摘要：本文簡要介紹了i-bus EIB/KNX智能建筑控制系統(tǒng)的基本原理及在北京南站房中的成功應(yīng)用。闡述了這一系統(tǒng)強大的系統(tǒng)功能、靈活的控制方式節(jié)能效果。

關(guān)鍵詞：i-bus智能建筑控制；控制系統(tǒng)；節(jié)能

1、工程概況

北京新南站位于南護城河以南，馬家堡西路以東，南二環(huán)右安門外東莊公園內(nèi)，距離老南站0.5km。站內(nèi)總建筑面積226333平方米，包括能容納1.05萬人的候車區(qū)域、鐵路綜合區(qū)域、地下?lián)Q乘大廳、地下汽車庫。其中還有3.15萬平方米的高架環(huán)形車道和9.8萬平方米的站臺雨棚。新北京南站集國鐵、城際鐵路、城市軌道、公交、出租于一體。

北京南站房照明采用i-bus、EIB/KNX智能照明系統(tǒng)（以下簡稱“i-bus系統(tǒng)”)，它通過一條總線將所有的智能元件連接起來，即可將各個分散操作的智能元件有機結(jié)合起來，又可使各個智能元件能獨立運行，并且系統(tǒng)中的所有元件都已實現(xiàn)智能化，通過電腦編程的各元件既可獨立完成諸如開關(guān)、控制、監(jiān)視等工作，又可根據(jù)要求進行不同組合，從而實現(xiàn)不增加元件數(shù)量而使功能倍增的效果。 不僅有效地節(jié)約能源，同時可提高管理人員的控制效率及工作人員的工作效率。

2、系統(tǒng)構(gòu)成

智能照明控制系統(tǒng)采用總線式連接方式，整個控制系統(tǒng)分為兩個區(qū)域。區(qū)域一包括站臺雨棚照明、 高架橋下照明、高架層照明共8條支線；區(qū)域二包括地下層和Fl., F2. F3. F4共4個獨立綜合樓以及站臺層附屬房屋的應(yīng)急照明共10條支線。

智能照明中控室設(shè)在F2綜合樓地下2層火災(zāi)監(jiān)控室，由1臺中控電腦和墻裝的觸摸屏組成智能照明的中控系統(tǒng)。站臺層設(shè)置1個觸摸屏作為區(qū)域中控。

區(qū)域線路耦合器設(shè)在F2地下2層的配電箱，由火災(zāi)監(jiān)控室引出1條主干線到該配電箱。 該配電箱引出兩條區(qū)域干線分別引至地下層和高架層的配電箱。

在高架橋下照明配電箱配置光感元件，實現(xiàn)區(qū)域光感照度控制。

具體的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成圖詳見圖1。

圖1

3、站房照明方案

主站房近2000多個燈光控制點由分裝在275個配電（柜）的i-bus元件控制。

3.1 地下室1層（圖2）

圖2

地鐵售票處采用150W窄光束金鹵筒燈照射售票區(qū)域。

出站大廳采用35W金鹵筒燈照射地面。

出站口采用150W窄光束金鹵筒燈照射售票區(qū)域。

地下一層停車場采用防水支架。

3.2 站臺層（圖3）

圖3

采用35W嵌入式金鹵筒燈照射站臺地面。

采用250W嵌入式金鹵筒燈照射站臺地面。

3.3 高架層（圖4）

圖4

安裝于幕墻上的440V上照金鹵燈照射天花利用二次反射提供地面照明。

安裝于采光窗兩側(cè)鋼梁側(cè)壁的400W偏光平窗投光燈具直接照射地面。

安裝于天花上的250W嵌入式金鹵燈筒燈照射地面。

3.4 景觀照明

包括站房的輪廓照明、南側(cè)水景照明、室外泛光照明等等。

3.5道路照明

包含內(nèi)外環(huán)高架橋道路照明，F 1 1F2綜合樓室外照明等等。

3.6站房內(nèi)的應(yīng)急照明

i-bus系統(tǒng)除控制站房內(nèi)正常工作照明外，在市電電源失電情況下還可以強啟應(yīng)急照明。

3.7VIP貴賓室

i-bus系統(tǒng)除控制貴賓室的正常照明外，還可以控制電動卷簾窗、風(fēng)機盤管等等。

4、i-bus主要配置

4.1繼電器模塊

繼電器模塊主要用在整個站房照明回路控制當中，帶有強制手動撥扭開關(guān)的10A、16A、20A繼電器，即使i-bus系統(tǒng)通訊或供電中斷，也能使繼電器輸出狀態(tài)保持不變，這種繼電器可以不受i-bus系統(tǒng)故障的影響，并解決了常規(guī)有按鈕進行現(xiàn)場控制的傳統(tǒng)方式；同時此模塊附帶遠程過載保護功能，繼電器的狀態(tài)可以被遠程開關(guān)控制。在任何信號傳輸和線路故障時，這確保了安全運行的可靠性。在編程時，并設(shè)定多個繼電器逐一延時200ms啟動，減少沖擊電流。

北京南站房照明設(shè)置了重大節(jié)日、一般節(jié)日、 平日前半夜、平日后半夜、前半夜工作、后半夜平時值班、陰天工作等若干場景，i-bus通過中央控制室下達指令到繼電器模塊完成上述場景控制。

4.2電源模塊

電源模塊安裝于配電箱內(nèi)，可以給35-45個以上的系統(tǒng)元件供電，根據(jù)現(xiàn)場實際情況在某幾個配電箱安裝一個電源模塊。

給控制應(yīng)急照明的繼電器模塊供電的電源模塊電源均取自EPS，以保證此類繼電器模塊不間斷供電。

4.3智能控制面板

控制面板主要用在VIP室和會議室，由于現(xiàn)場智能控制面板具有場景現(xiàn)場記憶功能，所以可在現(xiàn)場臨時修改場景控制功能以適應(yīng)VIP室和會議室不同場景功能的需要。

現(xiàn)場智能控制面板應(yīng)具備防誤操作（或防亂按） 的功能，避免在VIP室和會議室有重要活動時出現(xiàn)不必要的誤操作，保證系統(tǒng)的安全性。

4.4觸摸式顯示控制屏

設(shè)于中央控制室，當中央管理工作站癱瘓時，可通過觸摸式顯示控制屏進行應(yīng)急控制。

4.5中央管理工作站

在中央控制室設(shè)一臺服務(wù)器作為整個站房照明控制的管理工作站，所有監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備在中央管理工作站均有彩色圖形顯示，可顯示全站房平面圖， 直觀顯示受控設(shè)備的位置等，同時自動記錄各種參數(shù)、狀態(tài)、報警，記錄啟停時間、累計運行時間，可預(yù)定、調(diào)整功能表、記錄其他歷史數(shù)據(jù)等。一旦有報警，顯示器應(yīng)立即顯示相應(yīng)的圖形界面，系統(tǒng)記錄報警的時間和地點，并自動在打印機上輸出打印報告，并設(shè)置系統(tǒng)報警類別的優(yōu)先權(quán)，按輕重緩急來處理日常事件。

5、i-bus主要完成的功能

(1）根據(jù)各控制區(qū)域所在平面可以分為地下站房層、站臺層、高架層以及4個獨立綜合樓。I-bus 完成以上區(qū)域所有照明控制。

(2）地下層車庫照明、站房的工作照明、廣告照明、站臺照明、景觀照明可由現(xiàn)場控制面板就地控制或是中控室遠程自動控制。

(3）站臺層照明配置光感元件，根據(jù)站臺照度的變化，自動地完成照明場景的切換，也能由中控室遠程控制。

(4）站臺雨棚等其他公共空間的照明回路應(yīng)該根據(jù)燈具的種類、燈具布置的情況、照明功能、空間照度等因素合理劃分，以便于實現(xiàn)不同控制場景的控制。

(5）應(yīng)急照明控制應(yīng)該保證在兩路電源失電的情況下，照明控制系統(tǒng)得到控制信號瞬時打開相應(yīng)控制的應(yīng)急照明回路。

6、i-bus優(yōu)點

6.1節(jié)能

在北京南站i-bus系統(tǒng)能根據(jù)人員的活動狀況、 工作規(guī)律、自然光狀況來調(diào)節(jié)站房內(nèi)照明環(huán)境、溫度環(huán)境、遮陽環(huán)境，以減少能源消耗，體現(xiàn)了綠色設(shè)計理念。

6.2系統(tǒng)構(gòu)成簡單

北京南站體量巨大，為亞洲鐵路樞紐站， 照明分類復(fù)雜，控制點數(shù)多。由于i-bus是總線開放式系統(tǒng)、大跨度框架結(jié)構(gòu)，i-bus系統(tǒng)用簡單的方式構(gòu)建了整個系統(tǒng)，并且可靈活地接入BAS系統(tǒng)。

整個系統(tǒng)只有一條i-bus總線，沒有大量的電纜附設(shè)和繁雜的控制設(shè)計。

系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)，每個模塊均帶有微處理器，可自主工作，無主從關(guān)系，也無系統(tǒng)主機，既使其中有一個模塊發(fā)生故障，也不會影響整個系統(tǒng)的運行，同時可在運行中進行軟件更新或功能重新設(shè)定，不影響整個系統(tǒng)的使用。

6.3經(jīng)濟

i-bus系統(tǒng)的自動控制功能可大量減少管理與維護工作，降低管理費用，提高工作效率，并提高管理水平。

7、安科瑞智能照明控制系統(tǒng)介紹

7.1系統(tǒng)簡介

Acrel-BUS智能照明控制系統(tǒng)，是基于KNX總線技術(shù)設(shè)計的控制系統(tǒng)。KNX總線技術(shù)起源于歐洲，是在EIB，Batibus和EHS這三種住宅和樓宇的總線控制技術(shù)上發(fā)展起來的，其中EIB（EuropeanInstallationBus,歐洲安裝總線）是該總線技術(shù)的主體。

Acrel-BUS智能照明控制系統(tǒng)采用標準的2*2*0.8EIBBUS總線（即KNX總線）作為總線線纜，將所有的智能照明控制模塊連接到一起并組成一套完整的控制系統(tǒng)，既可實現(xiàn)照明燈具的遠程集中控制，又可實現(xiàn)就近控制功能。該系統(tǒng)理論連接控制模塊數(shù)量達580000多個。

安科瑞智能照明產(chǎn)品種類齊全，方案完善。用戶可通過控制面板、人體感應(yīng)、照度感應(yīng)、微波感應(yīng)、上位機系統(tǒng)、觸摸屏、手機、平板端等多種控制終端實現(xiàn)靈活多樣的智能控制，特別適合于各類智能小區(qū)、醫(yī)院、學(xué)校、酒店，以及體育場所、機場、隧道、車站等大型公建項目的照明系統(tǒng)。

7.2系統(tǒng)工作原理示意圖（見圖2）

圖2系統(tǒng)工作原理示意圖

7.3產(chǎn)品選型

7.3.1開關(guān)驅(qū)動器

7.3.2調(diào)光驅(qū)動器 

7.3.3可控硅調(diào)光模塊 

7.3.4傳感器

7.3.5總線電源

7.3.6智能面板 

7.3.7干接點、濕接點輸入模塊 

7.4系統(tǒng)功能 

1）光照度（需要配照度傳感器）監(jiān)測，對利用自然光照明區(qū)域，根據(jù)自然光照度變化，進行照明控制和調(diào)節(jié)，滿足照明和節(jié)能要求；

2）公共區(qū)域、走廊、通道、門廳、電梯廳等的照明，應(yīng)設(shè)置紅外或微波類人體感應(yīng)器，并結(jié)合智能控制面板，實現(xiàn)各種場景照明控制，盡可能較少燈具點亮?xí)r間；

3）樓梯間照明采用人體感應(yīng)探測控制；

4）設(shè)備房、設(shè)備房走道采用分組就地控制；

5）室外路燈、景觀等照明采用光照度控制結(jié)合時控的集中控制方式；

6）監(jiān)控系統(tǒng)界面友好，畫面美觀,實時顯示各區(qū)照明工作狀態(tài)；

7）應(yīng)具有完善的用戶權(quán)限管理功能，避免越權(quán)操作；

7.5系統(tǒng)的控制優(yōu)勢

1）系統(tǒng)可通過、觸摸屏、電腦對現(xiàn)場的燈光、空調(diào)及窗簾等進行遠程集中控制，使得控制更加方便智能，用戶體驗更舒服；

2）系統(tǒng)中控制模塊均工作在直流30V可靠電壓下，用戶操作更加可靠、舒服；

3）系統(tǒng)在實施過程中，充分結(jié)合自然光及人員的活動規(guī)律來自動控制燈光，減少能源消耗，達到很好的節(jié)能效果；

4）系統(tǒng)采用分布分布式KNX總線結(jié)構(gòu)，搭建簡單靈活，系統(tǒng)內(nèi)各模塊互不影響，可獨立工作，可靠性更高；

5)多種控制方式可供選擇，如本地控制，自動感應(yīng)控制，定時控制，場景控制和集中控制等，控制方式更靈活；

6)系統(tǒng)的自動控制、遠程集中控制等功能，在實現(xiàn)自動化的同時，大量減少了值班人員，提高了管理水平和工作效果；

7)升級系統(tǒng)內(nèi)控制模塊或更改系統(tǒng)功能時，無需增加連接線，不需關(guān)閉整個系統(tǒng)，只需更改設(shè)備參數(shù)即可實現(xiàn)，維護方便，操作簡單；

8)系統(tǒng)可與消防系統(tǒng)聯(lián)動，在出現(xiàn)消防報警時，強制打開應(yīng)急回路，方便人員疏散，從而降低了人員傷亡的風(fēng)險，提高了建筑的可靠性。

7.6安科瑞組網(wǎng)方案

智能照明控制系統(tǒng)組網(wǎng)方式靈活，擴展方便，當系統(tǒng)模塊數(shù)量較少、距離較近、范圍較小時，各設(shè)備以樹形枝狀延伸，構(gòu)成支路系統(tǒng)智能照明控制系統(tǒng)；當系統(tǒng)模塊數(shù)量較多、距離較遠、范圍較大時，用支線耦合器組成多條支路，構(gòu)成區(qū)域智能照明控制系統(tǒng)；當系統(tǒng)模塊數(shù)量很多、距離很遠、范圍很大時，用支線耦合器、區(qū)域耦合器等構(gòu)成樓群智能照明控制系統(tǒng)。（見圖）

圖3組網(wǎng)方案

8、結(jié)束語

北京南站房使用i-bus EIB/KNX系統(tǒng)， 營造了與建筑物相協(xié)調(diào)的景觀環(huán)境，實現(xiàn)了高效節(jié)能的照明控制，減少了能耗，降低了管理費用，同時提高了管理水平，體現(xiàn)了綠色、人文、科技的設(shè)計理念。

【參考文獻】

[1] 吳大鵬．I-bus EIB/KNX智能照明控制系統(tǒng)在北京南站房中的應(yīng)用

[2] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2020.06版