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C-BUS系统在粤电广场办公楼照明中的应用

发布于：2016-08-25 15:11:25 来自：电气工程/照明工程 [复制转发]

现代办公楼照明已成为直接影响办公效率的主要因素之一，因此越来越引起人们的高度重视。办公环境不仅要求有足够的工作照明，更应营造一个舒适的视觉环境，加强照明控制方面的设计，已成为现代智能办公大楼的一个重要内容。
为使粤电广场办公楼成为真正全面的智能化建筑，C-BUS系统将整个大楼的室内和室外照明控制部分组成一个统一的全数字化的分布式智能控制网络，管理人员即能在中央监控室对系统进行监控管理，又能在现场设置开关面板进行分散控制。

1. 产品特性
就照明管理系统而言，它不仅要控制光源的发光时间、亮度和功率，还要配合不同应用而做出相应的灯光场景，而且更要考虑到它的经济性和智能化程度。我们选用的C-BUS系统，正是这样一个完整的智能化的照明管理系统。
1．1 系统基本原理
C-BUS系统是一个二线制的总线式照明智能控制系统。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，由一对信号线（UTP5）连接成网络。
C-BUS可以记忆对其设定的参数，每个元件在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行编程。对照明系统的设定被分散存储在各个元件中。
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回路负载。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，控制相应回路输出。
C-BUS系统遵从国际通讯协议标准IEEE Standard 802.3 ‘CSMA/CD’，组成以太网结构。
1．2 系统主要优点
线路简单，安装方便，易于维护，节省线材消耗量，降低开发商的投资成本和维修管理费用，缩短安装工期，提高投资回报率。
可实现单点、双点、多点、区域、群组控制、场景设置、定时开关、亮度手动自动调节、实时监控、故障自检、遥控等多种照明控制任务，节约电能。
控制回路与负载分离，控制回路的工作电压为安全电压DC15-36V,即使开关面板意外漏电，也能确保人身安全。
当建筑物停电后，由于C-BUS系统中每个输入输出元件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，提高能源管理水平。
C-BUS系统开发出了功能强大的接口软件，能通过PC接口进行BMS、BA等系统的集成。

2. 主要系统硬件
C-BUS硬件由系统单元、输入单元、输出单元三部分组成。系统单元为系统提供弱电电源和控制信号载波；输入单元将外界的信号转变为C-BUS系统信号在系统总线上传播；输出单元收到相关命令，并按照命令对灯光做出相应的输出动作。
本项目选用的主要硬件如下：
PC接口（型号5500PC，DB9接头）：连接C-BUS照明系统与电脑或调制解调器的通讯接口，同时又用作系统的时钟发生器。通过PC接口，电脑可以发指令给C-BUS输出单元，可以对C-BUS单元编程修改；可以对C-BUS系统进行监控和数据记录；可以用电脑来诊断故障。
红外线移动探测器（型号E5751L）：用于探测人体移动时发出的红外线，去感知环境是否有人在活动，通过总线输入相应信号，从而实现“人来灯亮，人走灯灭”的功能。最大感测角90度，水平感测距离为8.5米。
四路输出继电器(15504RVF,15504RVFP)：根据输入信号，接通和分断四路负载电源，每路通过的最大负载电流为10A。

3 系统软件构成及功能
C-BUS智能照明管理系统软件由系统编程软件C-BUSV2.0，触摸屏设置软件C-TOUCH 2.0等组成。
C-BUSV2.0 主要功能是对C-BUS系统各元件参数的设定。
C-TOUCH 1.2主要功能是对液晶触摸屏进行各种功能设定：控制界面，密码保护，设置开关，调光，场景，时钟，背光，状态等。
通过建立不同的页面，调入不同的图形，选择系统不同的网络和回路，每个触摸屏可设置100个不同的场景，每个场景可以控制多达255个不同的照明回路，还可以根据需要随时修改。用户点击相应的区域即可控制，还能够分别控制系统里多个回路中的任何一个回路，每个回路的状态也能够以图形反馈，相对按键操作更加灵活、直观。

4 系统应用介绍
根据C-BUS系统的特点，以及粤电广场各部位的使用功能，我们确定在以下部位采用C-BUS智能照明控制系统进行控制：
室内公共区域；
室外泛光照明。
此项目将这些部分单独设计成控制系统，最后总合起来成为一个总系统。设计中按照楼层原有配电回路分配照明回路，C-BUS输出模块就近安装在原有配电箱附近，由系统总线将现场面板、传感器、以及输出模块连成照明控制网络。由于联网几乎不增加什么成本，所以将整个大楼联网组成一套照明控制系统是很划算的。
4．1 室内公共区域控制系统
粤电广场室内公共区域照明控制系该主要由安装在各楼层公共区域的室内红外线移动探测器，安装在楼层强电井配电箱内的输出继电器，以及安装在监控中心的液晶触摸屏和八键开关等组成。在控制室或现场均可非常方便地控制和管理照明状况，控制范围包括南塔9层至36层和北塔9层至27层的电梯厅、走廊等公共区域。
南塔走廊的照明回路由安装在走廊的红外线移动探测器进行控制，当有人经过时打开照明回路，当人离开8分钟后自动关闭该照明回路。南塔电梯厅灯槽里的日光灯，星期一至五早上7点至下午18点常亮，其余时间不亮；外围筒灯仍然全天候由红外线移动探测器进行控制，当有人经过时打开该回路，当人离开8分钟后自动关闭该回路；中部筒灯则由安装在监控中心的八联控制面板控制。另外，南塔27层电梯厅灯槽里的日光灯和外围筒灯在星期一至五早上7点至下午18点常亮，其余时间由红外线移动探测器进行控制。
北塔走廊和电梯厅的照明回路由安装在走廊及电梯厅的红外线移动探测器进行控制，当有人经过时打开照明回路，当人离开8分钟后自动关闭该照明回路。
安装在监控中心的八联控制面板可对南塔电梯厅中部筒灯、灯槽里的日光灯回路，进行开关控制。
首层大厅灯具较多，控制也较为复杂，若使用其它照明控制方法，所需开关较多，操作教复杂。本项目使用C-BUS四路输出继电器控制，通过系统软件，预设相应的灯光场景，按一个按键，就实现了各种预设灯光场景的变化，如：全开、全关、半开、清扫、睡眠等灯光场景，适合于各种不同场合照明的需要，而且所设灯光场景可通过软件随时修改。方便，灵活、简单的控制，达到了该区域在各种使用场所的最佳照明效果。
中央监控室设在一楼。系统通过PC接头模块和计算机相连，通过计算机对系统进行编程，设定系统单元器件操作的各项功能。系统可以脱离计算机独立运行，和计算机连接时对系统进行实时现场监控，在计算机界面上可以实时的反应出受控灯具的开启状态，也可对受控灯具进行开启和关闭动作，实时检测系统性能并作出反应，大大地减少了人力资源的浪费。
C-BUS液晶触摸屏已编写好各楼层公共区域照明的控制程序。正常情况下，液晶触摸屏保持“自动执行”状态，当业主需要时，可进行手动开灯或关灯。通过预设程序，系统实现了时间控制和红外控制相结合的方式。上班前额定时间段内所有的回路自动提前一段时间打开，红外线移动探测器不起作用；下班后额定时间段内，逐渐根据预设时间自动关闭一些回路，同时启动红外线移动探测器。当某个探测器感测到有人通过后，自动打开相临区域的照明并延时，无人通过时保持熄灭状态。
且关灯的延时时间可在软件编程中随意设定，这样不仅有效地节约了电能，减少了无效照明，而且还能大大提高照明灯具的使用寿命。
4．2 室外泛光照明控制系统
粤电广场泛光照明系统，作为整个智能照明控制系统的一部分，由设在一楼的中央监控室的C-BUS液晶触摸屏进行集中控制，所有灯具的电源分别由两个配电箱进行供电。
高层配电箱安装在设备层新风机房内。其控制的灯具包括南塔楼顶的两盏长空照明灯、28盏400W泛光灯，北塔楼顶的23盏400W泛光灯，二十二层南北塔之间的6盏400W泛光灯，三十一层、二十三层、设备层外墙的LED灯，以及设备层的18盏400W泛光灯、6盏1000W投光灯和12条LED线条灯。
低层配电箱安装在南塔五层。其控制的灯具包括五层的35盏150W泛光灯、1盏400泛光灯、2盏2000W投光灯，二层、三层、四层、五层外墙的LED灯，二层的12盏150W投光灯，首层广场的10盏埋地灯、20盏2000W投光灯和8个灯箱。
所有LED灯分别由八个LED控制箱控制。南塔三十一层的LED控制箱安装在三十一层的强电井内；南塔二十三层的LED控制箱安装在二十三层的强电井内；安装在高层配电箱内的三个LED控制箱分别控制北塔二十三层和设备层的LED；LED线条灯的控制箱安装在设备层西南面的女儿墙上；安装在低层配电箱内的两个LED控制箱分别控制南塔二、三、四、五层和北塔二、三、四、五层外墙的LED灯。所有LED灯的颜色变化都是由安装在高层配电箱内的LED同步器进行同步控制。因此，在开启LED灯时应先开LED同步器，再开LED。否则，LED灯会不停闪烁或不亮。
液晶触摸屏内已经编写好每天开灯、关灯的程序。一月、二月、十月、十一月、十二月是晚上六点三十分亮灯，十点三十分关灯；三月、四月、五月、六月、七月、八月、九月是晚上七点三十分亮灯，十点三十分关灯；四月三十日、九月三十日、十二月三十一日晚的关灯时间为第二天的凌晨零点三十分。
户外泛光灯具的光源为大功率气体放电灯，不适宜频繁开关。因此，正常情况下，应让室外泛光系统保持“自动执行”状态。

结束语
经过近一年的使用，系统运行良好稳定。据国外有关资料介绍，办公照明用电量占整个大楼能耗的1/3左右，办公照明的设备费用（包括器件和配线工程费）约占电气工程费的10％以上，因此配置先进的照明控制系统，不仅能大大简化穿管布线的工作量，而且能有效地节约能源，降低用户运行费用，提高大楼管理水准，具有明显的经济效益和社会意义。

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