地下车库智能照明控制系统.doc

xxxxxx地下车库智能照明控制系统

技术方案书

xxxx自动化控制系统有限公司

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兰州石油化工公司12#街区A区住宅楼地下车库智能照明控制系统
目录
一、前言 1
二、TS-BUS智能照明控制系统简介 2
1 KNX/EIB总线标准 2
2 EnOcean技术 3
3 TS-BUS系统控制原理图 5
4 TS-BUS系统在地下停车场应用中的优点 6
4.1 能满足用户科学化管理的要求 6
4.2 满足停车场经济性运行要求 6
4.3 保证停车场安全可靠 7
4.4 安装便捷，节省电缆 7
4.5 延长灯具寿命 7
三、方案设计 9
1 工程概况 9
2 设计要点 9
2.1 定时控制 9
2.2 感应控制 10
2.3 面板控制 11
2.4 集中控制 11
3 节能体现 12
3.1 TS-BUS 系统安装前后电费支出对比（理论计算值） 12
3.2 安装智能照明控制系统的优越性 14
4 综述 14

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一、前言
与地面建筑相比，地下建筑最大的特点是天然采光少，主要依赖人工措施照明。另外，地下建筑的环境对灯具及线路影响较大。因此，地下照明使用时间长、对照度和可靠性要求高。地下车库照明系统最大的特点在于需要长时间运行，即使是在使用的低峰期也需要在一些特殊的部位保持一定的照度。对于很多地下车库而言，不管有人没人，灯具都处于打开状态。有的物业管理单位采用更换更小瓦数的灯具或人为的使部分灯具不工作（拆除启动器等）来降低车库的运行成本，这些方法都是不可取的。
随着科技进步和社会发展，对照明系统的节能和科学管理提出了更高的要求。但在目前能源问题突出，资源相对匮乏的背景下，如何将先进的技术运用到智能建筑中，在为人们提供安全、舒适、便捷的生活环境的同时，又要优先选择节约能源的新技术产品已经成为智能建筑设计当中必须考虑的问题。因此，在地下建筑中，应把智能照明作为智能化系统重要的组成部分来考虑，合理选用光源、灯具及性能优越的照明控制系统，提高照明质量和节能效果。
TS-BUS智能照明控制系统利用先进的KNX技术、EnOcean自获能式无线传感技术、计算机技术等，将各种用电设备有机地结合在一起，通过集约化的能源管理方式，实现能源的合理利用和分配，更加低碳、节能。
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二、TS-BUS智能照明控制系统简介
TS-BUS智能照明控制系统是基于KNX/EIB总线标准和EnOcean自获能式无线传感技术设计的建筑电气控制系统，是天溯从节能增效角度出发，对建筑照明灯具实现智能化自动控制的全新解决方案。
1 KNX/EIB总线标准
1990年5月8日，以ABB、SIEMENS、MERTEN、GIRA、JUNG等共七家欧洲著名的电气产品制造商为核心组成联盟，制订了欧洲安装总线规范（European Installation Bus），成立了中立的非商业性组织EIBA（European Installation Bus Association，欧洲安装总线协会），EIBA会员生产的产品的销售额占据了欧洲楼宇、家庭自动化设备销售额的80%。
EIB系统在欧洲被称为European Installation Bus，即欧洲安装总线。在亚洲则是指Electrical Installation Bus，即电气安装总线。迄今为止，已有一百多家制造厂商成为了EIBA的会员，按照开放的EIB标准生产能够相互兼容和交互操作的各种元器件，各类产品品种多达4000多种，几乎覆盖了建筑中各个行业和各种用途的需要。经过十多年的发展，EIB不仅成为事实上的欧洲标准，也被成功地引入世界各地，2000年时在IEC国际现场总线标准大会上被作为提名国际标准之一。1999年，EIB技术开始被引入中国，在短短的几年多时间内，以其优越的性能和质量获得了很大的成功。2007，被中国控制网络HBES技术规范住宅和楼宇控制系统吸收为国家标准，GB/Z 20965-2007。
KNX/EIB系统是目前世界上最先进、应用最广泛的总线控制技术。传感器（例如按钮）与驱动器之间用单根双绞线连接（DC24V控制电压），可采取串接连接或菊花链式连接，每个智能元件之间都可互通信息。由传感器发出指令，相应的驱动器执行动作，输出一个或一组触点，以实现对灯光等用电设备的控制。与传统控制不同的是，传感器和驱动器之间的对应控制关系不是通过各种复杂的线缆连接实现，而是通过该系统专用的ETS编程应用软件进行定义、组合，再通过接口下载到每个元件。

2 EnOcean技术
EnOcean是一种基于微弱能量收集技术的无线通信标准。TS-BUS基于EnOcean标准开发的自获能式无线传感器，能够从光、热、电波、振动、人体动作等获得微弱能量供电，而不需要额外提供能量。传感器利用868.3MHz频带进行无线通信，实现高达125Kbps的传输速率。结合微弱能量收集技术和高效的无线通信技术，TS-BUS实现了真正的方便安装和免维护的智能无线传感器。

3 TS-BUS系统控制原理图

4 TS-BUS系统在地下停车场应用中的优点
地下停车场的主要用电设备是灯具，采用TS-BUS智能照明控制系统不仅可满足便捷控制、灯光效果等要求，而且有可观的节能效果及灯具寿命的延长效果，又能在降低运行费用中得到经济回报。
4.1 能满足用户科学化管理的要求
照明系统自动化是实现车库科学化管理的必要条件，传统控制对照明的管理是人为化的管理，采用人工控制方式，必须一路一路地开或关，在管理上需要投入大量的人员，无法实现科学化管理。而且，在停车场应用场合，相对于楼宇控制中常见的DDC控制方式TS-BUS智能控制具有更多的优势，如下图：
TS-BUS
BA DDC
有现场智能面板，控制方便，更安全
无现场智能面板
现场智能面板具有防误操作/防乱按功能，使用更安全
无此功能
灯光控制模块可直接控制负载，最大16A，不需要接触器
通过DDC控制接触器，控制环节多
灯光控制模块中的触点具有自锁功能，更安全
通过DDC控制接触器，接触器的触点不具有自锁功能
灯光控制模块直接控制负载，无接触器，安装体积小
通过DDC控制接触器，安装体积大
灯光控制模块和MCB安装在同一照明箱中，节省箱体
DDC需要单独安装箱体，MCB和接触器也需要箱体
全分散结构，即使没有上位主机，系统仍可正常工作
需要上位主机
TS-BUS智能照明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个停车场的管理。操作人员只需轻按鼠标，即可对每个区域的照明进行控制，同时还可以通过电脑及时掌握整个系统的照明状态，并能轻而易举地实现定时控制、场景控制等多种智能方式，把照明节能效率发挥到最佳状态。
4.2 满足停车场经济性运行要求
未采用智能照明控制系统的停车场，大部分采取拆卸日光灯的做法来实现照明节能。采用类似这种方式节能的最大问题是，车库地面照度远远低于国家规定的标准，有的车库地面照度甚至低于30Lx。照度不足容易导致驾驶员误判，引发事故发生，并容易激起物业管理人员与业主之间的矛盾。
采用TS-BUS智能照明控制系统的停车场，可实现不同时段、不同需求的不同合适照度。管理员能够通过现场智能面板进行场景控制，一个按键即可实现“全开”、“车位”、“车道”等场景。
4.3 保证停车场安全可靠
现代化建筑有多种报警措施及安全服务，各系统间相互结合，并以计算机网络的形式实现，在各种紧急突发事件中，能作出迅速果断的处理，为建筑的安全提供了可靠的保障。TS-BUS系统留有报警系统接口，加入开关量输入模块，报警信号一旦接入，可以联动灯光进行动作。
4.4 安装便捷，节省电缆
智能照明系统采用二芯线控制，用KNX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
未采用智能控制时：大部分区域的灯光在白天处于常亮的状态。
采用智能控制后：灯具根据控制需要，用自动定时控制和手动软件操作，合理打开所需区域所需回路的灯光，避免不必要灯光的电能消耗。
由于让灯具科学地轮换“休息”或零星运行，大大地延长灯具的使用寿命，降低灯具的使用成本。

TS-BUS系统是一个基于开放式的 EIB/KNX总线标准 ，针对现代建筑的控制需要而产生的一套智能建筑控制系统。此系统具备开放性、分布式、兼容性、稳定性及安全性高的特点 ， 同时具备强大的可扩展性及施工简单的优势 ， 且EIB/KNX在国内已成功使用近十年。
系统工作原理如图所示。

TS-BUS 工作原理图
系统元件分为三类 ： ① 传感器 ； ② 执行器 ；③ 系统元件。此三类元件除电源模块外大部分均内置处理器及存储器 ， 通过一根TS-BUS!总线电缆连接起来，每个模块通过唯一的物理地址与其它模块相区别 ， 经过编程后的组地址设定各种功能，传感器送出组地址信号后通过器判断执行器做出相应的动作。

三、方案设计
1 工程概况
xxxx项目总建筑面积为350240平方米，总占地面积135亩。规划13栋楼，2100多户，6栋小高层，7栋高层。户型面积92-180。建筑上采用欧式风格建筑，项目尊重环境生态、建筑融于自然景观的同时，将“情感归宿社区、人与自然和谐”融入到整体设计思想之中。

2 设计要点
2.1 定时控制
在系统中央管理控制主机的作用下，此区域的照明处于自动控制状态，控制逻辑可以根据要求进行调整设定。车库位于地下室，常年光线阴暗，根据实际照明及车流量的情况，可将一天的时间分成几个时段，比如上下班高峰、平时、下班后至午夜、午夜至早晨四个时段，通过软件的设置，在这些时段内，自动控制灯具开闭的数量，以达到受控区域不同的照度，这样灯光的照明既得到了有效的利用，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，在平时时段开启部分照明回路来提供基本照明（例如，只开启坡道、车道处的部分照明，车位部分照明全部关闭）；上下班高峰期间，车辆进出繁忙，车库照明处于全开状态；下班后至午夜期间开启比平时工作时段更少的照明回路或关闭所有回路；午夜至早晨，关闭所有的回路，如有车辆驶入驶出，可根据人体感应器来自动控制灯的开闭。如有特殊需要，可在集中管理中心用电脑监控界面开启或关闭照明。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。

2.2 感应控制
通过在车道上方、车库上方、通道口安装移动感应器的方式对照明进行控制，当过道有车辆通过时，联动打开相应区域的灯光，车走后延时关闭灯光。当人经过时，联动打开相应区域的灯光。无人时延时关闭，节约能源，实现移动感应器的控制功能。

2.3 面板控制
在整个地下车库灯光管理系统中，无需和传统灯控一样每个回路安装一块面板。目前针对在监控中心内和每个区域安装智能面板，用于物业管理人员巡查，便于处理突发事件，控制地下车库开启或关闭全部灯光。

2.4 集中控制
中控软件装在中控室的电脑上，通过软件控制，可以实现：

自动功能：场景随设定时间自动切换。
手动功能：一键操作可以实现总控开闭或者单回路开闭控制 。
3 节能体现
3.1 TS-BUS 系统安装前后电费支出对比（理论计算值）
兰州银滩雅苑地下车库A区分为12个防火分区，各种照明设备回路约为131个，每个回路功率大约为0.88KW，整个地下车库的功率为131*0.04*22=115KW。安装前后电费支出对比：
A 未安装

控制方式：手动控制，配电箱微断路器操作。

白天（6:00--23:00）灯光全亮。夜晚（23:00--6：00）1/3灯光打开。
每天消耗电能： 115*17+115*(1/3)*7=2223.3kW.h
全年消耗电能：2223*365=811 516kW.h
按商业用电1元/kW.h计算全能支付电费：
811 516kW.h*1=81 1516元

B 安装系统后

控制方式：车流量大时：软件定时控制；其他时段：移动感应器控制。

按每天白天地下车库车流量比较大的时间段（7:00-8：30,17:00-18:30）用定时功能开启灯光共3个小时，其他时间保持部分车道灯光亮起，其他灯光均有移动感应器控制，做到车来灯亮，车走灯灭。这个时间段灯光亮起时间假设为3个小时。
每天消耗电能： 115*6=690kW.h
全年消耗电能：690*365=251 850kW.h
按商业用电1元/kW.h计算全能支付电费：
251 850*1=25 1850元

节能数据
每天节约电能：
2223.3-690 =1533kW.h
全年节约电能：
811 516-251 850=559 666kW.h
全年节约电费：
559 666*1=55 9666元

3.2 安装智能照明控制系统的优越性
A 延长灯具使用寿命：由于让灯具科学地轮换“休息”或零星运行，可以大大地延长灯具的使用寿命，降低灯具的使用成本。
B 节约安装及施工费用：过去为达到节能的目的，给每一组灯送一条线缆，从集中控制点到用电终端，要用大量的线缆和接触器才能实现。在采用了TS-bus系统后，由于用一根2*0.8*0.8的线将各个开关控制箱的控制器连接起来，通过计算机终端实现桌面控制，便可控制到每一组灯具，无需大量的线缆及强电器材，完善的软件系统通过合理的实时程序就可科学运行，仅此一项节约的电缆费用就是相当大的。
C 节约劳动成本：商场面积比较大，灯具位置比较分散，过去下班关灯，一个值班人员，跑到每一个楼层，每一个配电箱关闭灯光，花费时间至少为一个小时，一天就需要花费两个小时在开闭灯光方面。如碰到特殊情况开闭少数灯光，就需要花费更多时间去测试回路才能开闭某些灯光。在采用了TS-bus系统后，只需要在中控室一键操作，即可实现开闭功能。不需要在此方面花费更多的人力和精力。
4 综述
总之，随着TS-bus智能建筑控制系统在中国市场的进一步推广， TS-bus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。