[转帖]西门子KNX/DALI数字照明技术在机场照明中的应用
<table cellspacing="0" cellpadding="0" width="700" align="center" border="0"><tbody><tr><td class="black" style="FONT-SIZE: 14px;"><b>摘要：</b>机场被视为国家的窗口，其设施的先进性、可靠性和灵活性往往代表着这个国家的经济和技术实力。而作为机场设施重要部分之一的照明系统，也越来越为业界关注，特别是对一些新技术的应用。本文结合实际案例，介绍了最新的西门子KNX/DALI数字照明技术以及该技术在机场照明中的应用。<br/>关键词：西门子instabus KNX/EIB, DALI , EIBnet/IP , 恒照度控制 机场</td></tr><tr><td class="gray" style="FONT-SIZE: 14px;"></td></tr><tr><td class="gray" style="FONT-SIZE: 14px;"><div align="center"> </div><div align="left"><b>Abstract:</b> Airports were seen as window to a country. The hi-tech, reliability and flexibility of its equipments represent the ability of the country's economy and technology. As one of the most important part of the airport's facility, lighting system gets more and more attention among all business, especially the new technical applications. This article contains the examples which describe the new Siemens KNX/DALI digital lighting technology and the applications of this technology in airport lighting.</div><div align="left"> </div><div align="left"><b>Key word: </b>Siemens <i>instabus</i> KNX/EIB , DALI , EIBnet/IP ,Constant lighting control, Airport </div><div align="left"> </div><div align="left"><b> 机场照明控制特点</b></div><div align="left"> 机场因照明范围大，光源数量多，功能区域复杂，所以对照明系统的管理显得尤为重要。各分控中心不但能控制各区域照明系统运行，显示光源的亮度值，而且还需要在第一时间得到光源故障的信息，以便维护人员对故障设备及时的维修和更换。中央控制中心也可以同时访问各分控区域照明系统的状态，必要时实现相应的控制。</div><div align="left"> 作为机场主体的候机楼主要是旅客候机、办理出入境手续、登机手续等，客人一般停留的时间较长，照明系统不但要满足基本的照度要求，而且还要提供舒适的灯光环境，这就对照明系统的灵活性提出更高的要求。 </div><div align="left"> 英国希思罗（Heathrow）国际机场，是世界最大的机场之一。其T5航站楼工程总投资金额42亿英磅，是现今英国最大的基础建筑项目，主体包括一座核心候机楼与两个用高速链路相连接的卫星楼。核心候机楼长396米，宽176米，高39米；两个卫星搂各长442米，宽42米，高19.5米。在该航站楼设计之初，投资者和设计师就在考虑为这个每年承运3500万旅客的航站楼选用最适合的照明控制系统，既能满足足够的照度，又安全节能，维护方便。因此，机场所采用的照明系统需要解决以下问题：</div><div align="left"> 1. 照明控制系统需要将核心候机楼和卫星楼的照明纳入同一系统，同时要考虑到中央控制中心及各分控中心对照明系统的控制和相应的状态反馈不受长距离影响；</div><div align="left"> 2. 照明系统在机场候机楼的用电设备中是仅次于中央空调的第二用电大户，所以照明控制系统在满足舒适的照度同时，要最大限度地节省能源；</div><div align="left"> 3. 对于如此超大型建筑，照明控制系统要求可以直观地显示各区域照明状态和故障信息，以便管理人员实时了解照明的整体状况，及时维修照明故障。</div><div align="left">经过严格的调查和测试，英国机场管理局（BAA）决定在T5航站候机楼采用西门子<i>instabus</i> KNX/EIB系统作为智能照明控制系统，并确定在新航站楼内使用DALI数字照明技术。这将是世界上最大的一个采用KNX/DALI数字照明技术的项目。</div><div align="left"><b> 西门子</b><b><i>instabus</i></b><b> KNX/EIB</b><b>系统简介</b><b></b></div><div align="left"> KNX系统的发展是从1990年的欧洲开始的，当时由SIEMENS公司牵头，联合其它六家德国电气产品制造商组成联盟，制定了EIB技术标准并成立了中立的非商业性组织EIBA（EIB Associate，欧洲安装总线协会）。 EIBA协会的成立极大地推动了EIB标准的发展，迄今为止，已有一百多家制造厂商业成为了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设备，各类产品品种多达6000多种，覆盖了建筑中几乎所有的用电设备。1999年，EIBA协会和欧洲的另外两个标准BatiBus 和 EHSA 一起，组成了KNX协会，并制定了以EIB协议为基础的KNX标准，该标准在2006年7月正式批准成为ISO/ICE<b> 14543-3</b>国际标准，这也是在住宅与楼宇领域中唯一的国际标准。</div><div align="left"><undefined></undefined> KNX是一个分布式现场总线标准，其拓扑结构包括：线路（Line）、区域（Area）以及系统（System）。线路（Line）是最小的组成单元，每条线路最多64个设备；每个区域（Area）最多15条线路；而每个系统最多15个区域。随着网络技术和局域网（LAN）的普及，KNX标准中提出了EIBnet/IP的概念，通过EIBnet/IP协议，KNX总线可以直接与TCP/IP系统连接，总线信号可以在高速<nobr id="iDNA_exactitude_KW" style="COLOR: #cc00ff; TEXT-DECORATION: underline;">以太网</nobr>上传输。EIBnet/IP协议的出现，使得系统的扩展不再受传输距离的影响，而数据的传输量和传输速度也不再成为KNX系统的问题。<undefined></undefined></div><div align="left"> 西门子<b><i>instabus </i></b><b>KNX/EIB</b>系统是基于KNX标准的全分布总线系统，最大的优点在于其控制的灵活、功能的强大及系统的可塑性。选择不同的模块化设备，通过积木式的不同组合就可以实现各种功能控制，同时挂在总线上的设备运行相互独立，系统的改造和扩展就变得非常容易了。 </div><div align="left"> 西门子<b><i>instabus </i></b><b>KNX/EIB</b>系统主要功能为照明控制、遮阳控制、室内环境（通风、采暖等）控制、安全防范以及能源管理等，可对控制范围内的照明、遮阳和HVAC等设备分区域或集中管理，本地单独控制，遥控控制，延时控制，定时控制，感应控制以及通过IP路由器和Web Visual 的可视化远程管理，以达到方便、舒适、节能的室内环境。</div><div align="left"> </div><div align="left"><b> </b><b>DALI</b><b>数字可寻址灯光接口介绍</b></div><div align="left"> 现代建筑照明中，荧光灯的使用相当普及。随着人们对光环境要求的提高，荧光灯的控制也从简单的开关发展到亮度的调节，而荧光灯调光控制方法又取决于电子镇流器技术。于是从1984年Philips首先推出第一个商业系列电子镇流器以来，电子镇流器的技术获得了飞速的发展。从 1-10V模拟量接口电子镇流器，到数字信号接口（DSI）电子镇流器，以及最新的DALI数字式可寻址灯光接口镇流器，荧光灯的调光方式已完成了模拟量控制向数字化控制的飞跃。</div><div align="left"> DALI 是1999年由ORSAM，Helvar, Philips, Tridonic等公司共同倡导，以确保不同的制造厂商生产的DALI设备能完全兼容。该技术作为开放的工业标准，已被被纳入ECG国际标准IEC929。 </div><div align="center"><img src="http://www.ib-china.com/admin/WebEditor/UploadFile/200742485310923.gif" border="0" alt=""/><br/>图1 <b><i>OSRAM DALI ECG</i></b></div><div align="left"> DALI数字式可寻址灯光接口（Digital Addressable Lighting Interface）是一个数据传输协议，它定义了电子镇流器与设备控制器之间的通信方式，采用曼彻斯特编码方式，传输速率1200 bit/s。DALI的基础是主-从原则∶用户通过控制器（主机）对系统进行操作，控制器向所有镇流器（从机）发送包含地址和命令的消息。地址决定著镇流器是否应该听从指示。每个镇流器都是数字寻址的，因此它对电磁噪声并不敏感（优于模拟1-10伏调光器开关系统）。</div><div align="left">带有DALI接口的镇流器是当前最新型的荧光灯可调光镇流器，它将开关和调光控制集于一体。主要特点是：</div><div align="left"><b> </b><b>1</b><b>）</b><b></b>安装方便。安装DALI接口有二条主电源线，二条控制线，对线材无特殊要求，安装时也无极性要求，只要求主电源线与控制线隔离开，控制线无需屏蔽，要注意的是当控制线上电流在250mA,线长300米时，压降不超过2V。</div><div align="left"><b> </b><b>2</b><b>）</b><b>
</b>操作容易。DALI镇流器内部是智能型的，可自动处理灯丝预热、点燃、调光、开关以及故障查询，控制系统发送一个控制命令就可实现相关的功能，或循环发送状态查询的命令，就可不断获取各镇流器的运行状态。</div><div align="left"><b> </b><b>3</b><b>）</b><b>
</b>调光特性好。DALI包括256级亮度和对数规律调光特性，调光曲线平滑，可实现1%~100%的亮度调节。</div><div align="left"> </div><div align="left"><b> 西门子</b><b>KNX/DALI</b><b>数字照明技术</b></div><div align="left"> 西门子KNX/DALI数字照明控制是西门子<i>instabus</i> KNX/EIB楼宇智能控制系统中一项非常重要的控制功能，主要通过KNX/DALI网关，对带有DALI镇流器的荧光灯实现开关，调光，场景，以及状态查询，故障检测等功能。</div><div align="center"><img src="http://www.ib-china.com/admin/WebEditor/UploadFile/200742485320356.gif" border="0" alt=""/><br/>图2 <b><i>KNX/DALI </i></b><b><i>网关</i></b><b><i> GE141</i></b></div><div align="left"> 西门子 KNX/DALI网关是西门子 instabus KNX/EIB楼宇智能控制系统的DALI控制器。每个KNX/DALI网关最多可接64个DALI镇流器，并可以给每个DALI镇流器编址和分组，实现光源的开关、亮度调节，以及光源故障检测等功能。同时，通过KNX/DALI网关，还可以设置16个灯光场景，每个DALI镇流器可以编在一组或多个组里。</div><div align="left"> 现在西门子可以提供3种DALI控制器：</div><div align="left"> 1． GE141 表面安装DALI网关 </div><div align="left"> 2． N141 标准DIN导轨安装DALI网关</div><div align="left"> 3． N525E 8通道DALI控制器</div><div align="left"> 以上三种产品适合于不同的安装要求，DALI网关GE141和N141仅在安装方式上不同，功能基本一样；而DALI控制器N525E的安装和控制方式较DALI网关复杂，但具有较好的性价比。KNX/DALI网关与DALI镇流器的连接及供电参见图3。</div><div align="center"><img src="http://www.ib-china.com/admin/WebEditor/UploadFile/200742485340753.gif" border="0" alt=""/></div><div align="center">图3 EIB/DALI网关与DALI调光镇流器的连接图</div><div> </div><div><b> 西门子</b><b>KNX/DALI</b><b>数字照明技术在英国希思罗(Heathrow)机场的应用</b></div><div> 1．英国希思罗（Heathrow）机场西门子KNX/DALI数字照明系统介绍</div><div>在英国希思罗（Heathrow）国际机场Ｔ５候机楼中，航站楼的主候机楼，两个卫星楼，公共通道、电梯前室以及交通中心候车、停车、公共卫生间等公共部位照明以及广告、标识装饰等照明，采用西门子<i>instabus</i> KNX/EIB系统实现照明控制。</div><div align="center"><img src="http://www.ib-china.com/admin/WebEditor/UploadFile/200742485354653.jpg" border="0" alt=""/></div><div><b></b></div><div align="center"> 图4 在建中的希思罗（Heathrow）T5</div><div> 在整个照明控制系统设计中，西门子<i>instabus</i><undefined></undefined>KNX/EIB系统主要考虑采用KNX/DALI调光技术，感应恒亮度调节，IP<nobr id="iDNA_exactitude_KW" style="COLOR: #cc00ff; TEXT-DECORATION: underline;">组网</nobr>以及Web Visual可视化集中管理等技术。<undefined></undefined></div><div> 1）西门子<i>instabus</i> KNX/EIB系统主要实现的以下功能：</div><div> n 照明采用DALI数字调光技术；实现照明的柔和调节，并实时传递亮度值和故障信息；</div><div> n 照明的分时控制，根据白天、晚上以及航班的时刻，设置照明工作时间表，实现照明亮度根据时间表自动调节；</div><div> n 恒照度控制。充分利用户外日光照度，调整候机厅等公共区域的灯光亮度，既达到舒适的照度，又节省能源；</div><div> n 逻辑控制、场景控制、时间及事件控制等多种控制方式，结合可视化软件的集中管理，实现经济高效的照明控制。</div><div> n 有人无人和亮度探测，并相应调整灯光的亮度值，以节省能源；</div><div> n 利用以太网络，实现网络组网，提高数据传输速率，解决远距离数据传输的问题；</div><div> n 采用Web Visual可视化集中管理软件，实现照明系统各站点可视化控制；</div><div> n 通过OPC实现照明控制系统与其他楼宇管理系统通讯。 </div><div> 2）西门子<i>instabus</i> KNX/EIB系统系统结构介绍</div><div> 在该项目中，<i>instabus</i> KNX/EIB总线通过IP路由器（EIBnet/IP）接入TCP/IP网络，各区域内设备通过总线通讯，区域间则通过局域网（LAN）传递数据。</div><div> 整个系统包括：910条线路，236个区域，系统设备共约 7,000个。</div><div> n 通过西门子KNX/DALI 网关，实现64,000个灯的控制；每个KNX/DALI网关接50个DALI镇流器；</div><div> n 亮度感应和存在感应与KNX/DALI数字照明配合，实现室内恒照度控制；中央控制室和分控制中心可以实现对感应控制的管理；</div><div> n 照明系统的910条线路通过236个IP路由器联网，并接入局域网（LAN）；</div><div> n 采用Web Visual方式，控制终端PC通过IP接口直接访问系统；</div><div> n 应急照明并入同一KNX/DALI网络；</div><div> n 灯的故障信息传送至各监控中心；</div><div align="center"><img src="http://www.ib-china.com/admin/WebEditor/UploadFile/20074249217715.jpg" border="0" alt=""/><br/>图5 西门子<i>instabus</i> KNX/EIB系统网络结构示意图</div><div><b></b> </div><div><b> 机场采用西门子KNX/DALI数字照明技术的应用优势</b></div><div> 西门子KNX/DALI数字照明控制与以往的照明控制相比，具有非常显著的特点：</div><div> 1． 设备安装、编程和调试更加灵活、方便</div><div> n DALI调光镇流器的供电不再像以往的系统一样，由控制器提供电源，而是直接通过230V市电供电；</div><div> n 西门子KNX/DALI网关GE141与DALI调光镇流器通过2芯的控制线连接，DALI网关与镇流器分别由230V的市电直接供电，这使得系统的布线无需根据灯组的控制要求做物理上的回路分配，简化了线路的敷设；</div><div> n 每个DALI网关最多可接64个DALI调光镇流器，同一网关连接的DALI调光镇流器可由不同相位的市电供电；</div><div> n 灯组的分配与物理连接无关，完全由ETS3软件完成，所以回路的调整不需要重新排管布线，只要将更新的ETS程序重新下载到DALI网关GE141即可实现；</div><div> n 在西门子KNX/DALI数字照明中， DALI调光镇流器的编址无需单独的编程工具，通过KNX通用编程软件ETS3 和 GE141数据库可直接编址及赋值；</div><div align="center"><img src="http://www.ib-china.com/admin/WebEditor/UploadFile/20074248559331.gif" border="0" alt=""/></div><div align="center">图6</div><div> 2． 照明控制功能更强大</div><div> n DALI调光镇流器包括256个亮度等级，荧光灯调光曲线更加平滑，视觉效果极佳。</div><div> n 在西门子KNX/DALI照明控制中，每个ECG都有唯一的地址，系统对灯光的调节可以细致到每个DALI调光镇流器。</div><div> n 灯的开关状态、亮度值以及故障信息都将实时地传送到中央控制室，在可视管理PC上图形化显示，使得控制更直观，管理更方便，维护更简单。</div><div> n 图形化管理让大型照明系统的控制不再是个难题，其直观的管理形式非常适合机场、体育场馆以及办公楼宇中多区域、大面积照明的控制。</div><div> n 与恒亮度控制设备配合，根据室内外自然光强度，自动调节室内灯光的亮度值，以确保室内照度维持在令人舒适的范围内，而且节省能源。</div><div> n 在机场等大型建筑中，功能区域很多，相互间的距离也很长，西门子<i>instabus</i> KNX/EIB系统通过IP路由器（遵从EIBnet/IP协议）接入高速以太网络，使得数据传输的速度与距离不再成为系统控制的瓶颈。因此，在大型建筑中，西门子KNX/DALI数字照明可以覆盖每个区域，中央管理室和各分控中心通过Web Visual可以随时显示照明系统的状态，以及灯的故障情况。</div><div>综上所述，西门子KNX/DALI数字照明控制不但具有强大的照明控制和故障查询功能，而且通过IP路由器（遵从EIBnet/IP协议）接入高速以太网络，实现长距离，多区域的系统组网，信息传递迅速；另外，KNX/DALI系统安装方便，管理容易，维护简单，所以特别适合机场等大型建筑的照明控制。</div><div align="center"><img src="http://www.ib-china.com/admin/WebEditor/UploadFile/200742485535589.gif" border="0" alt=""/></div><div></div><div align="center">希思罗机场T5航站楼夜景</div><div><b></b> </div><div><b> 应用展望</b></div><div> 在机场设施中，照明控制是非常重要的一部分，采用高效、灵活而且节能的智能照明控制系统，不但为机场管理节省了人力，而且通过能源管理也为机场节省了可观的电力费用。无论从经济效应，技术实现和应用效果上看，西门子KNX/DALI数字化照明技术在机场照明中的应用都有其广博的前景。 </div><div> </div><div><b> 参考资料</b></div><div>1． 《西门子<i>instabus</i> KNX/EIB 产品手册》</div><div>2． 《OSRAM 产品应用手册》</div><div>3． 《Heathrow机场T5 航站楼照明控制技术方案》 </div></td></tr></tbody></table>
页:
[1]