I-bus智能照明总线系统的应用

I-bus智能照明系统的应用

摘要：智能化已经成为当今建筑发展的主流技术，涵盖从空调系统、消防系统到安全防范系统以及完善的计算机网络和通信系统。但是长期以来，智能照明在国内一直被忽视，大多数建筑物仍然沿用传统的照明控制方式，部分智能大厦采用楼宇自控（BAS）系统来监控照明，但也只能实现简单的区域照明和定时开关功能。相比之下，智能安装系统体现出强大的优越性，它在智能建筑中的应用越来越广泛。

关键词：I-bus智能照明智能建筑应用

1、I-bus智能照明系统介绍

1.1 I-bus系统简介

随着科学技术的迅猛发展，现代建筑的功能日趋复杂，品质不断提高，对电气安装系统功能提出了更高的要求，采用传统的控制和布线方式，往往需要敷设大量的导线，形成越来越复杂的电气安装系统，一方面造成了设计与施工的难度，另一方面大大降低了系统的可靠性、易用性，给日后的维护工作带来诸多不便。因此，随着智能建筑的普及，各类总线控制系统应运而生，促使传统的电气安装系统转向智能、灵活的方式。EIB智能安装系统作为欧洲安装总线标准利用一条双绞线作为控制总线，EIB系统使照明、调光、百叶窗、场景控制、用电负荷控制、安保、供热系统实现智能化，并成为一个完整的总线系统，可依据外部环境的变化自动调节总线中设备的状态，达到安全、节能、人性化的效果，并能在今后的使用中根据用户的要求增加或修改系统的功能，方法是连接计算机重新编程，而无须重新敷设电缆，真正成为灵活的电气安装系统，这是传统的电缆敷设方式所无法做到的。

EIB系统在欧洲被称为European lnstallation Bus，即欧洲安装总线，在亚洲则是指Electrical lnstallation Bus，即电器安装总线。这三个字母在电器布线领域，甚至在整个经济领域中都有着特殊的地位。是电气布线领域使用范

围最广的行业规范和产品标准。EIB标准的制定，不仅提高了人们的生活水准，更标志着多家产品的兼容性和新旧产品的兼容性，使得用户在使用时更加方便。

在EIB电气安装总线的标准上，ABB开发出一套自动开关、控制及监控系统——ABB i-bus EIB智能照明系统（简称I-Bus系统）。系统的所有功能都通过一条总线来控制，可以完成照明、百叶窗、供暖系统和空调系统的控制、负荷管理、指示、信号、操作控制及安保监控。该系统也可以和建筑设施管理的其他系统相连接，应用范围非常广泛，适用于展览馆、银行、商业及工业大厦、体育馆、博物馆、飞机场、火车站等不同的建筑。

1.2 I-bus智能照明系统基本结构图

2、I-bus智能照明系统在智能建筑中的应用效果

智能化已经成为当今建筑发展的主流技术，涵盖从空调系统、消防系统到安全防范系统以及完善的计算机网络和通信系统。但是长期以来，智能照明在国内一直被忽视，大多数建筑物仍然沿用传统的照明控制方式，部分智能大厦采用楼宇自控（BAS）系统来监控照明，但也只能实现简单的区域照明和定时开关功能。相比之下，智能照明系统体现出强大的优越性，它在智能建筑中的应用越来越广泛。智能照明系统在智能建筑中的应用效果如下：

(1) 实现照明控制智能化。采用智能照明控制系统，可以使照明系统工作在全自动状态，系统将按先设定的若干基本状态进行工作，这些状态会按预先设定的时间相互自动地切换。例如，当一个工作日结束后，系统将自动进入晚上的工作状态，自动并极其缓慢地调暗各区域的灯光，同时系统的移动探测功能也将自动生效，将无人区域的灯自动关闭，并将有人区域的灯光调至最合适的亮度。此外，还可以通过编程随意改变各区域的光照度，以适应各种场合的不同场景要求。

智能照明可将照度自动调整到工作最合适的水平。例如，在靠近窗户等自然采光较好的场所，系统会很好地利用自然光照明，调节到最合适的水平。当天气发生变化时，系统仍能自动将照度调节到最合适的水平。总之，无论在什么场所或天气如何变化，系统均能保证室内照度维持在预先设定的水平。

(2) 改善工作环境，提高工作效率。传统照明系统中，配有传统镇流器的日光灯以100Hz的频率闪动，这种频闪使工作人员头脑发胀、眼睛疲劳，降低了工作效率。而智能照明系统中的可调光电子镇流器则工作在很高频率（40～70kHz）不仅克服了频闪，而且消除了起辉时的亮度不稳定，在为人们提供健康、舒适环境的同时，也提高了工作效率。

(3) 可观的节能效果。智能照明控制系统使用了先进的电力电子技术，能对大多数灯具（包括白炽灯、日光灯，配以特殊镇流器的钠灯、水银灯、霓虹灯等）进行智能调光。当室外光较强时，室内照度自动调暗，室外光较弱时，室内照度则自动调亮，使室内的照度始终保持在恒定值附近，从而能够充分利用自然光实现节能的目的。除此之外，智能照明的管理系统采用设置照明工作状态等方式，通过智能化管理实现节能。

(4) 提高管理水平，减少维护费用。智能照明控制系统将普通照明人为的开与关转换成了智能化管理，不仅使大楼的管理者能将其高素质的管理意识运用于照明控制系统中去，而且将大大减少大楼的运行维护费用，并带来较大的投资回报。

3、I-bus智能照明与传统照明系统比较

3.1线路系统比较

(1)单控电路系统比较。传统照明单控电路特点：A.控制开关直接接在负载回路中；B.当负载较大时，需相应增大控制开关的容量；C.当开关离负载较远时，大截面电缆用量增加；D.只能实现简单的开关功能。

总线式智能照明系统单控电路特点：A.负载回路连接到输出单元的输出端，控制开关用EIB总线与输出单元相连。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；B.开关距离较远时，只须加长控制总线的长度，节省大截面电缆用量；C.可通过软件设置多种功能（开/关、调光、定时等）。

(2)双控电路系统比较。传统照明双控电路特点：A.实现双控时用两个单刀双置开关，开关之间连接照明电缆；B.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。

总线式智能照明系统双控电路特点：A.实现双控时只需简单地在控制总线上并联在一个开关；B.进行多点控制时，依次并联多个开关，开关之间仅用一条总线连接，线路安装简单、省事。

3.2智能照明与传统照明控制系统比较

(1)控制方式比较。A.传统控制采用手动开关，必须一路一路地开或关；B. 智能照明控制采用低压2次小信号控制，控制功能强、方式多、范围广、自动化程度高，通过实现场景的预设置和记忆功能，操作时只须按一下控制面板上某一个键即可启动一个灯光场景（各照明回路不同的亮暗搭配组成一种灯光效果），各照明回路随即自动变换到相应的状态。上述功能也可以通过其他界面如遥控器等实现。

(2)照明方式比较。A.传统控制方式单一，只有开和关；B. 智能照明控制系统采用“调光模块”，通过灯光的调光在不同使用场合产生不同灯光效果，营造出不同的舒适氛围。

(3)管理方式比较。A.传统控制对照明的管理是人为化的管理；B.智能控制系统可实现能源管理自动化，通过分布式网络，只需一台计算机就可实现对整幢大楼的管理。

4、I-bus智能照明系统的节能分析

4.1集中管理，减少人为浪费

现代高层办公大楼中，人为造成照明能源浪费的现象仍然非常严重，无论房间有人还是无人，经常是“长明灯”。智能照明系统既能分散控制又能集中管理，在大楼的中央控制室，管理人员通过操作键盘即可关闭无人房间的照明灯。

4.2自动调光，充分利用自然光

智能照明系统中的光线感应开关通过测定工作面的照度，与设定值比较，来控制照明开关，这样可以最大限度地利用自然光，达到节能的目的，也可提供一个不受季节与外部气候环境影响的相对稳定的视觉环境。一般来讲，越靠近窗自然光照度高，从而人工照明提供的照度就低，但合成照度应维持在设计照度值。

4.3自动调光，保持照度的一致性

一般照明设计师对新建的建筑物进行设计时，均会考虑到随着时间的推移，灯具的效率和房间墙面反射率会不断衰减。因此，其初始照度均设置得较高，这种设计不仅造成建筑物使用期的照度不一致，而且由于照度偏高设计造成不必要的浪费．采用智能照明系统后，虽然照度还是偏高设计，但由于可以智能调光，系统将会按照预先设置的标准亮度使照明区域保持恒定的照度，而不受灯具效率降低和墙面反射率衰减的影响，这也是智能照明控制系统可节约能源原因之一。

4.4 安装便捷，节省线缆

I-bus智能照明系统采用四芯线控制，用EIB总线将系统中的各个输入、输出和系统元件连接起来，大截面的负载线缆从输出单元的输出端直接接到照明灯具或其他用电负载上，而无须经过智能开关。安装时不必考虑任何控制关系，在

整个系统安装完毕后再通过软件设置各个单元的地址编码，从而建立对应的控制关系。由于系统仅在输出单元和负载之间使用负载线缆连接，与传统控制方法相比节省了大量原本要接到普通开关的线缆，也缩短了安装施工的时间，节省人工费用。

4.5延长灯具寿命

灯具损坏的致命原因是电网过电压，只要能控制过电压就可以延长灯具的寿命。智能照明控制系统采用软启动的方式，能控制电网冲击电压和浪涌电压，使灯丝免受热冲击，灯具寿命得到延长。智能照明系统通常能使灯具寿命延长2~4倍，不仅节省大量灯具，而且大大减少更换灯具的工作量，有效地降低了照明系统的运行费用，对于大量使用灯具和安装困难的区域具有特殊的意义。

采用智能照明控制系统不仅可满足便捷控制、灯光效果等要求，而且由于可观的节能效果（节电可达到20%～50%）及灯具寿命的延长（灯具寿命延长2～4倍），又能在降低运行费用中得到经济回报，还能省去常规照明所需的大部分配电控制设备，大大简化和节省穿管布线工作量。此外，智能照明系统还有潜在的价值回报，如智能控制系统能使整个系统工作在使人们最舒适的状态，从而保证了人们的身心健康，提高了工作效率。

智能照明控制系统广泛地应用于建筑领域，无论室内、室外、大小场合无处不可应用。该系统是办公大楼、宾馆酒店、娱东场所、商业中民、体育场馆、公寓别墅、庭院景点等理想的照明控制设备。

5、I-bus智能照明系统实例

南宁铁路局调度所（简称南宁调度所）

南宁调度所是一个综合性的调度办公大楼，地下一层，两侧的调度生产楼及会议楼均为三层，地上主楼十二层，建筑面积6.9万平方米。I-bus智能安装系统控制包括地下室车库的照明，1-12层主楼公共区域、两侧调度生产会议楼会议室、展厅及整个大楼的EPS(应急照明)等照明系统和用电负荷的管理，并与消

防系统联动。整个大楼的照明可根据时间外部光线控制照明，也可以通过中央控制，所有的灯光控制和加热器等用电负荷可以在中央控制计算机上进行操作、监控和故障记录，使办公楼的用电负荷管理达到了智能化。

以下是南宁调度所大楼使用I-bus智能照明系统所用的功能：

(1)定时控制：通过设定时间对灯光进行控制，如：上班前、下班后强行关闭普通照明，开启应急照明；上班期间开启普通照明，应急照明自动关闭且与消防联动，一旦接收消防信号立即强启。

(2)移动探测器控制：探测人的移动来自动的打开或关闭灯光。当有人通过时灯光会自动打开，人员离开后自动关闭。安装在楼层的现场多功能面板也能对各种灯光进行控制，如：晚上临时加班，可以通过各种面板开启相应灯光；安装于各功能房间的多功能面板对各种灯光进行现场控制。

(3)在控制室里的PC机上安装该系统的可视化软件，通过专用接口可以在软件上实时显示灯光的实时状态，也可以在PC机上对整个系统内的灯光进行各种控制。

(4)电梯厅、内部过道：采用中央集中控制，并结合实际情况进行定时、移动探测器自动控制。如：上班前、下班后、、人流低峰期使用人体移动探测器进行自动控制，人来灯亮，人走灯灭；上班期间、下班期间、人流高峰期启用定时控制，自动屏蔽人体探测器，开启相应照明，高峰期结束自动启用人体移动探测器进行控制，这样即节能又可避免高峰期照明频繁开启对灯具造成不必要的损害。

(5)地下车库：采用中央集中控制，并结合实际情况进行定时自动控制。如：在车流量大的时段和车流量小的时段分别定时控制不同数量的灯光；与消防系统联动，出现消防报警时，关闭正常照明，启动应急照明。

(6)一层大会议室、一层展厅、二层电话电视会议室：采用现场智能面板控制，通过预设的场景控制照明的开闭及调光，达到各种需求符合的灯光效果。

6、结束语

I-Bus智能照明系统轻而易举地解决了传统电缆所无法解决的问题，此系统利用一条双绞线代替传统种类繁多的普通电缆，使用I-Bus智能安装系统能使照明、调光、百叶窗、场景控制等系统实现智能化，并成为一个完整的总线系统，可依据外部环境的变化自动调节总线中设备的状态，达到安全、节能、人性化的效果。

总之，随着EIB系统在国内市场的进一步的推广，ABB i-bus EIB系统将越来越显示出其独特的优点，给用户带来各种各样的功能，并在智能建筑技术的发展中占据一定的地位。

中铁建工北方公司

机电设备安装公司

王鹏

2010.9.15