幾個關(guān)鍵技術(shù)在體育館智能照明中的應(yīng)用
發(fā)布日期:2012-09-29
隨著我要綜合國力的提升,各種世界級大型賽事也分別在中國的不同城市舉辦。為滿足這些體育賽事的需求,舉辦城市建造了大量的體育場館等設(shè)施,照明作為體育場館建設(shè)中極為重要的一部分,一直受建設(shè)單位、設(shè)計單位及使用單位等人士的重視;而智能照明在體育館照明中又起著很重要的作用。
到現(xiàn)在為止,對于體育館智能照明的認識很多人還只停留在表面,包括一些設(shè)計院電氣設(shè)計師及智能化從業(yè)人員對它的認識也不是很全面(當(dāng)然有一部分工程商為了壓縮成本,招標文件上有的功能在實際采購時卻取消了,極大地損害了建設(shè)單位的利益,也給智能照明行業(yè)的發(fā)展帶來了一些負面的影響)。智能照明的幾個關(guān)鍵技術(shù)在如何應(yīng)用在體育場館?下面我們講講。
到現(xiàn)在為止,很大一部分人對于智能照明的認識也僅僅停留在表面,包括一些設(shè)計院電氣設(shè)計師及智能化從業(yè)人員對它的認識也不是很全面(當(dāng)然有一部分工程商為了壓縮成本,招標文件上有的功能在實際采購時卻取消了,極大地損害了建設(shè)單位的利益,也給智能照明行業(yè)的發(fā)展帶來了一些負面的影響),因此一些好的技術(shù)得不到推廣。下面講講智能照明的幾個關(guān)鍵技術(shù)在體育場館的應(yīng)用。
由于體育場館照明的特殊性,用于控制這些照明設(shè)施的智能設(shè)備也應(yīng)具備以下幾個功能,才能真正實現(xiàn)照明的智能化控制,為體育場館的智能化管理再上一個臺階。
一、回路自鎖:
這個功能在體育場館、超級市場、機場、地鐵、會展中心等人員集中的場合尤其重要。本功能主要用于當(dāng)智能控制器或給智能控制器集中供電的電源出現(xiàn)故障時,照明回路能夠保持原來的狀態(tài),即智能控制器內(nèi)的繼電器不受影響,仍然維持故障前的狀態(tài),極大地提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性(智能照明控制器的故障95%以上由控制器的其他元器件或供電電源造成,而控制器所采用的繼電器出現(xiàn)故障的幾率小于5%);而沒有采用自鎖繼電器的控制器模塊或供電的直流電源出現(xiàn)故障,將造成燈具大面積停電,在夜間舉行體育賽事時有可能造成無法挽救的損失,尤其在舉行國際賽事時出現(xiàn)此等情況,甚至有損國際形象。
另外,筆者所說的自鎖繼電器不是采用軟件進行自鎖,軟件自鎖無法實現(xiàn)控制器或電源出現(xiàn)故障時繼電器能維持原來故障前狀態(tài),各位讀者千萬不要被誤導(dǎo);由于用戶對這個功能的不熟悉或不理解,很多的智能照明廠家經(jīng)常利用這一點誤導(dǎo)用戶,所以各位讀者在遇到這種情況時一定要問清楚情況,以免花了大價錢卻買來了一般的控制器。
實現(xiàn)真正意義上的自鎖應(yīng)該是采用機械式自鎖繼電器來替代普通的繼電器,同時自鎖繼電器應(yīng)該是節(jié)能型的(即要改變機械式自鎖繼電器的狀態(tài)時才需供電,平時靜止時無需耗電)。
二、負載反饋與電流檢測
負載反饋與電流檢測技術(shù),就是通過軟件和硬件相結(jié)合,將各功能模塊實時工作信息傳回監(jiān)控中心的監(jiān)控軟件上,如實反饋現(xiàn)場的情況(包括回路電流大小、回路開/關(guān)狀況、各功能模塊是否良好等)。
這一功能的作用主要有:
1、實時掌握現(xiàn)場回路的開/關(guān)狀況。
2、實時掌握每個回路的電流大小,從而通過與原先設(shè)置的電流值對比能夠?qū)崟r了解回路上是否有光源損壞,及早采取處理措施,避免了在舉行相關(guān)體育活動時出現(xiàn)因光源損壞照度不足的現(xiàn)象。
3、通過報表統(tǒng)計,實時掌握每個回路甚至每個燈具的工作時間,在光源達到一定使用壽命時及時更換,避免了在舉行相關(guān)體育活動時出現(xiàn)因光源損壞照度不足的現(xiàn)象(圖八)。
4、實時掌握現(xiàn)場各功能模塊的是否良好,準確定位每個設(shè)備的現(xiàn)場地址。
信號(狀態(tài))反饋這一功能,也用在當(dāng)監(jiān)控軟件和現(xiàn)場輸入功能模塊中:當(dāng)監(jiān)控軟件或現(xiàn)場輸入模塊(智能面板、各種探頭及其他輸入信號)發(fā)出開/關(guān)指令時,首先應(yīng)是現(xiàn)場的執(zhí)行控制器接受命令,然后相關(guān)的繼電器進行動作,在繼電器進行動作的同時把這一回路的開/關(guān)狀態(tài)信息發(fā)回監(jiān)控軟件,從而在監(jiān)控軟件上如實顯示現(xiàn)場的回路開/關(guān)狀態(tài),保證了軟件顯示的狀態(tài)與現(xiàn)場狀態(tài)完全吻合;當(dāng)監(jiān)控軟件發(fā)出相關(guān)指令而沒有收到反饋信號時,會連續(xù)發(fā)出幾個相同指令,仍無信息反饋時軟件會判斷出現(xiàn)場回路發(fā)生故障(圖六、圖七),從而顯示在軟件上,大大提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和提高了管理的便利性。
沒有這個功能的結(jié)果是:有可能軟件上顯示的繼電器是開的狀態(tài),而在現(xiàn)場實際上卻是處于關(guān)閉狀態(tài),即無法如實反應(yīng)現(xiàn)場的情況。(因施工的質(zhì)量、電纜質(zhì)量以及現(xiàn)場的電磁環(huán)境都會引起信號丟失。)很多廠家宣稱都具備此功能,其實有些產(chǎn)品根本就沒有這項功能,各位讀者應(yīng)實際考察,認真分辨。
三、軟啟動和延時啟動/關(guān)閉
軟啟動:一般用于調(diào)光控制器,就是通過設(shè)置使照明回路的電壓啟動時限制在一個范圍內(nèi)(低于220V的正常電壓),在一定的時間內(nèi)逐漸達到正常工作電壓。一來可以避免因啟動電壓過高,導(dǎo)致整個回路的或整個系統(tǒng)的電流過大對電網(wǎng)造成沖擊,二來可以避免啟動電壓過高導(dǎo)致燈具的啟動電流偏大,影響光源壽命。
稱都具備此功能,其實有些產(chǎn)品根本就沒有這項功能,各位讀者應(yīng)實際考察,認真分辨。
延時啟動/關(guān)閉:主要對照明回路進行逐個或每個區(qū)進行順序開啟/關(guān)閉。一般體育館用電量非常大,這些照明同時送電將會造成較大的電沖擊。因此,需要逐路送電,智能照明現(xiàn)場執(zhí)行器能設(shè)置回路開啟延時,將各回路送電時間錯開(一般為1~10分鐘間隔)。
眾所周知,體育場館照明要大量選用金鹵燈,由于金鹵燈的功率大(250W~2000W),其啟動電流比正常工作電流大1倍,因此軟啟動功能在此得到充分的體現(xiàn),當(dāng)然其他燈具也適用。另外,金鹵燈或其他高強氣體方電燈的啟動時間長達4~10分鐘,再啟動時間更長,約10~15分鐘,這就需要對金鹵燈的啟動進行必要的控制(由于金鹵燈一般不允許在剛剛關(guān)閉后數(shù)分鐘內(nèi)重新開啟,因此需要現(xiàn)場執(zhí)行器能設(shè)置強制重開延時,時間相當(dāng)范圍內(nèi)可調(diào),一般為10~20分鐘,以保護光源。)。
需要強調(diào)的是,現(xiàn)場執(zhí)行器應(yīng)滿足EMC和EMI標準,在工作過程中既能抗外界干擾,也能不對其他設(shè)備干擾。
(在左側(cè)場景欄中顯示所有全局和子網(wǎng)場景,選中場景,點擊鼠標右鍵彈出發(fā)送場景按鈕,延時時間從0到9999秒,點擊“發(fā)送”按鍵,各回路照明會按照設(shè)定好的程序,逐步打開。)
四、軟件模擬現(xiàn)場
現(xiàn)代體育館體量一般都較大,燈具的安裝布置相對困難,智能照明控制系統(tǒng)軟件的實時控制和故障檢測就非常重要,這就要求結(jié)合硬件的布置。在監(jiān)視屏上,我們能通過圖文界面觀察照明狀態(tài),參數(shù)如下:
1、光源的狀態(tài)和計算壽命(一般同一回路光源相同,可作回路監(jiān)測和計算),光源的開關(guān)時間、光源開啟的時間統(tǒng)計等都通過報表的方式體現(xiàn),這對體育場館照明的管理有著極為重要的意義(圖八)。
2、控制系統(tǒng)的運行狀態(tài)(一般包括系統(tǒng)各區(qū)域?qū)崟r燈光場景、亮燈平面、系統(tǒng)是否故障、何種故障位于何處、輸入電壓和輸出電壓、電流)
3、通過導(dǎo)入電氣CAD圖,可以顯示每個回路照明、每個子網(wǎng)通訊線路、每個設(shè)備的具體走向和位置,大大提高了管理的便利和效率(圖十一、十二、十三、十四)。
4、可以通過導(dǎo)入拍攝到的現(xiàn)場不同場景時的圖片,模擬現(xiàn)場燈光環(huán)境(圖十);也可以通過與監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動控制,實時顯示現(xiàn)場燈光的圖像。
(點擊圖十五上的照相機,能夠顯示事先根據(jù)現(xiàn)場的場景拍下來的各個場景照明情況,可以點擊放大;若有必要的話可以與視頻監(jiān)控系統(tǒng)進行聯(lián)動,在監(jiān)視器上實時顯示現(xiàn)場的照明情況。)
另外,由于體育場館的照明控制系統(tǒng)硬件一般分散布置,要求軟件也能分散配置,存儲于各個現(xiàn)場控制和執(zhí)行器中。非常重要的一點:任何時刻系統(tǒng)的中央監(jiān)視設(shè)備的工作停止都不能影響任何現(xiàn)場執(zhí)行器和控制器的正常工作。
軟件應(yīng)具備數(shù)據(jù)下載及備份功能:即可以通過軟件把數(shù)據(jù)下載到每個現(xiàn)場控制器,使現(xiàn)場控制器也能夠脫離監(jiān)控軟件獨立工作;通過備份把系統(tǒng)的數(shù)據(jù)刻錄到VCD/DVD上,提供可追述數(shù)據(jù)和防止系統(tǒng)崩潰后重新進行編程。
到現(xiàn)在為止,對于體育館智能照明的認識很多人還只停留在表面,包括一些設(shè)計院電氣設(shè)計師及智能化從業(yè)人員對它的認識也不是很全面(當(dāng)然有一部分工程商為了壓縮成本,招標文件上有的功能在實際采購時卻取消了,極大地損害了建設(shè)單位的利益,也給智能照明行業(yè)的發(fā)展帶來了一些負面的影響)。智能照明的幾個關(guān)鍵技術(shù)在如何應(yīng)用在體育場館?下面我們講講。
到現(xiàn)在為止,很大一部分人對于智能照明的認識也僅僅停留在表面,包括一些設(shè)計院電氣設(shè)計師及智能化從業(yè)人員對它的認識也不是很全面(當(dāng)然有一部分工程商為了壓縮成本,招標文件上有的功能在實際采購時卻取消了,極大地損害了建設(shè)單位的利益,也給智能照明行業(yè)的發(fā)展帶來了一些負面的影響),因此一些好的技術(shù)得不到推廣。下面講講智能照明的幾個關(guān)鍵技術(shù)在體育場館的應(yīng)用。
由于體育場館照明的特殊性,用于控制這些照明設(shè)施的智能設(shè)備也應(yīng)具備以下幾個功能,才能真正實現(xiàn)照明的智能化控制,為體育場館的智能化管理再上一個臺階。
一、回路自鎖:
這個功能在體育場館、超級市場、機場、地鐵、會展中心等人員集中的場合尤其重要。本功能主要用于當(dāng)智能控制器或給智能控制器集中供電的電源出現(xiàn)故障時,照明回路能夠保持原來的狀態(tài),即智能控制器內(nèi)的繼電器不受影響,仍然維持故障前的狀態(tài),極大地提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性(智能照明控制器的故障95%以上由控制器的其他元器件或供電電源造成,而控制器所采用的繼電器出現(xiàn)故障的幾率小于5%);而沒有采用自鎖繼電器的控制器模塊或供電的直流電源出現(xiàn)故障,將造成燈具大面積停電,在夜間舉行體育賽事時有可能造成無法挽救的損失,尤其在舉行國際賽事時出現(xiàn)此等情況,甚至有損國際形象。
另外,筆者所說的自鎖繼電器不是采用軟件進行自鎖,軟件自鎖無法實現(xiàn)控制器或電源出現(xiàn)故障時繼電器能維持原來故障前狀態(tài),各位讀者千萬不要被誤導(dǎo);由于用戶對這個功能的不熟悉或不理解,很多的智能照明廠家經(jīng)常利用這一點誤導(dǎo)用戶,所以各位讀者在遇到這種情況時一定要問清楚情況,以免花了大價錢卻買來了一般的控制器。
實現(xiàn)真正意義上的自鎖應(yīng)該是采用機械式自鎖繼電器來替代普通的繼電器,同時自鎖繼電器應(yīng)該是節(jié)能型的(即要改變機械式自鎖繼電器的狀態(tài)時才需供電,平時靜止時無需耗電)。
二、負載反饋與電流檢測
負載反饋與電流檢測技術(shù),就是通過軟件和硬件相結(jié)合,將各功能模塊實時工作信息傳回監(jiān)控中心的監(jiān)控軟件上,如實反饋現(xiàn)場的情況(包括回路電流大小、回路開/關(guān)狀況、各功能模塊是否良好等)。
這一功能的作用主要有:
1、實時掌握現(xiàn)場回路的開/關(guān)狀況。
2、實時掌握每個回路的電流大小,從而通過與原先設(shè)置的電流值對比能夠?qū)崟r了解回路上是否有光源損壞,及早采取處理措施,避免了在舉行相關(guān)體育活動時出現(xiàn)因光源損壞照度不足的現(xiàn)象。
3、通過報表統(tǒng)計,實時掌握每個回路甚至每個燈具的工作時間,在光源達到一定使用壽命時及時更換,避免了在舉行相關(guān)體育活動時出現(xiàn)因光源損壞照度不足的現(xiàn)象(圖八)。
4、實時掌握現(xiàn)場各功能模塊的是否良好,準確定位每個設(shè)備的現(xiàn)場地址。
信號(狀態(tài))反饋這一功能,也用在當(dāng)監(jiān)控軟件和現(xiàn)場輸入功能模塊中:當(dāng)監(jiān)控軟件或現(xiàn)場輸入模塊(智能面板、各種探頭及其他輸入信號)發(fā)出開/關(guān)指令時,首先應(yīng)是現(xiàn)場的執(zhí)行控制器接受命令,然后相關(guān)的繼電器進行動作,在繼電器進行動作的同時把這一回路的開/關(guān)狀態(tài)信息發(fā)回監(jiān)控軟件,從而在監(jiān)控軟件上如實顯示現(xiàn)場的回路開/關(guān)狀態(tài),保證了軟件顯示的狀態(tài)與現(xiàn)場狀態(tài)完全吻合;當(dāng)監(jiān)控軟件發(fā)出相關(guān)指令而沒有收到反饋信號時,會連續(xù)發(fā)出幾個相同指令,仍無信息反饋時軟件會判斷出現(xiàn)場回路發(fā)生故障(圖六、圖七),從而顯示在軟件上,大大提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和提高了管理的便利性。
沒有這個功能的結(jié)果是:有可能軟件上顯示的繼電器是開的狀態(tài),而在現(xiàn)場實際上卻是處于關(guān)閉狀態(tài),即無法如實反應(yīng)現(xiàn)場的情況。(因施工的質(zhì)量、電纜質(zhì)量以及現(xiàn)場的電磁環(huán)境都會引起信號丟失。)很多廠家宣稱都具備此功能,其實有些產(chǎn)品根本就沒有這項功能,各位讀者應(yīng)實際考察,認真分辨。
三、軟啟動和延時啟動/關(guān)閉
軟啟動:一般用于調(diào)光控制器,就是通過設(shè)置使照明回路的電壓啟動時限制在一個范圍內(nèi)(低于220V的正常電壓),在一定的時間內(nèi)逐漸達到正常工作電壓。一來可以避免因啟動電壓過高,導(dǎo)致整個回路的或整個系統(tǒng)的電流過大對電網(wǎng)造成沖擊,二來可以避免啟動電壓過高導(dǎo)致燈具的啟動電流偏大,影響光源壽命。
稱都具備此功能,其實有些產(chǎn)品根本就沒有這項功能,各位讀者應(yīng)實際考察,認真分辨。
延時啟動/關(guān)閉:主要對照明回路進行逐個或每個區(qū)進行順序開啟/關(guān)閉。一般體育館用電量非常大,這些照明同時送電將會造成較大的電沖擊。因此,需要逐路送電,智能照明現(xiàn)場執(zhí)行器能設(shè)置回路開啟延時,將各回路送電時間錯開(一般為1~10分鐘間隔)。
眾所周知,體育場館照明要大量選用金鹵燈,由于金鹵燈的功率大(250W~2000W),其啟動電流比正常工作電流大1倍,因此軟啟動功能在此得到充分的體現(xiàn),當(dāng)然其他燈具也適用。另外,金鹵燈或其他高強氣體方電燈的啟動時間長達4~10分鐘,再啟動時間更長,約10~15分鐘,這就需要對金鹵燈的啟動進行必要的控制(由于金鹵燈一般不允許在剛剛關(guān)閉后數(shù)分鐘內(nèi)重新開啟,因此需要現(xiàn)場執(zhí)行器能設(shè)置強制重開延時,時間相當(dāng)范圍內(nèi)可調(diào),一般為10~20分鐘,以保護光源。)。
需要強調(diào)的是,現(xiàn)場執(zhí)行器應(yīng)滿足EMC和EMI標準,在工作過程中既能抗外界干擾,也能不對其他設(shè)備干擾。
(在左側(cè)場景欄中顯示所有全局和子網(wǎng)場景,選中場景,點擊鼠標右鍵彈出發(fā)送場景按鈕,延時時間從0到9999秒,點擊“發(fā)送”按鍵,各回路照明會按照設(shè)定好的程序,逐步打開。)
四、軟件模擬現(xiàn)場
現(xiàn)代體育館體量一般都較大,燈具的安裝布置相對困難,智能照明控制系統(tǒng)軟件的實時控制和故障檢測就非常重要,這就要求結(jié)合硬件的布置。在監(jiān)視屏上,我們能通過圖文界面觀察照明狀態(tài),參數(shù)如下:
1、光源的狀態(tài)和計算壽命(一般同一回路光源相同,可作回路監(jiān)測和計算),光源的開關(guān)時間、光源開啟的時間統(tǒng)計等都通過報表的方式體現(xiàn),這對體育場館照明的管理有著極為重要的意義(圖八)。
2、控制系統(tǒng)的運行狀態(tài)(一般包括系統(tǒng)各區(qū)域?qū)崟r燈光場景、亮燈平面、系統(tǒng)是否故障、何種故障位于何處、輸入電壓和輸出電壓、電流)
3、通過導(dǎo)入電氣CAD圖,可以顯示每個回路照明、每個子網(wǎng)通訊線路、每個設(shè)備的具體走向和位置,大大提高了管理的便利和效率(圖十一、十二、十三、十四)。
4、可以通過導(dǎo)入拍攝到的現(xiàn)場不同場景時的圖片,模擬現(xiàn)場燈光環(huán)境(圖十);也可以通過與監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動控制,實時顯示現(xiàn)場燈光的圖像。
(點擊圖十五上的照相機,能夠顯示事先根據(jù)現(xiàn)場的場景拍下來的各個場景照明情況,可以點擊放大;若有必要的話可以與視頻監(jiān)控系統(tǒng)進行聯(lián)動,在監(jiān)視器上實時顯示現(xiàn)場的照明情況。)
另外,由于體育場館的照明控制系統(tǒng)硬件一般分散布置,要求軟件也能分散配置,存儲于各個現(xiàn)場控制和執(zhí)行器中。非常重要的一點:任何時刻系統(tǒng)的中央監(jiān)視設(shè)備的工作停止都不能影響任何現(xiàn)場執(zhí)行器和控制器的正常工作。
軟件應(yīng)具備數(shù)據(jù)下載及備份功能:即可以通過軟件把數(shù)據(jù)下載到每個現(xiàn)場控制器,使現(xiàn)場控制器也能夠脫離監(jiān)控軟件獨立工作;通過備份把系統(tǒng)的數(shù)據(jù)刻錄到VCD/DVD上,提供可追述數(shù)據(jù)和防止系統(tǒng)崩潰后重新進行編程。
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