西门子instabus KNXEIB系统

希思罗（Heathrow）国际机场数字照明设计方案

英国希思罗（Heathrow）国际机场，是世界最大的机场之一。其T5航站楼工程总投资金额42亿英磅，是现今英国最大的基础建筑项目，主体包括一座核心候机楼与两个用高速链路相连接的卫星楼。航站楼的主候机楼，两个卫星楼，公共通道、电梯前室以及交通中心候车、停车、公共卫生间等公共部位照明以及广告、标识装饰等照明，均采用西门子instabus KNX/EIB系统实现照明控制。

系统简介

1.西门子instabus KNX/EIB系统

KNX是一个分布式现场总线标准，其拓扑结构包括：线路（Line）、区域（Area）以及系统（System）。线路（Line）是最小的组成单元，每条线路最多64个设备,每个区域（Area）最多15条线路,而每个系统最多15个区域。随着网络技术和局域网（LAN）的普及，KNX标准中提出了EIBnet/IP的概念，通过EIBnet/IP协议，KNX总线可以直接与TCP/IP系统连接，总线信号可以在高速以太网上传输。EIBnet/IP协议的出现，使得系统的扩展不再受传输距离的影响，而数据的传输量和传输速度也不再成为KNX系统的问题。

西门子instabus KNX/EIB系统是基于KNX标准的全分布总线系统，最大的优点在于其控制的灵活、功能的强大及系统的可塑性。选择不同的模块化设备，通过积木式的不同组合就可以实现各种功能控制，同时挂在总线上的设备运行相互独立，系统的改造和扩展就变得非常容易了。

2.DALI数字可寻址灯光接口

现代建筑照明中，荧光灯的使用相当普及。随着人们对光环境要求的提高，荧光灯的控制也从简单的开关发展到亮度的调节，而荧光灯调光控制方法又取决于电子镇流器技术。于是从1984年Philips首先推出第一个商业系列电子镇流器以来，电子镇流器的技术获得了飞速的发展。从1-10V模拟量接口电子镇流器，到数字信号接口（DSI）电子镇流器，以及最新的DALI数字式可寻址灯光接口镇流器，荧光灯的调光方式已完成了模拟量控制向数字化控制的飞跃。

DALI数字式可寻址灯光接口（Digital Addressable Lighting Interface）是一个数据传输协议，它定义了电子镇流器与设备控制器之间的通信方式，采用曼彻斯特编码方式，传输速率1200 bit/s。DALI的基础是主-从原则∶用户通过控制器（主机）对系统进行操作，控制器向所有镇流器（从机）发送包含地址和命令的消息。地址决定着镇流器是否应该听从指示。每个镇流器都是数字寻址的，因此它对电磁噪声并不敏感（优于模拟1-10V调光器开关系统）。带有DALI接口的镇流器是当前最新型的荧光灯可调光镇流器，它将开关和调光控制集于一体。

3.西门子KNX/DALI数字照明

西门子KNX/DALI数字照明控制是西门子instabus KNX/EIB楼宇智能控制系统中一项非常重要的控制功能，主要通过KNX/DALI网关，对带有DALI镇流器的荧光灯实现开关，调光，场景，以及状态查询，故障检测等功能。

西门子KNX/DALI网关是西门子 instabus KNX/EIB楼宇智能控制系统的DALI控制器。每个KNX/DALI网关最多可接64个DALI镇流器，并可以给每个DALI镇流器编址和分组，实现光源的开关、亮度调节，以及光源故障检测等功能。同时，通过KNX/DALI网关，还可以设置16个灯光场景，每个DALI镇流器可以编在一组或多个组里,图1为EIB/DALI网关与

DALI调光镇流器的连接图。

现在西门子可以提供3种DALI控制器：

（1）GE141 表面安装DALI网关

（2）N141 标准DIN导轨安装DALI网关

（3）N525E 8通道DALI控制器

方案设计

在整个照明控制系统设计中，西门子instabus KNX/EIB系统主要采用KNX/DALI调光技术，感应恒亮度调节，IP组网以及Web Visual可视化集中管理等技术。

1.系统结构

在本方案中，instabus KNX/EIB总线通过IP路由器（EIBnet/IP）接入TCP/IP网络，各区域内设备通过总线通讯，区域间则通过局域网（LAN）传递数据。

整个系统包括：910条线路，236个区域，系统设备共约7,000个，图2为西门子instabus KNX/EIB系统网络结构示意图。

●通过西门子KNX/DALI 网关，实现64,000个灯的控制，每个KNX/DALI网关接50个DALI镇流器；

●亮度感应和存在感应与KNX/DALI数字照明配合，实现室内恒照度控制。中央控制室和分控制中心可以实现对感应控制的管理；

●照明系统的910条线路通过236个IP路由器联网，并接入局域网（LAN）；

●采用Web Visual方式，控制终端PC通过IP接口直接访问系统；

●应急照明并入同一KNX/DALI网络；

●灯的故障信息传送至各监控中心。

2.系统功能

照明采用DALI数字调光技术,实现照明的柔和调节，并实时传递亮度值和故障信息；照明的分时控制，根据白天、晚上以及航班的时刻，设置照明工作时间表，实现照明亮度根据时间表自动调节；

恒照度控制,充分利用户外日光照度，调整候机厅等公共区域的灯光亮度，既达到舒适的照度，又节省能源；

逻辑控制、场景控制、时间及事件控制等多种控制方式，结合可视化软件的集中管理，实现经济高效的照明控制；

有人无人和亮度探测，并相应调整灯光的亮度值，以节省能源；

利用以太网络，实现网络组网，提高数据传输速率，解决远距离数据传输的问题；

采用Web Visual可视化集中管理软件，实现照明系统各站点可视化控制；

通过OPC实现照明控制系统与其他楼宇管理系统通讯。

应用优势

西门子KNX/DALI数字照明控制与以往的照明控制相比，具有非常显著的特点：

1．设备安装、编程和调试更加灵活、方便

●DALI调光镇流器的供电不再像以往的系统一样，由控制器提供电源，而是直接通过230V市电供电；

●西门子KNX/DALI网关GE141与DALI调光镇流器通过2芯的控制线连接，DALI网关与镇流器分别由230V的市电直接供电，这使得系统的布线无需根据灯组的控制要求做物理上的回路分配，简化了线路的敷设；

●每个DALI网关最多可接64个DALI调光镇流器，同一网关连接的DALI调光镇流器可

由不同相位的市电供电；

●灯组的分配与物理连接无关，完全由ETS3软件完成，所以回路的调整不需要重新排管布线，只要将更新的ETS程序重新下载到DALI网关GE141即可实现,如图3所示；

●在西门子KNX/DALI数字照明中， DALI调光镇流器的编址无需单独的编程工具，通过KNX通用编程软件ETS3 和 GE141数据库可直接编址及赋值。

2．照明控制功能更强大

●DALI调光镇流器包括256个亮度等级，荧光灯调光曲线更加平滑，视觉效果极佳;

●在西门子KNX/DALI照明控制中，每个ECG都有唯一的地址，系统对灯光的调节可以细致到每个DALI调光镇流器;

●灯的开关状态、亮度值以及故障信息都将实时地传送到中央控制室，在可视管理PC 上图形化显示，使得控制更直观，管理更方便，维护更简单;

●图形化管理让大型照明系统的控制不再是个难题，其直观的管理形式非常适合机场、体育场馆以及办公楼宇中多区域、大面积照明的控制;

●与恒亮度控制设备配合，根据室内外自然光强度，自动调节室内灯光的亮度值，以确保室内照度维持在令人舒适的范围内，而且节省能源;

●在机场等大型建筑中，功能区域很多，相互间的距离也很长，西门子instabus KNX/EIB 系统通过IP路由器（遵从EIBnet/IP协议）接入高速以太网络，使得数据传输的速度与距离不再成为系统控制的瓶颈。因此，在大型建筑中，西门子KNX/DALI数字照明可以覆盖每个区域，中央管理室和各分控中心通过Web Visual可以随时显示照明系统的状态，以及灯的故障情况。

展望

在机场设施中，照明控制是非常重要的一部分，采用高效、灵活而且节能的智能照明控制系统，不但为机场管理节省了人力，而且通过能源管理也为机场节省了可观的电力费用。无论从经济效应，还是从技术实现和应用效果上看，西门子KNX/DALI数字化照明技术在机场照明中的应用都有其广阔的前景。