施耐德奇胜C-BUS智能照明控制系统技术方案

*办公大楼施耐德C-Bus智能照明控制系统技术方案一、系统概述二十一世纪的办公大楼建筑对照明的要求越来越高，不仅要求提供舒适、绿色 的光照，同时不同的场合需要不同的照明环境。传统的照明控制一般采用开关手动 控制，对于上述要求很难实现，而且线路十分复杂，操作非常繁琐。随着用户要求 的提高和技术的进步，传统的照明控制由于许多问题无法解决而逐步被智能照明控 制取代，这已成为一种趋势。*是按照二十一世纪集商务、办公、餐饮等功能为一体的现代化 智能型建筑。其整体环境照明的规划立足高起点、高标准、艺术化的特点。本项目设计采用施耐德公司的C-BUS智能化照明控制系统，对* 的不同区域、不同使用功能的照明营造有层次、变化的灯光环境；减少人力工作疏 忽，节约能源和人力资源；降低人力工作强度，增强控制的灵活性和可靠性。二、设计依据 建筑设计院提供的电气设计图 民用电气设计规范JGJ/T16 92 建筑电气安装工程质量检验评定标准GYJ1253 88 民用建筑照明标准规范GBJ133 90 智能建筑评估标准DG/TJ08 602 2001 J10105 2001三、设计原则及需求分析3.1设计原则3.1.1可行性和适应性保证技术上的可行性和系统的可适应性3.1.2实用性和经济性贯彻全面应用，坚持实用、经济的原则3.1.3先进性和成熟性既要采用先进的理念、技术和方法，又要注意结构、设备的相对成熟。不但能 反映当今的先进水平，而且具有发展潜力，能够适应未来若干年内的发展。3.1.4开放性和标准性为了满足所选用的技术和设备的协同运行能力、系统投资的长期效应以及系统 功能不断发展的需求。必须追求系统的开放性和标准性。3.1.5可靠性和稳定性在考虑技术新进和开放性的同时，还应从系统结构、技术措施、设备性能、系 统管理等方面着手，确保系统运行的可靠性和稳定性，达到最大的平均无故障时间。3.1.6安全性和保密性既要考虑信息资源的充分共享，更要注意信息的保护和隔离，因此系统应充分 针对不同的应用和不同的网络通信环境，采取不同措施，包括系统安全机制、数据 存取的权限控制等。3.1.7可扩展性和易维护性为了适应系统变化的需要，必须充分考虑以最简洁的方法，最低的投资，实现 系统的扩展和维护。3.2需求分析3.2.1节能效果据专业资料统计，智能建筑的空调、照明（室内照明、室外泛光照明）用电占 整个建筑用电的60%左右。其实在大多数情况下很多区域并不需要把灯全部打开或 者开到最亮，过度的照明不仅形成光污染还会造成能源浪费。在当今能源紧张、国 家大力倡导节能的形势下，使用智能灯光控制系统最大程度地节能具有非常实际的 意义。3.2.2较好的经济性在系统的初始投资和系统运行后的节电能力以及维护成本上，利用补光原理和 自然进光量相呼应，自动控制不同位置灯具的发光量，保证只有当必需的时候才把 灯点亮及点到要求的照度，不仅实现了节能，还成功地将灯具和光源的使用寿命延 长到2-4倍。灯具（光源）损坏的重要原因是电网过电压，灯具（光源）的工作电 压过高，其寿命成倍降低。反之，灯具（光源）工作电压降低则寿命成倍增长。因 此，适当降低灯具（光源）工作电压是延长其寿命的有效途径。C-Bus智能灯光控 制系统采用了软启动和软关断技术，能成功地抑制电网的冲击电压和浪涌电压，避 免了灯丝的热冲击，使灯具（光源）的寿命得到延长。同时大大减少更换灯具（光 源）的工作量，对于难安装的以及昂贵的灯具更具有特殊意义，切实地降低了运行 及维护费用。3.2.3改善工作环境，提高工作效率，实现照明的人性化通过精心的规划和设计，结合精美的装潢，C-Bus智能灯光控制系统可以营造 出舒适、温馨的照明环境，增添其艺术魅力，提升照明环境的品质。如大厅往往给 人第一印象，高雅别致的光环境可以让人有宾至如归的感觉，增添人们对工作、学 习环境的好感。在报告厅、会议室等，利用灯光的颜色、投射方式和不同明暗亮度 可创造出具有立体感、层次感、丰富多彩的光环境，还可以产生一种艺术欣赏感。配有传统镇流器的日光灯会发生频闪，这种频闪易使工作人员头脑发胀，眼睛 疲劳，降低了工作效率。而数字调光技术可使调光电子镇流器工作在很高的频率 （40KHz-70KHz），不仅克服了闪频，而且消除了由于使用START而造成起辉时的亮 度不稳定，给员工提供了比精美的房间装饰和高档办公用具更为重要的有利健康的 舒适环境。C-Bus的数字调光器可按各个区域对照明的质量标准要求，调整各个区 域照度，确保各个区域的照明质量。由于创造出极富人性化的工作环境，因而极大 地提高了工作效率，这一点可给业主带来预想不到的巨大经济回报。通常的智能照明控制系统一般采用0-10V的模拟技术实现荧光灯的调光，由于 模拟调光信号在传输过程中会出现衰减，特别是在线路较长时衰减现象更为明显， 这就导致每个可调光电子镇流器接收到的控制信号有偏差，表现在调光上就会产生 变化不同步和亮度不一致，致使调光效果不很理想。所以我们在方案中采用DSI数 字调光技术，该技术可使每个数字式可调光电子镇流器接收到同样的控制信号，因 而可以实现精确调光，使调光效果比较完美。四、系统设计根据办公大楼的建筑结构特点和建筑平面的使用功能状况，确立如下控制方 式。其中不同功能区域的场景，可根据实际需求编程可调。4.1办公楼大堂灯源：可调光吊灯、筒灯、射灯、 荧光灯带等可调光光源和不可调光光 源。控制区域一一办公楼大堂控制内容:调光回路控制、开关量 回路控制。控制方式：触摸屏控制。控制要求一一根据办公楼上、下 班高低峰不同时段对照明环境的要求自动进行时间控制，时间控制模式按时段可分 为凌晨模式、清晨模式、上午模式、中午模式、下午模式等;同时，各类模式灯光环境进行微调。大堂墙装夜晶触摸屏，大堂保安或其他工作人员经授权和输入密码后，可切换 不同场景;4.2会议室灯源：可调光吊灯、筒 灯、射灯等可调光光源和灯 带等不调光光源。控制内容：调光回路控 制、开关量回路控制、窗帘 控制、投影仪和投影幕控制。控制方式：带中文字体 显示的动态标签面板控制。控制要求一一根据会议室的建筑结构特点，灯光环境控制应满足整体使用和分割使用的特殊要求。各个区 域都能满足实际的使用情况需求，根据主体活动内容预设立备场、入场、演讲、投 影、中间休息等场景模式，场景模式的切换可由工作人员在音控室操作，也可由现 场主持根据活动需要遥控操作。在多功能厅不同方位墙装带夜光背景的八键控制键 盘，可就地独立调用该区域场景变幻，场景的变换可设置淡入淡出的时间0秒-15 分。如：报告模式应以突出发言人的形象为主主席台灯光在70%-100%之间，以不影响发 言人感觉为原则；听众席以灯光亮度80%为主，灯槽开启50%，方便与 会人员记录。投影模式主席台只留讲解人所在位置亮度在50%；听众席以筒灯由前排至后逐渐 增亮，灯槽开启50%。研讨模式所有灯光全部开启，亮度90%-100%。入场模式听众席灯槽、筒灯和吊灯全部开启亮度100%，主席台灯亮度50%。退场模式听众席灯槽、筒灯和吊灯全部开启亮度100%。备场模式主席台筒灯与听众席筒灯亮度均在70%。以上所有模式场景变换，均设置淡入淡出时间1-10秒可调，保持场景切换不影 响会议进程和视觉效果。4.3领导办公室和贵宾接待室灯源：可调光吊灯、筒灯、射灯 等可调光光源和壁灯、灯带等不调光 光源。控制方式：带中文字体显示的动 态标签面板和带荧光灯显示的普通面 板控制。控制要求一一领导办公室是领导 办公与会客的主要区域，功能的多样 性必然需要多样性的灯光来配合。因此领导办公室可采用多种可调光源，根据实际 使用需要，通过系统预设照明回路的不同明暗搭配，产生各种灯光视觉效果，使领导办公室始终保持最符合使用需求的灯光环境（如办公、会客、休闲等多种灯光场 景），操作时只需按动某一个场景按键即可调用所需的灯光场景。如：办公模式 领导上班时，只需按一下门口的控制面板上的“办公”按键，房间内 的吊灯、装饰画前的射灯、办公桌上方的嵌入式日光灯以及位于柱边、墙边的定向 射灯能分别自动达到80%、50%、70%、以及20%的照度，营造一种安静、明快，同时 又不乏庄严的效果。会客模式 领导入座后，如有客人来访，总经理只需按一下“会客”按键，吊灯 自动达到40%，射灯、正前方的冷光源日光灯、柱边墙边的定向射灯、位于房间中 央的低压射灯以及灯槽内的洗墙灯都分别达到60%、80%、50%、50%以及30%，衬托 出房间的气派和明亮，代表了友好和欢迎。休息模式午休时，只需按一下“休闲”场景按键，房间内的主照明全部变暗，灯槽内的槽灯调到合适的亮度，达到休息的目的。离开模式领导离开时，按一下“OFF”按键，房间内的灯光能延时数秒钟或数分钟（根据预设值）后熄灭。4.4地下车库灯源：车道日光灯等照明光源。控制内容：开光量回路控制。控制方式：车来灯亮，车走灯灭。在车库入口管理处内安装智能照明液晶显示触摸屏控制，用于车库灯光照明的手动控制。平时在系统中央控制主机的作用下，车库照明处于自动控制状态。车库照明根据使用情况分为几个状态： 早晨模式与晚间模式，车辆进出繁忙，车库照明处于全开状态。白天，由于有日光， 可适当降低照度，节省能耗。平时只开车道灯，如需观察车辆，可就地开启局部照 明，经延时后关闭。据实际照明及车辆的使用情况，可将一天的照明分成几个时段， 比如上午、中午、下午、晚上、深夜五个时段，通过软件的设置，在这些时段内， 自动控制灯具开闭的数量，以达到控制区域不同的照度方式以供照明，这样使灯光 的照明得到了有效的利用，又大大地减少了电能的浪费，保护了灯具，延长了灯具 的使用寿命。如有特殊需要，可在管理室用按键开关，手动开启或关闭照明。当符 合了自动控制的要求时，系统会自动恢复到自动运行的状态，无需手动复位。五、施耐德奇胜C-BUS智能照明控制系统简介5.1公司简介奇胜（Clipsal）公司于1920年创立于澳大利亚，已成为电气配件产品领域的领 导者之一，以其创新和高质量而享誉亚洲。1920年：Alfred Gerard开发出一款可 调节、单一型号“clips all”的金属导线装置，并以此产品命名公司。公司引领了 多项生产突破，其中包括1930年推出的首个全澳大利亚开关（all-Australian switch）。二十世纪七十年代，奇胜公司开始向亚洲出口，随后澳大利亚各公司争 先效仿。著名的E系列配件成为亚洲地区非常受欢迎的产品。八十年代至九十年代， 奇胜依托其众多创新产品的优势继续拓展品牌，达到了市场的领先地位，并保持至 今。2003年，施耐德电气收购了奇胜公司。施耐德电气集团因为此次重要收购获得 了一个关键的细分产品，确保了集团在澳大利亚及亚太地区住宅电气配件市场的领 导地位，并占据了自动化和数据通信市场的制高点。5.2施耐德奇胜C-BUS系统原理介绍及系统组成5.2.1 C-BUS系统的基本原理C-BUS系统是一个分布式、总线型的智能控制系统，主要用于对照明系统的控 制。也可用于与消防、保安、门禁等系统；空调、窗帘、投影仪、电动幕布等设备 联动。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，由一根信号线 （5类线）将它们连接成网络，连接照明控制器的网络通讯速率为9600bps。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C-BUS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系统通过控制总线将所有单元器件连接成网络。总线上不仅为每个器件 提供36伏直流工作电源，还加载了控制信号。C-BUS通过系统编程使控制开关与 输出回路建立逻辑对应关系，因此在设计时更加简单、方便、灵活。5.2.2 C-BUS系统协议C-BUS系统遵从国际通讯协议标准，IEEE Standard 802.3 CSMA/CDCSMA/CD口为：Carrier Sense-Multiple Access-Collision Detection Carrier Sense-载波监听，判断网络上是否有其他的主机正在传送信号。 Multiple Access-多个主机连接在同一条电缆上。 Collision Detection-防止两个或两个以上的主机同时向总线上发送信息。5.2.3 C-BUS系统组成一个C-BUS系统是由系统单元、输入单元、输出单元三部分组成。系统单元支持整个系统的运行，例如电源模块等。输入单元负责将外部信号/指令传入系统，例如智能面板、传感器等。输出单元负责接收输入单元传送的信号并执行相应的操作，如调节灯光亮度 等。5.3施耐德奇胜C-BUS系统的优越性及应用范围5.3.1 C-BUS系统的优越性线路简单，安装方便，易于维护，节省大截面线材消耗量，降低建筑开发商 的投资成本和维修管理费用，缩短安装工期（20%左右），提高投资回报率。运用先进的电力电子技术，不但可实现单点、双点、多点、区域、群组控制、 场景设置、定时开关、亮度手自动调节、红外线探测、集中监控、遥控等多种 照明控制任务，而且可以优化能源的利用，降低运行费用。根据用户需求和外界环境的变化，只需修改软件设置，而非改造线路，就可 以调整照明布局和扩充功能，大大降低改造费用和编短改造周期，适合于商业、 工业、家居的不同使用要求。控制回路与负载分类，控制回路的工作电压为安全电压直流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单元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， 实现无人值守，提高物业管理水平。 C-BUS系统具有开放性，可以和其他物业管理系统(BMS)，楼宇自控系统 (BA)，保安及消防系统结合起来，符合智能大厦的发展趋势。5.3.2 C-BUS系统的应用范围C-BUS系统可对白炽灯、日光灯、节能灯、石英灯等多种光源调光，对各种场 合的灯光进行控制，满足各种环境对照明的要求。写字楼、学校、医院、工厂一一利用C-BUS时间控制功能使灯光自动控制， 利用亮度传感器使光照度自动调节，节约能源。可进行中央监控并能与楼宇自 控系统连接。修改照明布局时无需重新布线减少投资。剧院、会议室、俱乐部、夜总会一一利用C-BUS调光功能及场景开关可方便 地转换多种灯光场景，实现多点控制。可通过C-BUS控制空调、电扇、电动门 窗、加热器、喇叽、蜂鸣器、闪灯等其他设备。 体育场馆、市政工程、广场、公园、街道等室外公共场合照明一一利用C-BUS 的群组控制功能可控制整个区域的灯光。利用亮度传感器、定时开关实现照明 的自动化控制，利用C-BUS监控软件实现照明的智能化控制。智能化小区的灯光控制一一用智能化小区的路灯、景观灯的远程、多点、定 时控制，中央监控中心监控；小区会所、智能化家庭中灯光的场景、多点、群 组、远程控制；以及与其它家家庭智能控制器配合使用。酒店智能照明控制一一可广泛应用于酒店的大堂、休息厅、咖啡厅、贵宾室、 走廊等公共区域及泛光照明。定时控制、感应控制、场景控制与本地控制结合， 并可在总服务台或中央控制室进行集中管理。亦可用于客房区域设备的本地或 远程控制。六、主要设备技术参数智能化控制系统是由系统单元、输入单元、输出单元三部分组成。系统单元包括：主机、PC接口等；输入单元包括:、八键智能等；输出单元包括：智能继电器，智能调光器、红外输出单元等；6.1 PC 接口C-Bus 输入电压 DC 15-36V5500PCPC 接口RS232 (DB9 接头)工作温度0-45 C电流消耗32mA接线端子2个RJ45插槽安装方式35mm导轨外形尺寸72X85X 65mm(L XWXD)产品特性 提供PC和C-Bus网络的接口提供第三方软件监控C-Bus网络的标准的RS232接口导轨式安装通过非屏蔽的五类双绞线连接到C-Bus网络经由9针D型头或RJ45头串行电缆连接到个人计算机具同步通讯的时钟信号具软件可选择网络终端电阻 具单元通讯LED指示灯 具C-Bus通讯LED指示灯 随PCI模块附带一条顾DB9型头串行电缆符合CE执行标准型 号5500NB6.2网络桥DC 15-36V18mA0-45 C2个RJ45插槽35mm导轨72 X 85 X 65mm(L X W X D)C-Bus输入电压 电流消耗 工作温度 接线端子 安装方式 外形尺寸产品特性 连接多个C-BUS子网络以实现网络扩展和延长传输距离各子网络之间通过网络桥电气隔离软件可选择网络终端电阻和同步通讯的时钟信号模块的网络状态指示符合CE执行标准6.3室外型红外传感器E5750WPL既可以感知人的活动状况，也可以感知汽车的运动状态。产品参数:型号E5750WPLC-Bus输入电压DC 15-36VC-Bus总线电流消耗18mA工作温度0-45C安装高度2.4m探测距离18m探测角度110度网络最多允许数量100个防护等级IP666.4四路输出继电器产品参数表:型号L5504RVF L5504RVFP L5504RVF20P交流工作电源AC 220-240V带负载能力/路10A20AC-Bus输出电流200mA-C-Bus总线电流消耗不消耗电流不消耗电流工作温度0-45CC-Bus端接线端了两个RJ45插槽电源端接线端子线 径0.2-1.5mm2安装方式35mm标准导轨网络最多允许数量10个100个Remote Control线缆长度最长1000m其它提供Burden （单元地址为01）和System Clock6.5八路输出继电器产品参数表:型号L5508RVFL5508RVFP交流工作电源AC 220-240V带负载能力/路10AC-Bus输出电流200mA-C-Bus总线电流消耗不消耗电流工作温度0-45CC-Bus端接线端了两个RJ45插槽电源端接线端子线径0.2-1.5mm2安装方式35mm标准导轨网络最多允许数量10个100个Remote Control线缆长度最长1000m其它提供Burden （单元地址为01）和System ClockL550SRVF家列搜维图6.6十二路输出继电器L5512EVF系乱外田尺寸掬产品参数表:型号L5512RVFL5512RVFP交流工作电源AC 220-240V带负载能力/路10AC-Bus输出电流200mA-C-Bus总线电流消耗不消耗电流工作温度0-45CC-Bus端接线端了两个RJ45插槽电源端接线端子线径0.2-1.5mm2安装方式35mm标准导轨网络最多允许数量10个100个Remote Control线缆长度最长1000m其它提供Burden （单元地址为01）和System Clock产品特性 具有带200mA的C-Bus电源和不带电源两种型号能够通过C-Bus软件和自学习功能设定控制功能 能够在继电器上手动控制每一回路能够不通过C-Bus网络远程强制开关所有继电器回路具有绝缘保护功能 具有C-Bus网络状态、电源状态、负载状态的指示灯具有C-Bus系统时钟功能能够通过软件设定它的网络终端功能能够通过软件设定逻辑关系（与、或）通过软件能设定继电器的互琐功能 断电后能设定来电时的继电器状态 2个RJ45头能够与C-Bus网络连接 符合EMC、CE、RCM功能带有电磁式继电器触点通过软件设定继电器功能时能够不接入强电6.7 2A/4路调光器产品参数表:型号L5504D2AL5504D2AP交流工作电源AC 220-240V带负载能力/路2AC-Bus输出电流200mA-C-Bus总线电流消耗不消耗电流工作温度0-45CC-Bus端接线端了两个RJ45插槽电源端接线端子线径0.2-1.5mm2安装方式35mm标准导轨网络最多允许数量10个100个Remote Control线缆长度最长1000m其它提供Burden （单元地址为01）和System Clock泵列外里尺十：句产品特性在12位的道轨式安装上提供四路前沿触发的调光功能可以带有4路每路2A的负载确保无闪烁调光能够不通过C-Bus网络远程强制开关所有继电器回路每路都具有过载和过流保护功能 具有C-Bus网络状态、电源状态、负载状态的指示灯调光亮度的改变是线性的，确保在调节范围内亮度的改变是完全一致的能够通过软件设定它的网络终端和系统时钟功能能够通过软件设定逻辑关系（与、或）通过软件能设定继电器的互琐功能 断电后能设定来电时的继电器状态 2个RJ45头能够与C-Bus网络连接 符合CE、EMC标准具有手动旁路开关主要用于普通灯源（如石英灯、电子节能灯、白炽灯）的调光6.8 Neo开关E5052NL 双键/ E5054NL 四键 / E5058NL 八键带红外接收，背景灯，双色指示灯转换、自学习功能、场景功能等，更薄更轻， 功能更强。产品参数表：型号E505-X系列C-Bus输入电压DC 15-36VC-Bus总线电流消耗22mA定时范围1S-18H，12M，15S调光控制0-255可调工作温度0-45C网络最多允许数量100个6.9 6路20A专业级调光器产品参数表:型号L5106D20LP交流工作电源单相220或三相供电380带负载能力/路20A最大输出电流20AC-Bus总线电流消耗22mA工作温度0-45CC-Bus端接线端了两个RJ45插槽电源端接线端子线径0.2-1.5mm2安装方式壁挂式安装网络最多允许数量100个Remote Control线缆长度最长1000m其它提供Burden （单元地址为01）和System Clock产品特性在12位的道轨式安装上提供四路前沿触发的调光功能可以带有4路每路2A的负载确保无闪烁调光能够不通过C-Bus网络远程强制开关所有继电器回路每路都具有过载和过流保护功能 具有C-Bus网络状态、电源状态、负载状态的指示灯调光亮度的改变是线性的，确保在调节范围内亮度的改变是完全一致的能够通过软件设定它的网络终端和系统时钟功能能够通过软件设定逻辑关系（与、或）通过软件能设定继电器的互琐功能 断电后能设定来电时的继电器状态 2个RJ45头能够与C-Bus网络连接 符合CE、EMC标准具有手动旁路开关主要用于普通灯源（如石英灯、电子节能灯、白炽灯）的调光6.10触摸屏产品参数表:型号无逻辑功能：SC5000CT2 5050CT2 BK 5050CT2 GB 5050CT2 WE 5050CT2-28 5050CT2 GF 5080CT2-3 5080CT2-6 5080CT2-7 BB5000CT2 BS5000CT2带逻辑功能：SC5000CTL2 5050CTL2 BK 5050CTL2 GB 5050CTL2 WE 5050CTL2-28 5050CTL2 GF 5080CTL2-3 5080CTL2-6 5080CTL2-7 BB5000CTL2 BS5000CTL2C-Bus输入电压DC 15-36VC-Bus总线电流消耗65mA工作温度0-45C控制数量支持 10 个 APPLICATION , 每个 APPLICATION 允许 255 个 Group Address网络最多允许数量10个功能开关、调光、定时LCD精度（4.7 英寸）100mmX75mm （宽 X 高） QVGA, 320*240 像素安装尺寸：底盒安装133X106X40功能：开关与调光、时间设定、用户预设、系统自诊断工具、多功能图形界 面及控制页面设置、C-Bus网络信息、红外遥控、场景与定时程序调用、背 景灯光控制调整、时钟与日期显示、密码保护;E11S