KNX總線(xiàn)在智能樓宇中的設計應用

1 引言

在環(huán)境污染和能耗問(wèn)題日趨嚴重的今天，人們也開(kāi)始關(guān)注建筑的節能。據統計我國建筑能耗的總量逐年上升，在能源總消費量中所占的比重已達到 27.45%，而且隨著(zhù)城市化進(jìn)程的加快和人民生活質(zhì)量的改善，該比重還將上升至 35%。如此巨大的比重，讓我們看到建筑節能的前景，將來(lái)更多建筑能源的節省要從采用合適高效的控制系統來(lái)獲得。

節約能源是當今社會(huì )的主題。安科瑞ASL系列智能照明控制系統能夠通過(guò)合理的管理，根據不同日期、不同時(shí)間、不同的照度，按照各個(gè)功能區域的運行情況預先進(jìn)行光照度的設置，不需要照明的時(shí)候，保證將燈關(guān)掉。使用最經(jīng)濟的能耗提供最舒適的照明，從而大大降低了建筑的能耗。

2.KNX總線(xiàn)簡(jiǎn)介

安科瑞ASL系列智能照明控制系統采用KNX總線(xiàn)進(jìn)行系統中各模塊間的通訊。KNX通信協(xié)議標準化程度比較高，且具有良好的開(kāi)放性、交互性、可靠性、安全性。

2.1 系統特點(diǎn)

KNX協(xié)議在歐洲的家庭自控和樓宇自動(dòng)化市場(chǎng)占有主導地位，在北美也有良好的市場(chǎng)表現，并被美國納為家庭自控的標準之一。最近其在國內的發(fā)展速度也很快，己經(jīng)有多個(gè)成功的應用范例。KNX支持多種物理通信介質(zhì)，支持各種網(wǎng)絡(luò )拓撲結構，帶有沖突檢測的CSMA機制能夠有效的避免數據發(fā)生碰撞。KNX系統屬于分布式系統，通過(guò)組地址的方式使設備之間的通信非常簡(jiǎn)單，而且如果某個(gè)設備出錯也不會(huì )對整個(gè)系統的正常工作造成影響。KNX系統的最大特點(diǎn)是其開(kāi)放性與互操作性，不同廠(chǎng)家的產(chǎn)品都能互相兼容。

安科瑞ASL系列智能照明系統采用最新的KNX設備模型，它是為處理復雜的KNX設備而特別定義的。主要的優(yōu)點(diǎn)在于擴展了可用通信組對象和組地址的數量。以前的設備模型限制到255個(gè)通訊對象和組地址。新模型理論上允許高達65535個(gè)通信組對象和組地址，這能大大擴展KNX應用項目的規模和應用多樣性。為了達到這個(gè)目的，通信表(組地址表、關(guān)聯(lián)表、組對象表)的格式進(jìn)行了重新定義并優(yōu)化了其搜索算法，保證系統高效運行。

2.2 系統組成

智能照明控制系統是KNX智能樓宇控制系統的組成部分，它可以與空調、暖通、安防、能耗監測等共同集成與智能樓宇控制系統中，如圖1所示。在這個(gè)系統中可以實(shí)現手動(dòng)控制或通過(guò)傳感器自動(dòng)控制;分散或者是集中的控制功能;各個(gè)系統之間的聯(lián)動(dòng)控制等。

2.3 系統架構

KNX系統的基本構成是由KNX元件通過(guò)總線(xiàn)連接成一條支線(xiàn)(Line)，幾條支線(xiàn)組成一個(gè)區域(Area)，幾個(gè)區域構成一個(gè)大的系統。這其中，一條支線(xiàn)可以最多連接64個(gè)KNX總線(xiàn)元件，每個(gè)區域最多可以容納15條支線(xiàn)，每個(gè)系統最多可以有15個(gè)區域，系統架構如圖2所示。

3 智能照明系統的應用

智能照明系統按控制功能可分為：時(shí)鐘控制、照度控制、場(chǎng)景控制、人體感應控制、手動(dòng)控制、應急照明控制等。表1列出了不同應用場(chǎng)所的主要控制方式。接下來(lái)對幾個(gè)典型應用場(chǎng)合進(jìn)行了描述。[/p]

3.1會(huì )議室智能照明控制

通過(guò)安裝在會(huì )議室的智能按鍵面板可以很方便的實(shí)現會(huì )議室內所有燈光的開(kāi)/關(guān)、亮度調節空調開(kāi)/關(guān)、窗簾升/降/停/百葉角度調整、投影幕的升/降;通過(guò)人體感應控制的方式實(shí)現會(huì )議室有人開(kāi)燈、無(wú)人延時(shí)關(guān)燈;在智能按鍵面板內根據需要設置了不同的場(chǎng)景，如：入場(chǎng)場(chǎng)景、投影場(chǎng)景、會(huì )議場(chǎng)景、休息場(chǎng)景、清潔場(chǎng)景、全開(kāi)場(chǎng)景、全關(guān)場(chǎng)景等，只要輕觸面板就可以輕松的在工作人員需要的時(shí)候對各個(gè)場(chǎng)景之間進(jìn)行切換;會(huì )議室的影音設備可以通過(guò)智能按鍵面板結合紅外發(fā)射設備，來(lái)進(jìn)行對電視、空調、影音設備等的控制。

3.2展示場(chǎng)館智能照明控制

通過(guò)中控系統、現場(chǎng)面板及人體感應器管理展館內的所有照明設備。分別在準備時(shí)段、營(yíng)運時(shí)段、清場(chǎng)時(shí)段、閉館時(shí)段定義不同的照明模式;普通展區的照明采用開(kāi)關(guān)控制方式。在無(wú)人的展區僅開(kāi)啟基本照明，有人進(jìn)入時(shí)，通過(guò)人體感應器自動(dòng)啟動(dòng)參觀(guān)照明模式。

對重要展區的照明采用調光控制方式。當有人接近藏品或展柜時(shí)，系統將燈光適度調亮，無(wú)人時(shí)自動(dòng)調暗。閉館時(shí)關(guān)閉照明。光線(xiàn)變化緩慢柔和。

3.3外立面泛光照明/景觀(guān)照明

外立面的泛光照明及景觀(guān)照明可采用光線(xiàn)感應和定時(shí)控制相結合的方式進(jìn)行自動(dòng)化控制。當光線(xiàn)變暗時(shí)，通過(guò)光線(xiàn)感應自動(dòng)開(kāi)啟大部分泛光照明，到午夜后，通過(guò)定時(shí)器模塊自動(dòng)將部分燈光關(guān)閉，只留下少部分燈光，到天亮時(shí)通過(guò)光感自動(dòng)將剩下的燈光關(guān)閉，整個(gè)過(guò)程完全自動(dòng)化并有很好的節能效果。在節日期間或有重大的活動(dòng)的時(shí)候，可通過(guò)中控將所有的泛光照明和景觀(guān)照明打開(kāi)。

4 結束語(yǔ)

在在智能樓宇項目開(kāi)發(fā)過(guò)程中，作者發(fā)現目前有很多廠(chǎng)家在研發(fā)生產(chǎn)相互之間不能兼容的智能樓宇控制系統，這給用戶(hù)后期維護和擴展造成一定的困擾，也阻礙了行業(yè)的發(fā)展。KNX總線(xiàn)作為智能樓宇行業(yè)的國際標準，經(jīng)過(guò)了20余年市場(chǎng)考驗，具有很大優(yōu)勢。但目前KNX核心技術(shù)仍然只被少數外國企業(yè)掌握。KNX核心技術(shù)的高昂使得KNX技術(shù)在國內主要應用于大型公共設施而難以應用于家庭，也制約了KNX技術(shù)的推廣。實(shí)現KNX設備的完全國產(chǎn)化將對于KNX技術(shù)，乃至智能樓宇產(chǎn)業(yè)有一個(gè)良好的推動(dòng)作用。