即使开关面板意外漏电，也能确保人身安全。l 当建筑物停电后，由于C-Bus系统中每个输入输出单元里都预存系统状态和控制指令，因此在恢复供电时，系统会根据预先设定的状态重新恢复正常工作，实现无人值守，提高物业管理水平。l C-Bus系统具有开放性，可以和其他物业管理系统（BMS），楼宇自控系统（BA），保安及消防系统结合起来，符合智能大厦的发展趋势。l 通过工程实例，证实C-BUS系统能为您节约大量的开支，带来较大的方便。具体如图所示：l 3、C-Bus 系统与传统照明线路设计比较与传统照明线路设计比较，设计C-Bus系统时只需要考虑负载回路的数量、容量及控制点的位置，所需的各种复杂功能可在硬件安装完毕后通过软件编程实现。3.1、传统照明单控电路控制开关直接接在负载回路中。当负载较大时，需相应增大控制开关的容量。当开关离负载较远时，大截面电缆用量增加。只能实现简单的开关功能。3.2、C-BUS系统单控电路负载回路连接到输出单元的输出端，控制开关用五类线与输出单元相连；负载容量较大时仅考虑加大输出单元容量，控制开关不受影响。开关距离较远时，只须加长控制总线的长度，节省大载面电缆用量。可通过软件设置多种功能（开关，调光，定时等。）3.3、传统照明双控电路实现双控时用两个单刀双置开关，开关之间连接照明电缆。进行多点控制时开关之间的电缆连线增多，使线路安装变得非常复杂，工程施工难度增大3.4、C-BUS系统双控电路实现双控时只需简单地在控制总线上并联一个开关即可。进行多点控制时，依次并联多个开关即可，开关之间仅用一条五类线连接，线路安装简单省事。七、C-Bus系统元件介绍、系统单元系统电源，PC接口，以太网接口1.1、系统电源型 号 5500PS输入交流电源 AC 220-240V输出C-Bus电压 DC 15-36V 输出电流 350mAAC输出阻抗 10k工 作 温 度 0-45接线端子 2个RJ45插槽安装方式 35mm导轨外形尺寸 728565mm(LWD)说明：a、每一个电源可以给17个C-Bus单元器件提供电源。b、每个网络必须有足够的电源，具体到一个网络需要多少个电源可先按每个电源供17个元件提供电源外，具体数量应使用C-Bus Calculator软件计算、校验。c、具有低直流输出阻抗，高交流输出阻抗的特性和抗干扰、输出限流、过流保护的功能。1.2、PC接口型 号 5500PCC-Bus输入电压 DC 15-36V PC/PC接口 RS232(DB9接头)工 作 温 度 0-45电 流 消 耗 32mA接线端子 2个RJ45插槽安装方式 35mm导轨外形尺寸 728565mm(LWD)说明：a、提供一个RS232通讯接口，让外界计算机及监控系统可以直接对 C-Bus系统进行软件编程和控制。b、对系统提供一个系统时钟。1.3、以太网接口型 号 5500CNC-Bus输入电压 DC 15-36V电 流 消 耗 0mA工 作 温 度 0-45接线端子 3个RJ45插槽安装方式 35mm导轨外形尺寸 728565mm(LWD)说明：a、提供以太网和C-BUS网络之间的接接口； b、通过RJ45接口对C-BUS内部网络及内部单元编程，实时监控网络。c、当C-BUS网络较大或为了提高监控时网络速度，采用以太网接口可达到10M的传输速度。2、输出单元四路输出继电器、十二路继电器，四路调光器，八路调光器，专业级单路、两路、四路调光器，八路荧光灯专用调光器，数字整流器，模拟输出单元等。2.1、四路输出继电器型 号5504RVFP5504RVF20PC-Bus输入电压DC 15-36V电 压 AC 220-240V频 率48-62 Hz电 流 消 耗功 率 损 耗3W额定输出电流每路输出各为10A每路输出各为20A电 气 试 验电 阻 负 载白 炽 灯 负 载荧 光 灯 负 载电 感 负 载额定电流时最少60，000次最少60，000次最少60，000次最少60，000次电气绝缘等级3.5kV的电压等级下可以持续1分钟不被击穿工 作 温 度0-50 C-Bus端接线端子线径两个RJ45插槽电源端接线端子线径0.2-1.5mm安装方式35mm标准导轨说明：（1） 用于日光灯源的控制。（2） 与模拟输出单元和可调光式电子镇流器配合，对日光灯源进行调光。5504RVFP端子接线图2.2、十二路输出继电器型 号L5512RVFL5512RVFPC-Bus输入电压DC 15-36V电 压 220-240V AC频 率48-62 Hz功 率 损 耗3W额定输出电流每路输出各为10A电 气 试 验电 阻 负 载白 炽 灯 负 载荧 光 灯 负 载电 感 负 载额定电流时最少60，000次最少60，000次最少60，000次最少60，000次电气绝缘等级3.5kV的电压等级下可以持续1分钟不被击穿工 作 温 度0-50 C-Bus端接线端子线径两个RJ45插槽电源端接线端子线径0.2-1.5mm外 型 尺 寸2168565MM（LWD）安装方式35mmm标准导轨说明：L5512RVF和L5512RVFP的区别：L5512RVF和L5512RVFP都具有12路继电器的功能，但L5512RVF还具提供给C-Bus网络200mA的系统电源。 L5512RVF端子接线图2.3、模拟输出单元型 号5104AMC-Bus输入电压DC 15-36V 电 压AC 192-264V 频 率48-62Hz电 流 消 耗18mA输出电压范围0(0.5) 到 10(2)V DC拉 电 流2.5mA灌 电 流U输出=0V时, I=15mAU输出=12V时, I=6.5mAI=15-(0.7x U输出)mA电气绝缘等级3.5kV的电压等级下可以持续1分钟不被击穿工 作 温 度0-50 C-Bus端接线端子线径6x0.2mm电源端接线端子线径4x2.5mm说明：A、 提供0-10V的四路模拟信号输出，外接由模拟信号控制的设备或仪器仪表。B、 与输出继电器和可调光式电子镇流器配合，可以用于对日光灯源进行调光控制。 3、输入单元 单键、双键、四键输入开关，四场景开关，五场景开关，户内、户外红外感应器，温度传感器，亮度传感器，超声波传感器，定时器，触摸屏，辅助输入单元 3.1、单键开关（E5031NL），双键开关（E5032NL），四键开关（E5034NL）开关的功能有八种，分别为开/关，调光，只开，只关，定时，渐亮，渐灭，无效。可以通过软件编程设定其中的一种。轻触式，具自学习功能。3.2、四场景开关 (E5034NS)四场景开关的每一个键、可同时控制6路调光光源或9路开关光源组合，可以预置四种不同的灯光场景，符合人们对同一场所在不同功能时灯光的不同的需要。3.3、Neo开关 E5052NL 双键E5054NL 四键E5058NL 八键带红外接收，背景灯，自学习等功能，更薄更轻，功能更强。3.4、红外线接收开关（E5031NIRL）遥控器与带红外线接收器的四键遥控开关或是红外线接收开关合用可以实现遥控灯光的开关或调光功能。3.5、红外线感应器（E5751L）用于探测人体移动时发出的红外线，去感知周围环境是否有人在活动，从而实现 “人来灯亮，人走灯灭”的功能。也可以通过探测到人的活动根据要求控制其他负载（如空调，风扇，电动门窗，报警器等）的开关。最大感测角90度，水平感测距离为6米。 3.6、亮度传感器（E5031PE）通过检测周围环境的亮度，再与内部设定值相比较，调整光源的亮度和分布，有效利用自然光线，达到节约电能的目的。亮度感应范围：20-3000 Lux； 亮度控制范围：40-1600Lux，感测角180度。3.7、定时器（E5031/2TC7）二路七天定时器，控制C-Bus系统两路地址，以7天为循环，可定义42个事件。3.8、辅助输入单元（5104BLC）接收外界无源接点信号，来控制照明或其它负载。通过辅助输入单元，C-Bus系统可以方便地与其它系统（如消防，保安监控，楼宇自控等系统）相连。通过5104BLC可扩充C-Bus系统本身所不能达到的各种功能。最大开关电阻不超过1000欧姆。八、C-Bus系统软件介绍1、C-BUS V2.0系统编程软件用于初始化C-Bus系统，分配各个单元的地址和设定其控制功能，修改参数和查找故障。软件具有对C-Bus系统各单元器件进行各种参数，通过对系统元件单元地址、项目名称、区域地址、群组地址等参数的设定，实现照明所需的开关功能、调光功能、群组控制功能等。详见软件操作手册。2、定时程序C-Bus系统按照预先编写好的定时事件运行，可实现灯光自动按时开关和调节亮度等功能。3、监控软件介绍C-Bus监控软件包括C-Lution、C-Gate等，监视、控制C-Bus现场回路、面板开关及继电器。该软件可根据工程实际需要进行二次软件开发。通过电脑实时监测C-Bus系统运行状态，并且可以利用鼠标或键盘远程改变C-BUS系统的工作状态，实现远程集中控制的功能。九、系统强弱电线路设计原理1、C-Bus网络特性C-Bus系统采用“自由拓扑结构”，可设计成总线型、树型、星型等拓扑结构，组网非常方便。但系统拓扑结构中不允许出现环网，否则系统通讯将会不正常。C-Bus系统可以由单个子网络组成，每个子网络必须满足以下条件：（1）网络内最多有100个单元（2）控制回路数最多为255个（3）网络内传输距离最远为1000米如果子网络超出以上任一条件，须增加网络桥扩展，组成多重网。以下是C-BUS网络的各种结构： 小型网络系统图 单个网络系统图2、C-Bus系统总线的布线要求C-B