1 概述
深圳寶安體育館位于深圳市寶安區(qū)城市景觀主軸線上,是新中心區(qū)三大標(biāo)志性建筑之一。
體育館智能照明控系統(tǒng)是愛(ài)瑟菲公司在多年從事體育館照明控制產(chǎn)品設(shè)計(jì)生產(chǎn)基礎(chǔ)上,總結(jié)用戶需求,跟蹤國(guó)內(nèi)外最新技術(shù),面向高級(jí)體育館而設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的新一代控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)全面兼容國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP協(xié)議和以太網(wǎng)技術(shù),不需要單獨(dú)布線,可以直接在體育館已有寬帶網(wǎng)絡(luò)綜合布線上實(shí)現(xiàn)對(duì)體育館狀態(tài)與信息進(jìn)行監(jiān)控和管理的功能。整個(gè)系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信管理軟件和智能控制硬件系統(tǒng)設(shè)備兩部分組成。采用成熟的以太網(wǎng)TCP/IP通信協(xié)議和大型SQL?。樱澹颍觯澹颍蛻?服務(wù)器模式)數(shù)據(jù)庫(kù),保證了整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性,克服了目前國(guó)內(nèi)其它公司普遍采用的上一代體育館照明控制系統(tǒng)RS-485總線聯(lián)網(wǎng)方法速度慢、可靠性較差以及多種網(wǎng)絡(luò)布線復(fù)雜、重復(fù)建設(shè)等各種問(wèn)題。
愛(ài)瑟菲智能照明控制系統(tǒng)采用領(lǐng)先的電子技術(shù)和優(yōu)質(zhì)原材料,全面提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性、可靠性及擴(kuò)張性,為體育館降低了能源消耗及人力成本,充分地體現(xiàn)了體育館“人性化”、“智能化”、“綠色化”的管理新風(fēng)尚。
2 需求分析
寶安體育館作為大量使用燈光的建筑,對(duì)智能照明的需求具有以下特點(diǎn):
控制區(qū)域類型較多,包括地下一層、主場(chǎng)、副場(chǎng)、場(chǎng)地照明、公共應(yīng)急照明,室外照明等。
主賽場(chǎng)地是體育場(chǎng)館的主體部分,按照比賽需求通常將主賽場(chǎng)地照明分為8種不同的照明控制模式即全開(kāi)模式、全關(guān)模式、電視轉(zhuǎn)播模式、專業(yè)訓(xùn)練模式、國(guó)際比賽模式、國(guó)內(nèi)比賽模式、觀眾席照明模式、應(yīng)急照明模式。
燈光耗能量大,因此對(duì)于照明節(jié)能的要求高,效果要求顯著;人流量和照明量存在線性比例關(guān)系,人流量越多,需要打開(kāi)的光源就越多;
體育場(chǎng)館通常具有燈具回路多、功率大、布燈分散的特點(diǎn),并且使用時(shí)需要不同場(chǎng)景來(lái)滿足不同場(chǎng)合的功能需求。
傳統(tǒng)的照明回路是從斷路器接到開(kāi)關(guān)再到燈具上,因?yàn)轶w育場(chǎng)館回路多,造成去控制室的電纜眾多,所以橋架尺寸越裝越大,消耗了很多線材和和橋架。
而智能照明控制系統(tǒng)的輸出繼電器和斷路器一起安裝在配電箱內(nèi),多個(gè)配電箱分布在體育場(chǎng)館區(qū)域的各個(gè)地方,采用RVVP4*1.0線多個(gè)配電箱連接起來(lái),再用RVVP4×1.0線接至現(xiàn)場(chǎng)控制面板,再連接到控制室,在控制室內(nèi)就可以用面板來(lái)控制整個(gè)體育場(chǎng)館的照明,而且通過(guò)這種方式,可以節(jié)省大量的線材和橋架。
傳統(tǒng)方式若要實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)、區(qū)域控制等復(fù)雜的功能時(shí)線路特別復(fù)雜;而智能照明控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)控制、區(qū)域控制等功能時(shí)的線路卻非常簡(jiǎn)單。
體育場(chǎng)對(duì)于燈光有較高的指標(biāo)要求,在不同的區(qū)域、不同的場(chǎng)合來(lái)設(shè)置不同的場(chǎng)景。
根據(jù)IISFREE公司和項(xiàng)目施工設(shè)計(jì)單位針對(duì)本項(xiàng)目的直接溝通交流,并結(jié)合以往IISFREE在其它體育館項(xiàng)目實(shí)施中的實(shí)際經(jīng)驗(yàn),對(duì)于該項(xiàng)目各控制區(qū)域需要用到的控制方法分析如下表。
3 系統(tǒng)功能
?。?)增加了產(chǎn)品安全性能
?。?)通訊總線保護(hù)技術(shù)
1)實(shí)時(shí)檢測(cè)線路電壓,并在主控站顯示;
2)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)總線的短路、短路情況;
3)通訊口隔離技術(shù),防止電浪涌燒毀通訊芯片;
4)抗雷擊功能,防止雷電燒毀通訊芯片;
對(duì)通訊線路采用10/700uS、4kV雷擊模擬測(cè)試,其輸出端波形下圖所示。從圖中可以看出,10/700uS、4KV的雷擊模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)保護(hù)電路后電壓增量為8V,該電壓限制在-7V到+12V的安全范圍內(nèi)。
?。?)開(kāi)關(guān)控制模塊都采用機(jī)械自鎖繼電器
主要優(yōu)點(diǎn):
1)自鎖型繼電器平時(shí)不消耗電流;
2)由于電感線圈平時(shí)不通電,沒(méi)有工作電流和工作噪音;
3)沒(méi)有彈簧機(jī)構(gòu),工作壽命長(zhǎng);
4)平時(shí)工作狀態(tài)下幾乎不產(chǎn)生熱量;
體育場(chǎng)內(nèi)部有大量密集的金鹵燈、高壓鈉燈光源,大功率氣體放電燈有個(gè)工作特點(diǎn),就是一般要預(yù)熱10分鐘時(shí)間,并且中途熄滅后,需要5~15分鐘才能重新點(diǎn)亮,要想中途不熄滅,停電時(shí)間不能大于20ms。但是,使用智能照明模塊后,4ms切換的EPS系統(tǒng)會(huì)導(dǎo)致單片機(jī)的重新啟動(dòng)(1個(gè)時(shí)鐘周期的掉電就會(huì)重新復(fù)位),啟動(dòng)的時(shí)間為64ms,會(huì)導(dǎo)致普通繼電器的斷開(kāi)和閉合間隔>64ms,從而導(dǎo)致氣體放電而使燈的熄滅。
傳統(tǒng)繼電器結(jié)構(gòu)與自鎖繼電器結(jié)構(gòu)對(duì)比圖如下(左為傳統(tǒng)繼電器,右為自鎖繼電器):
?。?)過(guò)零斷開(kāi)技術(shù)
過(guò)零點(diǎn)的概念:
繼電器在將要閉合的瞬間,由于存在一定的電阻(還未完全吸合),因此如果存在電流,就會(huì)產(chǎn)生很大的熱量,燒蝕繼電器觸點(diǎn)。
同樣,在繼電器斷開(kāi)的瞬間,如果還存在電壓,會(huì)產(chǎn)生電弧,電弧一直到下一個(gè)過(guò)零點(diǎn)才會(huì)熄滅。電弧同樣會(huì)減少觸點(diǎn)的壽命。
交流電的周期是50赫茲,即每隔10ms就有一個(gè)過(guò)零點(diǎn)。
建筑中經(jīng)常需要應(yīng)付大功率回路,為了延長(zhǎng)繼電器的壽命,將普及歸零點(diǎn)斷開(kāi)技術(shù)。我們進(jìn)行10萬(wàn)次的測(cè)試,繼電器開(kāi)關(guān)10萬(wàn)次的時(shí)候,使用過(guò)零檢測(cè)技術(shù)的繼電器完好如新,但是沒(méi)有使用這個(gè)技術(shù)的繼電器觸點(diǎn)已經(jīng)嚴(yán)重?zé)g。
4 與其它系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)
照明控制系統(tǒng)提供與BA系統(tǒng)的集成聯(lián)動(dòng)輸入接口,采用國(guó)際通用的MODBUS開(kāi)放協(xié)議接口??刹⑷耄拢料到y(tǒng)實(shí)行對(duì)整個(gè)照明系統(tǒng)實(shí)行集中監(jiān)控。
通過(guò)OPC SERVER 進(jìn)行連接。采用TCP/IP協(xié)議的硬件網(wǎng)關(guān),通過(guò)OPC方式與BA/BMS服務(wù)器通信,并提供RJ45接口與LAN相連。該方式可以實(shí)現(xiàn)與BA/BMS的實(shí)時(shí)、完全連接。BA系統(tǒng)集成商可以采用標(biāo)志方式進(jìn)行眾控應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā),相對(duì)簡(jiǎn)單,開(kāi)發(fā)周期短,實(shí)現(xiàn)成本較低。軟件OPC-SERVER,安裝OPC-SERVER軟件的電腦通過(guò)LAN與系統(tǒng)連接,應(yīng)用軟件可以OPC方式訪問(wèn)SERVER。
5 軟件主要功能
采用全中文、人性化的監(jiān)控軟件界面,軟件簡(jiǎn)單易學(xué),更符合中國(guó)人的審美觀點(diǎn)和使用習(xí)慣,大量的設(shè)計(jì)都基于管理人員,給物業(yè)管理帶來(lái)了極大的便利。
(1)分級(jí)管理
軟件具體分級(jí)管理:系統(tǒng)管理分為3級(jí),最高級(jí)可以進(jìn)行編程(根據(jù)實(shí)際需要更改場(chǎng)景等);高級(jí)操作員可以查看相關(guān)的數(shù)據(jù),但是無(wú)法進(jìn)行編程;一般操作員只可以進(jìn)行監(jiān)控;提高了系統(tǒng)的安全性,避免因人為的因素破壞原有的程序。
(2)開(kāi)關(guān)延時(shí)啟動(dòng)/關(guān)閉
延時(shí)啟動(dòng)/關(guān)閉:主要對(duì)照明回路進(jìn)行逐個(gè)或每個(gè)區(qū)進(jìn)行順序開(kāi)啟/關(guān)閉。一般寫(xiě)字樓用電量非常大,如果給這些照明同時(shí)送電將會(huì)造成很大的電沖擊。因此,需要逐路送電,智能照明現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行器能設(shè)置回路開(kāi)啟延時(shí),將各回路送電時(shí)間錯(cuò)開(kāi)(一般為1~10min間隔)。
?。?)設(shè)備故障報(bào)警
具備設(shè)備故障報(bào)警功能:軟件每隔5s會(huì)對(duì)總線上的所有設(shè)備進(jìn)行輪巡,一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障,會(huì)立即向監(jiān)控中心報(bào)告,同時(shí)以閃爍標(biāo)志向值班人員發(fā)出提醒,并準(zhǔn)確定位故障設(shè)備的真實(shí)位置,值班人員可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題,大大提高了系統(tǒng)的安全性和效率,這一功能對(duì)于物業(yè)管理意義重大。
?。?)總線短路報(bào)警
系統(tǒng)總線具備短路報(bào)警功能:一旦前端總線短路,軟件會(huì)出現(xiàn)報(bào)警提示,提醒值班人員及時(shí)排除故障。
?。?)節(jié)能分析功能
系統(tǒng)具備節(jié)能分析功能:物業(yè)管理方可以根據(jù)對(duì)安裝了智能控制系統(tǒng)的照明進(jìn)行節(jié)能分析,從而判斷哪些照明回路用電量較大,然后進(jìn)行總結(jié)分析、改進(jìn)該區(qū)域的控制方法,進(jìn)一步提高節(jié)能效率。
6 系統(tǒng)構(gòu)成
系統(tǒng)構(gòu)成示意圖見(jiàn)下圖所示。
7 設(shè)備指標(biāo)
7.1 網(wǎng)關(guān)(4口耦合器)
?。?)型號(hào):ASF.CP.4;
?。?)現(xiàn)場(chǎng)總線和以太網(wǎng)之間信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置;
?。?)有單口和四口兩種規(guī)格;
?。?)故障復(fù)位功能;
?。?)系統(tǒng)故障時(shí)復(fù)位按鈕;
?。?)傳輸距離:1.2km;
?。?)CPU工作狀態(tài)LED顯示;
(8)可測(cè)出總線電壓;
?。?)可讀取出廠日期;
?。?0)總線短路報(bào)警。
7.2 時(shí)鐘控制器
?。?)型號(hào):ASF.TM.8;
?。?)電壓:DC12~30V;
?。?)電流:200mA;
?。?)環(huán)境溫度:0℃~40℃;
?。?)濕度:20%~90%;
?。?)可編程周期數(shù):24個(gè);
?。?)每個(gè)周期數(shù)具有春夏秋冬四個(gè)模式;
?。?)每個(gè)周期數(shù)具有節(jié)假日模式;
?。?)每天最多24個(gè)時(shí)間點(diǎn);
?。?0)編程功能:PC機(jī)編程;
?。?1)可以根據(jù)設(shè)定的日出和日落時(shí)間發(fā)送指定的日出和日落場(chǎng)景;
?。?2)日出時(shí)間和日落時(shí)間可以根據(jù)設(shè)定的規(guī)則在春夏秋冬四個(gè)季節(jié)自動(dòng)轉(zhuǎn)換;
?。?3)每天可以定時(shí)發(fā)送場(chǎng)景;
?。?4)可以設(shè)定32個(gè)單次發(fā)送的場(chǎng)景;
(15)可以設(shè)定32個(gè)特殊日子的場(chǎng)景;
?。?6)日出場(chǎng)景、日落場(chǎng)景和每天定時(shí)發(fā)送的場(chǎng)景可以選擇星期六、星期天或者節(jié)假日是否執(zhí)行。
7.3 電源模塊
?。?)型號(hào):ASF.PW.24V;
?。?)輸出電壓:DC24V;
?。?)總線輸出電流:2A;
?。?)總線短路保護(hù);
?。?)環(huán)境溫度:-10℃~+40℃;
?。?)濕度:20%~80%;
(7)具有二口網(wǎng)橋功能;
?。?)標(biāo)準(zhǔn)35mm導(dǎo)軌式安裝結(jié)構(gòu)。
7.4 繼電器模塊
?。?)型號(hào):ASF.RL.4.20AZSF
ASF.RL.6.20AZSF;
?。?)每路最大負(fù)載20A;
?。?)可測(cè)量每回路電流,并傳送到中央監(jiān)控電腦;
?。?)故障復(fù)位功能;
?。?)工作環(huán)境:-10~55℃,0~95%RH;
?。?)觸點(diǎn)壽命≥10萬(wàn)次;
?。?)具備機(jī)械自鎖繼電器裝置,停電切換的狀態(tài)下可保持繼電器開(kāi)關(guān)狀態(tài)不變;
?。?)具有手/自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)及工作指示燈;
?。?)具有多回路順序延時(shí)啟動(dòng)功能;
?。?0)模塊自帶場(chǎng)景功能,可以接收來(lái)自網(wǎng)絡(luò)的場(chǎng)景控制指令來(lái)執(zhí)行某一場(chǎng)景,模塊最多可以存儲(chǔ)128?jìng)€(gè)場(chǎng)景;
?。?1)設(shè)備重啟可以設(shè)置選擇各回路為關(guān)狀態(tài)或者恢復(fù)重啟前狀態(tài);
(12)模塊執(zhí)行來(lái)自總線的場(chǎng)景命令后,可向中央主控站逐一報(bào)告各回路的最新開(kāi)關(guān)狀態(tài);
?。?3)為保障系統(tǒng)穩(wěn)定性,所有控制器均具有防雷功能,以便在施工或遭受雷擊時(shí)不被燒毀;
?。?4)安裝方式:標(biāo)準(zhǔn)35mm導(dǎo)軌式。
7.5 可編程面板
?。?)型號(hào):ASF.IP.7;
?。?)輸入電壓:12-24VDC;
?。?)工作環(huán)境:溫度-10℃~+50℃/濕度≤90%RH;
?。?)可通過(guò)操作站編程后網(wǎng)絡(luò)下載或現(xiàn)場(chǎng)手持編程器編程的設(shè)定控制功能;
?。?)外觀時(shí)尚,按鍵彈性好、耐用;
?。?)每個(gè)模塊都具有網(wǎng)絡(luò)開(kāi)啟及關(guān)閉功能;
(7)可發(fā)送全局場(chǎng)景命令;
?。?)每個(gè)按鍵在選擇按下發(fā)送場(chǎng)景或奇偶次按下發(fā)不同場(chǎng)景時(shí),還可選擇實(shí)時(shí)調(diào)光功能;
?。?)每個(gè)按鍵都有對(duì)應(yīng)的LED輸出,LED燈顏色可選;
?。?0)每個(gè)面板可以設(shè)置12組相關(guān)場(chǎng)景,每組20個(gè)場(chǎng)景;
?。?1)每個(gè)按鍵可以設(shè)置三種輸入方式(按下發(fā)送場(chǎng)景、奇偶次按下發(fā)不同場(chǎng)景按下、松開(kāi)發(fā)不同場(chǎng)景);
?。?2)安裝方式:標(biāo)準(zhǔn)86底盒安裝。
8 優(yōu)化建議
8.1 主、副場(chǎng)
主賽場(chǎng)作為體育場(chǎng)館的一個(gè)核心組成部分,采用智能照明控制系統(tǒng)通過(guò)對(duì)各照明回路進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制可預(yù)先精心設(shè)計(jì)多種燈光場(chǎng)景,為電視轉(zhuǎn)播帶來(lái)更好的效果,使得主賽場(chǎng)在不同的應(yīng)用場(chǎng)合都能有不同的合適的燈光效果,可在主控制室里裝一臺(tái)可編程控制面板或液晶觸摸屏,這樣工作人員可以根據(jù)需要手動(dòng)選擇或?qū)崿F(xiàn)定時(shí)開(kāi)關(guān)控制。
主賽場(chǎng)可以設(shè)置以下幾種控制模式:準(zhǔn)備模式、進(jìn)場(chǎng)模式、預(yù)賽模式、決賽模式、頒獎(jiǎng)模式、休息模式、清場(chǎng)模式等。
根據(jù)不同用途可設(shè)置不同場(chǎng)地照明模式:主辦國(guó)際性比賽時(shí)效果性照明控制為COLOR?。裕旨埃龋模裕植シ诺恼彰鳎话惚荣惛?jìng)技用途照明等。
副訓(xùn)練場(chǎng)可以設(shè)置以下幾種控制模式:準(zhǔn)備模式、訓(xùn)練模式、休息模式、清場(chǎng)模式等。
下圖為場(chǎng)地照明的實(shí)拍效果圖。
采用智能照明控制系統(tǒng),既可節(jié)約照明所消耗的能源,又可降低照明系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)成本,提高管理效率,同時(shí)還可改善環(huán)境質(zhì)量。
因此采用時(shí)鐘控制及照度傳感器控制,可以根據(jù)外界自然光來(lái)控制靠窗口的回路照明,當(dāng)天氣陰沉或夜幕降臨及照度不足時(shí),系統(tǒng)打開(kāi)對(duì)應(yīng)照明回路,使室內(nèi)始終保持最佳的亮度。
同時(shí)在控制室配置控制面板或者液晶觸摸屏,可根據(jù)需要手動(dòng)控制就地?zé)艟叩拈_(kāi)關(guān)。通過(guò)回路搭配方式對(duì)走道照明設(shè)置比賽電視轉(zhuǎn)播模式、比賽模式、訓(xùn)練模式及全場(chǎng)維護(hù)模式等,同時(shí)根據(jù)實(shí)際使用用途設(shè)置為一般模式、省電模式和全開(kāi)模式。在主控室做集中管理與監(jiān)控,既節(jié)省電能又可以達(dá)到最佳的控制效果。
每次比賽下榻體育館的人流比較多,系統(tǒng)可以根據(jù)比賽時(shí)段將比賽場(chǎng)地的燈光設(shè)置成多種模式,電視轉(zhuǎn)播時(shí)將所用燈光打開(kāi),訓(xùn)練時(shí)可以適當(dāng)減少一些燈光,只需場(chǎng)地內(nèi)光線明朗,維護(hù)時(shí)可以打開(kāi)一部分的燈光,保證正常照明即可,以達(dá)到節(jié)能的效果,多種燈光模式突顯體育館大堂的富麗堂皇。
?。?)籃球比賽電視轉(zhuǎn)播模式(全部100%亮度)
當(dāng)進(jìn)行籃球比賽電視轉(zhuǎn)播時(shí),可以將所有的燈光全部打開(kāi),系統(tǒng)選用籃球比賽電視轉(zhuǎn)播模式。
(2)訓(xùn)練模式(全部70%的亮度)
當(dāng)運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行訓(xùn)練時(shí)可以適當(dāng)?shù)拈_(kāi)一部分的燈光,只需使場(chǎng)內(nèi)的亮度達(dá)到一定程度即可,系統(tǒng)采用訓(xùn)練模式。
(3)全場(chǎng)維護(hù)模式(全部30%的亮度)
?。?)其它模式
可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行有選擇開(kāi)關(guān)燈光(一個(gè)控制面板能預(yù)設(shè)7種場(chǎng)景模式)。
8.2 觀眾席
采用就地控制和計(jì)算機(jī)控制兩種控制方式。比賽時(shí)根據(jù)日照的情況,配合比賽進(jìn)程由計(jì)算機(jī)或通過(guò)時(shí)間順序進(jìn)行控制,如在夜間大型活動(dòng)的(開(kāi)幕式或閉幕式或大型文藝演出等)場(chǎng)景照明需要觀眾席照明進(jìn)行配合,都可以通過(guò)計(jì)算機(jī)事先預(yù)訂好的場(chǎng)景進(jìn)行統(tǒng)一變化,實(shí)現(xiàn)豐富的燈光組合。同時(shí)設(shè)置就地控制場(chǎng)景面板,可根據(jù)需要就地控制相關(guān)區(qū)域觀眾席的照明。
8.3 公共區(qū)域
走道采用自動(dòng)照明控制,正常工作時(shí)間全開(kāi),非工作時(shí)間改為減光照明,節(jié)假日無(wú)人時(shí)可以只亮少量燈。各入口處都有手動(dòng)控制開(kāi)關(guān),可根據(jù)需要手動(dòng)控制就近燈具的開(kāi)關(guān)。還可以采用定時(shí)控制,分時(shí)段進(jìn)行定時(shí)。白天則可以根據(jù)外界自然光來(lái)控制靠窗口的回路照明。&



