爱瑟菲智能照明控制方案.docx
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爱瑟菲智能照明控制方案
亦庄创意生活广场
（韩国爱瑟菲照明控制解决方案）
2011年3月1日
1概述
亦庄创意生活广场位于北京亦庄文化园东路6号，具有10万平米的广场和10平米的停车站，为一幢4层楼的扇形结构建筑大楼。
广场预计2010年8月试正式营业，届时将有北京第二家沃尔玛山姆会员店（2万平米）、亦庄国际影城、BDA艺术中心、青少年培训活动中心、餐饮娱乐、购物及中国教育电视台高校创意产业工作室等。
“节能、智能科技与美学，是21世纪建筑业的主题。
”
现代建筑中照明系统对于能源的消耗已经高达35%，建筑界已经引入“绿色”照明的概念，其中心思想是最大限度采用自然光源、设置时钟自动控制、采用照度感应和动静传感器等新技术。
商业广场环境不仅要有足够的工作照明，更应营造一个舒适的视觉环境，减少光污染。
照明已经成为直接影响工作效率的主要因素之一，因此，越来越引起人们的高度重视。
做好照明设计，加强照明控制设计，已成为商业广场的一个重要内容。
同时，现代电子技术已为我们和工作和管理带来无数的便利。
如何让智能化电子技术实实在在的应用到我们的日常工作管理中？
让我们的工作更轻松、更智能！
让我们的建筑也会随心而变——建筑是永恒的，音乐是流动的，灯光是多变的！
让灯光自由组合，自动控制，将商场变得无限智能、更加先进！
2项目需求分析
亦庄创意生活广场作为大量使用灯光的建筑，对于智能照明的需求具有以下特点：
●灯光耗能量大，因此对于照明节能的要求较高，效果要求显著；
●人流量和照明量存在线性比例关系，人流量越多，需要打开的光源越多；
●顾客对于灯光有较高的指标要求，在不同的区域、不同的场所来设置不同的场景。
根据IISFREE公司和本项目业主、设计单位针对本项目的直接沟通交流，并结合以往IISFREE在其他商业广场项目实施中的实际经验，我们对于本项目制作本套解决方案。
3系统结构及安装说明
3.1设备清单如下：
序号
产品名称
型号规格
数量
单位
1
4路5A调光模块
ASF.DM.4.5A
台
2
4路16A开关模块
ASF.RL.4.16A
台
3
6路16A开关模块
ASF.RL.6.16A
台
4
8路16A开关模块
ASF.RL.8.16A
台
5
照度传感器
ASF.PS.9
个
6
红外感应器
ASF.IR.36
个
7
多功能输入模块
ASF.IM.0
台
8
智能控制面板
ASF.IP.7
个
9
时钟控制器
ASF.TM.8
台
10
网桥
ASF.CP.2
台
11
系统电源
ASF.PW.24V
台
12
总线耦合器
ASF.CP.4
台
13
彩色触摸屏
ASF.TS.CL7
台
14
中央控制软件
ASF.SW.305000
1
套
3.2照度传感器的安装
为了更充分地利用自然光，我们在商场最高处及透光性最好的地方安装照度传感器。
符合IISFREE现场总线的设计要求。
安装在室外可以选用防水型照度传感器，见下图的安装位置：
安装在室内可以选用普通型照度传感器，见下图的安装位置：
由于RS485总线实行长距离传输（1200米以上），而且其传输线通常暴露于户外，因此极易因为雷击等原因引入过电压。
而RS485收发器工作电压较低（5V左右），其本身耐压耐压范围也非常窄（-7V~+12V），一旦过压引入，就会击穿损坏，导致通讯中断，设备无法运行。
在有强烈的浪涌能量出现时，甚至可以看到收发器爆裂，线路板焦糊的现象，造成巨大的经济损失。
因此，我们把总线上的容易烧毁通信接口芯片与照度传感器分离，把通信接口芯片安装在多功能输入模块，便于安装与维修。
多功能输入模块应安装在室内控制面板旁边或是易于安装维修的地方。
下图为照明控制效果图：
下图为根据不同的天气形成的效果图：
雨天
3.3智能控制模块的安装
智能控制模块安装在相应区域的配电箱内，如下图：
模块采用丁导轨方式安装（安装简洁方便，有利于维修），模块与模块上下之间的距离保持20cm，以便强电接线。
每个控制模块都需要220V电源供电。
4智能照明控制系统建议方案
4.1商场照明控制
商场照明系统都应该是有助于完成某种功能。
它应引导顾客进入商场，把顾客的注意力吸引到商品上，应能创造舒适的购物环境，刺激顾客购买欲望，满足顾客及服务人员店内店外走动时的安全需要。
但是，所有这些功能中，最重要的一个功能应是：
通过创造一个合适的照明环境，以尽可能吸引人的方式表现商品。
因此对灯光控制的要求也很重要，照度不均衡会直接影响顾客的心情。
商场的照明控制也要强调给客人第一印象，让客人感到商场的温馨！
我们可根据需要设置大厅的场景——如白天营业模式、节能模式、夜间营业模式、深夜模式等，也可对出入口周围的回路进行场景控制，指引顾客朝目标出入口方向行走。
另外入口处可以利用照度传感器探测外部自然光线来进行变化，当暴雨天时可以自动打开部分灯光以补充大厅的照度，当晴天时可以自动关闭部分回路照明，节约能源。
为了让顾客更好地购物，我公司吸取大量的经验，对商场大厅灯光控制方式分为：
分区场景控制、照度感应控制、红外感应控制、定时控制等等。
下图是商场的示意图：
通过时钟控制模块定时控制，每天早上8：
00—晚上17：
00开启部分公共区域照明，艺术品等重点照明区域70%，因为在这个时段进入商场的人比较多，室外自然光也比较充足。
每天晚上17：
00—晚上22：
00所有公共区域照明100%（除应急照明），艺术品等重点照明区域100%，因为在这个时段进入商场的人比较多，室外自然光几乎没有。
每天晚上22：
00—次日8：
00这个时段里面，进入商场的人很少，因此定时关闭所有普通照明回路以及艺术品等重点照明区域，将应急照明回路打开，让商场公共区域保持最低基本照明亮度，从而达到节能的效果。
通过照度传感器感光控制，靠近室外的照明回路，根据外界自然光的亮度自动开关控制，当外界亮度很强时，靠近室外的回路关闭，当外界照度不够时，系统自动开启靠近室外的照明回路，补充照度。
4.2影院照明控制
通过时钟控制模块定时控制，周1-周5的每天早上8：
00—晚上17：
00开启部分大堂区域照明以及部分走廊区域照明，因为在这个时段进入影院的人比较少。
周1至周5的每天晚上17：
00—晚上23：
00以及周6周日的8：
00—晚上23：
00所有大堂区域及走廊区域照明100%（除应急照明），因为在这个时段进入影院的人比较多。
每天晚上23：
00—次日8：
00这个时段里面，进入影院的人很少，因此定时关闭所有大堂区域普通照明回路以及走廊区域，将应急照明回路打开，让影院保持最低基本照明亮度，从而达到节能的效果。
4.3应急照明以及与消防系统连动
与消防报警系统联动有多种方式，最常用的是采用干接点信号方式，爱瑟菲系列开关控制模块有三种类型：
普通型开关控制模块、负载反馈型开关控制模块、自锁负载反馈型开关控制模块，其中自锁负载反馈型开关控制模块上自带无源干接点信号端口。
普通型和负载反馈型开关控制模块与消防报警联动示意图：
自锁负载反馈型开关控制模块与消防报警联动示意图：
4.4IISFREE与其他系统的联动方式
4.4.1与BA或BMS的联动控制
通过标准的OPC通讯接口协议与BA或BMS进行联动控制。
4.4.2与中控系统的联动控制（232接口）
通过标准的RS232通讯接口协议与中控系统进行联动控制。
4.4.3与DALI的联动控制
4.4.4与DMX512的联动控制
4.4.5与MODBUS的联动控制
5爱瑟菲对商场照明控制优势
5.1增加了产品安全性能
5.2开关控制模块都采用机械自锁继电器
主要优点：
•自锁型继电器平时不消耗电流
•由于电感线圈平时不通电，没有工作电流和工作噪音
•没有弹簧机构，工作寿命长
•平时工作状态下几乎不产生热量
体育场、机场、车站内部有大量密集的金卤灯、高压钠灯光源，大功率气体放电灯有个工作特点，就是一般要预热10分钟时间，并且中途熄灭后，需要5-15分钟才能重新点亮，要想中途不熄灭，停电时间不能大于20ms。
但是，使用智能照明模块后，4ms切换的EPS系统会导致单片机的重新启动（1个时钟周期的掉电就会重新复位），启动的时间为64ms，会导致普通继电器的断开和闭合间隔>64ms，从而导致气体放电灯的熄灭。
传统继电器结构与自锁继电器结构对比图如下：
5.3电流检测测技术
在智能继电器或者调光器的内部加装电流互感线圈，可以精确探知每个回路的电流值，精度为0.1安培。
5.4坏灯检测技术
在体育场、机场内部有大量密集的金卤灯、高压钠灯光源，单凭肉眼很难判断是否损坏，爱瑟菲照明控制系统能从软件上轻松找到。
坏灯检测技术的基础是电流检测技术。
5.5过零断开技术
过零点的概念：
继电器在将要闭合的瞬间，由于存在一定的电阻（还未完全吸合），因此如果存在的电流，就会产生很大的热量，烧蚀继电器触点。
同样，在继电器断开的瞬间，如果还存在电压，会产生电弧，电弧一直到下一个过零点才会熄灭。
电弧同样会减少触点的寿命。
交流电的周期是50赫兹，即每隔10ms就有一个过零点。
建筑中经常需要应付大功率回路，为了延长继电器的寿命，将普及归零点断开技术。
我们进行10万次的测试，继电器开关10万次的时候，使用过零检测技术的继电器完好如新，但是没有使用这个技术的继电器触点已经严重烧蚀。
5.6通讯总线保护技术
●实时检测线路电压，并在主控站显示
●实时监测总线的短路、短路情况
●通讯口隔离技术，防止电浪涌烧毁通讯芯片
●抗雷击功能，防止雷电烧毁通讯芯片
●对通讯线路采用10/700uS、4KV雷击模拟测试，其输出端波形下图所示。
从图中可以看出，10/700uS、4KV的雷击模拟信号经过保护电路后电压增量为8V，该电压限制在-7V到+12V的安全范围内。
5.7调光消除谐波干扰技术
晶闸管的开关作用，会导致电源很大的谐波干扰，通过增加额外的电路，可以将各高次谐波降低非常的的水平，如下图所示。
6节省能源分析
采用智能照明控制器，对电源及其他系统进行总控、TimeSchedule定时控制，场景效果控制，照度控制，远程控制。
【上下班定时开关灯节能】
●未采用照明控制系统
每天需要管理人员提早出发，一片区域一片区域打开
●采用照明控制系统
系统按照预先设置的程序，不但节能人工成本，而且准时、全自动运行
【利用日然光补偿节能】
●未采用照明控制系统
每天下午日照充足，靠窗区域的灯光白白浪费
●采用照明控制系统
设置照度传感器，自动跟踪外部自然光线
的变换，打开或关闭临窗灯光回路
【红外感应节能】
●未采用照明控制系统
商场需要开启灯光，离开及没人在的时候容易忘记关闭
●采用照明控制系统
系统按照预先设置的程序，每隔一定时间电脑巡查所有灯光回路状态，自动关闭无需使用的回路，也可以实现人来灯亮，人走灯灭的节能效果
【综合节省能源分析】
7
IISFREE系统核心技术优势
7.1模块化设计
全部采用模块化设计：
●总线上每个设备均为对等设备，无需专门的主控制器，各模块就能正常工作；
●各模块内部设置CPU，可直接处理来自总线的场景命令（每个模块存储200个场景，刚好符合标书要求），按照场景列表控制各个回路的输出值；
●每个子网通过带RJ45口的网关（又称总线耦合器）直接接入以太网，即成熟又简单；
●全部继电器或小功率调光器、网关、网桥、电源、232接口模块全部采用国际通用DIN导轨式结构，可以无限制叠加安置在现有的配电箱内。
7.2红外传感器功能
●爱瑟菲红外传感器是最新科技的高性能探测器，由不易老化的超长寿命微波模块，高精度被动红外探测装置和模糊辑数码核心组成，外壳采用工程尼龙制作，造型优美；
●微波与被动红外复合探测，并经模糊逻辑数码（专利）分析，排除种种普通探测器无法克服的干扰，只对真实人体移动作出感应，杜绝误报漏报，情能远远超出无微波功能的各种红外探测器；
●采用享有专利的全范围精密温度补偿，无论环境温度如何变化，探测灵敏始终一致，没有温度死区（一般探测器在32℃～40℃度，灵敏度大幅度下降，或在其它温区极易误报）；
●微波探测稳定可靠，抗干扰能力强。
7.3中央监控软件
●图形界面应为图形与文字相结合的全中文界面.界面形象,功能丰富，操作方便。
●可对每个模块进行配置
●可统计每个回路的运行时间和开关次数
●可进行坏灯检测（需要相应型号模块配合）
●对每个模块进行状态监控并报警
●内置OPC软件模块，可与BMS进行集成
●完善的分级用户管理功能
●具有远程编程和管理功能
●能按航班信息资料快速编制照明启停程序。
●能进行整个系统中每一个照明回路的时间程序或逻辑条件动作设定,工作状态显示,回路电流实时显示。
（需要相应型号模块配合）
●能进行每一个回路开关进行应急锁定,解锁。
●如果有光源损坏,回路断电故障,系统故障,能实时具体显示及报警。
●能被其他系统方便集成（如安保、消防报警系统），实现照明回路与其它系统的联动控制。
●照明控制器和服务器能接收BMS系统发出的统一时钟校时信号。
●主控站，监视智能照明系统的运行状态，用于备份数据库，已备数据库造破坏时进行恢复。
●提供动态画面功能，可在一个画面上进行所有的编程设定作业以及对系统进行监控。
●提供二次开发工具，支持平面图设计，采用拖放方式编辑平面图。
●具有运行时间及历史纪录功能，并可根据需要灵活设定。
●具有报表功能，并可根据需要灵活设定。
8主要设备介绍
8.1网关（4口耦合器）
♦型号：
ASF.CP.4
♦现场总线和以太网的接口功能
♦
具有4个总线接口
♦总线工作状态指示，包括总线电压、短路报警等
♦可读取出厂日期
♦传输距离：
1.2Km
♦工作环境：
-10～55℃，0～95%RH
♦电源：
220VAC,50/60Hz
♦尺寸：
234mm（W）*88.4mm（H）*70.3mm（D）
8.2网桥
♦
型号：
ASF.CP.2
♦传输距离1.2KM
♦子网段之间信号转换装置
♦总线电压测量功能
♦总线短路报警功能
♦兼容总线自愈技术
♦工作环境：
-10～55℃，0～95%RH
♦电源:
12-30VDC
♦大小：
120mm（W）*86mm（H）*50mm（D）
8.3时钟控制器
♦型号：
ASF.TM.8
♦
电压：
DC15-30V
♦电流：
200mA
♦环境条件：
环境温度：
-10~45℃
环境湿度：
20%-90%RH
♦最大存储110个日程
♦最大存储96个特殊日时间段
♦每个日程可一次性发送5个场景
♦可以网路同步时钟
♦尺寸：
234mm（W）*88.4mm（H）*70.3mm（D）
8.4电源模块
♦型号：
ASF.PW.24V
♦
输出电压：
DC15~24V（可调）
♦总线输出电流：
2A
♦环境条件：
环境温度：
－10℃~＋45℃
湿度：
20%~80%
♦对外输出2A电流
♦输出电流测量功能，可在中央软件上读取
♦短路保护功能
♦尺寸：
234mm（W）*88.4mm（H）*70.3mm（D）
8.54路、6路、8路继电器
♦型号：
ASF.RL.4.16A
ASF.RL.6.16A
ASF.RL.8.16A
♦每路最大负载16A
♦故障复位功能
♦
每个区域可存储128个场景，场景运行时间0~120分钟
♦具备多回路顺序延时启动功能
♦可存储每一回路开关次数，闭合时间在EEPROM中，随时查询按动手开关得时候，状态会自动返回主控站
♦每一场景具备网络开启（Enable）或关闭（Disable）功能
♦控制回路的工作电压为安全电压DC12V~36V
♦尺寸：
234（W）x88.4（H）x70.3（D）/4路、6路、8路
♦工作环境：
-10～55℃，0～95%RH
♦工作电源：
220V，50/60Hz
8.64路、6路自锁负载反馈型继电器
♦型号：
ASF.RL.4.20AZSF
ASF.RL.6.20AZSF
♦
每路最大负载20A
♦具备机械自锁继电器装置，停电切换的状态下可保持继电器开关状态不变
♦可测量每回路电流值，并传送到中央监控电脑，故障复位功能
♦每个区域可存储128个场景，每个场景下任何一个回路延迟执行时间为655.35秒
♦触点寿命≥10万次
♦收到总线场景命令后，可立即返回执行完成后各回路的实际电流值
♦每一场景具备网络开启（Enable）或关闭（Disable）功能
♦具备过零断开技术
♦尺寸：
234（W）x88.4（H）x70.3（D）/4路
320（W）x88.4（H）x70.3（D）/6路
♦工作环境：
-10～55℃，0～95%RH
♦工作电源：
220V，50/60Hz
8.74路、6路调光器
♦型号：
ASF.DM.4.5A
ASF.DM.6.3A
♦4路负载，每路3A
♦6路负载，每路2A
♦故障复位功能
♦可存储128个场景
♦每个回路场景下各个回路的软启动时间为0~655.35秒，延迟时间为0~655.35秒
♦整个模块可以更改调光曲线
♦具备可控硅短路保护功能
♦采用高性能的晶体闸流管THYRISTOR（可控硅）
♦调光电流上升时间大于200微妙
♦每一场景具备网络开启（Enable）或关闭（Disable）功能
♦收到总线场景命令后，可立即返回执行完成后各回路的实际电流值
♦工作环境：
-10～55℃，0～95%RH
♦工作电源：
220VAC,50/60Hz
♦尺寸：
234（W）x88.4（H）x70.3（D）/4路
320（W）x88.4（H）x70.3（D）/6路
8.8可编程面板
♦
型号：
ASF.IP.7/7键面板
ASF.IP.2/单联控制面板
ASF.IP.4/双联控制面板
ASF.IP.8/四联控制面板
♦电压：
DC12～24V
♦电流：
50mA
♦环境条件：
环境温度：
-10℃～55℃
工作湿度：
20%～80%
♦带红外线遥控功能
♦每个模块都具有网络开启及关闭功能
♦可发送全局场景命令
♦每个按键在选择按下发送场景或奇偶次按下发不同场景时，还可选择实时调光功能
♦每个按键都有对应的LED输出，LED灯颜色可选
♦每个面板可以设置12组相关场景，每组20个场景
♦每个按键可以设置三种输入方式（按下发送场景、奇偶次按下发不同场景按下、松开发不同场景）
8.9
彩色触摸屏
♦型号：
ASF.TS.CL4/4.3寸彩色触摸屏
ASF.TS.CL7/7寸彩色触摸屏
♦电压：
DC15～30V
♦环境条件：
环境温度：
0℃～40℃
工作湿度：
20%～90%
♦亮度可调的背景LCD
♦软件和硬件网络ID设定
♦基于Windows平台操作系统
♦32bit真彩色
♦图形分辨率480×272（4.3寸）
♦图形分辨率800×480（7寸）
8.10功能输入模块
♦
型号：
ASF.IM.0
♦可向传感器提供不同的供电电压，9V、12V、15V
♦输入电压：
DC15V~30V，输入电流：
50mA
♦输入信号：
开关量输入0~5V和0~10V输入
♦环境条件：
环境温度：
-20℃～55℃
工作湿度：
20%～90%
♦可以任何型号的传感器配合使用
♦接收传感器0~5V或0~10V的模拟信号
♦接收开关型的传感器信号
♦可设定场景延迟发送时间
♦网络ID码和设备ID码设定
♦无需断电的软复位功能
♦可一次性发送三个独立的场景
♦可实时读取还有多长时间会发送XX场景
♦可读取最后一次的测量值
8.11照度感应器
♦型号：
ASF.PS.9
♦电流：
15mA，工作电源：
12~36VDC
♦环境条件：
环境温度：
-10℃～60℃
工作湿度：
0%～95%
♦需要多功能输入模块配合
♦组成：
控制器+感应
♦种类：
室内/室外/阳台，室外型防水
♦测量范围：
200~2000Lux（底照度型）
200~20000Lux（室内型）
20000~200000Lux（日光型）
♦准确度：
正负7%
8.12红外动态传感器
♦
型号：
ASF.IR.36（吸顶式）
ASF.IR.11（壁挂式）
♦延时范围：
0~12分钟
♦电流：
15mA
♦工作电源：
9~13.5VDC
♦环境条件：
环境温度：
-10℃～60℃
工作湿度：
0%～95%
♦需要多功能输入模块配合
♦感应方式：
红外+微波复合感应
♦覆盖面积：
吸顶式直径7~9米
壁挂式直径12~18米
9照明控制系统的原理及组成部分
9.1系统组成图
【术语定义】
●子网：
用于寻址，每个设备都需要定义一个子网号，从属于不同子网的设备间通行必须通过专门网关路由中转，通常一个楼层或一个建筑物内的设备定义为一个子网；
●子网网段：
物理上用一根485总线连接的设备的总和，一个网段最多接32个设备，一个子网可以由多个子网网段组成；
●网桥：
由于485总线只能支持1.2公里长度，当子网网段或子网之间距离较长的时候，需要用网桥来延长距离；
●网关：
网关的作用有两个，其一，可以作为总线耦合器连接多个子网网段，其二，可以作为485总线和以太网之间的接口；
●场景控制器：
储存场景用，连接功率输出模块，用于功率输出模块和485总线之间的通讯、命令解释和执行，12路、24路大功率输出模块已经内置场景控制器；
●中央管理电脑：
定时器程序设置
处理各种信号和警报
图形化监控
能源管理记录
自动记录所有数据信息和日志
●远程控制：
PDA控制、电话/手机控制、互联网控制
9.2IISFREETLC组成部分
IISFREETLC照明控制系统是由中央监控装置（CCMS:
CentralControl&MonitoringSystem），照明控制器和现场设备所组成的。
a.中央监控装置
-.电脑系统
-.显示器
-.打印机
-.系统软件：
WINTLC
-.通信装置：
直接连入以太网或者网关
-.电话控制装置:
RPHONE
-.不间断电源UPS（UninterruptedPowerSupply）
b.照明控制器
1）开/关方式的照明控制器
-.DIN导轨和箱体
-.电源装置
-.场景控制器
2）调光控制器
-.DIN导轨和箱体
-.电源装置
-.场景控制器
c.现场设备
-.可编程开关（ProgramSwitch）：
2/4/8键+遥控器
-.照度传感器（PhotoSensor）
-.室内传感器（OccupancySensor）：
红外和超声波
-.触摸屏（TouchScreen）：
7.7寸彩色液晶
9.3工作原理
9.3.1命令的传输
当按下面板按键的时候，面板上CPU首先测量按压时间的长短，作出判断。
如果判断为按下按
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