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几个关键技术在体育馆智能照明中的应用

日期:2012-9-29 9:46:40   点击:


     随着我要综合国力的提升,各种世界级大型赛事也分别在中国的不同城市举办。为满足这些体育赛事的需求,举办城市建造了大量的体育场馆等设施,照明作为体育场馆建设中极为重要的一部分,一直受建设单位、设计单位及使用单位等人士的重视;而智能照明在体育馆照明中又起着很重要的作用。
    到现在为止,对于体育馆智能照明的认识很多人还只停留在表面,包括一些设计院电气设计师及智能化从业人员对它的认识也不是很全面(当然有一部分工程商为了压缩成本,招标文件上有的功能在实际采购时却取消了,极大地损害了建设单位的利益,也给智能照明行业的发展带来了一些负面的影响)。智能照明的几个关键技术在如何应用在体育场馆?下面我们讲讲。
     到现在为止,很大一部分人对于智能照明的认识也仅仅停留在表面,包括一些设计院电气设计师及智能化从业人员对它的认识也不是很全面(当然有一部分工程商为了压缩成本,招标文件上有的功能在实际采购时却取消了,极大地损害了建设单位的利益,也给智能照明行业的发展带来了一些负面的影响),因此一些好的技术得不到推广。下面讲讲智能照明的几个关键技术在体育场馆的应用。

  由于体育场馆照明的特殊性,用于控制这些照明设施的智能设备也应具备以下几个功能,才能真正实现照明的智能化控制,为体育场馆的智能化管理再上一个台阶。
一、回路自锁:

  这个功能在体育场馆、超级市场、机场、地铁、会展中心等人员集中的场合尤其重要。本功能主要用于当智能控制器或给智能控制器集中供电的电源出现故障时,照明回路能够保持原来的状态,即智能控制器内的继电器不受影响,仍然维持故障前的状态,极大地提高了系统的稳定性和安全性(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电电源造成,而控制器所采用的继电器出现故障的几率小于5%);而没有采用自锁继电器的控制器模块或供电的直流电源出现故障,将造成灯具大面积停电,在夜间举行体育赛事时有可能造成无法挽救的损失,尤其在举行国际赛事时出现此等情况,甚至有损国际形象。

                                          

                                       图一

      另外,笔者所说的自锁继电器不是采用软件进行自锁,软件自锁无法实现控制器或电源出现故障时继电器能维持原来故障前状态,各位读者千万不要被误导;由于用户对这个功能的不熟悉或不理解,很多的智能照明厂家经常利用这一点误导用户,所以各位读者在遇到这种情况时一定要问清楚情况,以免花了大价钱却买来了一般的控制器。

                                       图二

                                        图三
实现真正意义上的自锁应该是采用机械式自锁继电器(见图三)来替代普通的继电器,同时自锁继电器应该是节能型的(即要改变机械式自锁继电器的状态时才需供电,平时静止时无需耗电)。

二、负载反馈与电流检测

  负载反馈与电流检测技术,就是通过软件和硬件相结合,将各功能模块实时工作信息传回监控中心的监控软件上,如实反馈现场的情况(包括回路电流大小、回路开/关状况、各功能模块是否良好等)。

  这一功能的作用主要有:

  1、实时掌握现场回路的开/关状况。
      2、实时掌握每个回路的电流大小,从而通过与原先设置的电流值对比能够实时了解回路上是否有光源损坏,及早采取处理措施,避免了在举行相关体育活动时出现因光源损坏照度不足的现象。

  3、通过报表统计,实时掌握每个回路甚至每个灯具的工作时间,在光源达到一定使用寿命时及时更换,避免了在举行相关体育活动时出现因光源损坏照度不足的现象(图八)。

  4、实时掌握现场各功能模块的是否良好,准确定位每个设备的现场地址。

图四

图五

图六

图七

图八

(如图八所示,该表记录了每一个回路在不同时候的电流大小,对照明的智能化管理有着特别的意义。)

  信号(状态)反馈这一功能,也用在当监控软件和现场输入功能模块中:当监控软件或现场输入模块(智能面板、各种探头及其他输入信号)发出开/关指令时,首先应是现场的执行控制器接受命令,然后相关的继电器进行动作,在继电器进行动作的同时把这一回路的开/关状态信息发回监控软件,从而在监控软件上如实显示现场的回路开/关状态,保证了软件显示的状态与现场状态完全吻合;当监控软件发出相关指令而没有收到反馈信号时,会连续发出几个相同指令,仍无信息反馈时软件会判断出现场回路发生故障(图六、图七),从而显示在软件上,大大提高了系统的稳定性和提高了管理的便利性。

  没有这个功能的结果是:有可能软件上显示的继电器是开的状态,而在现场实际上却是处于关闭状态,即无法如实反应现场的情况。(因施工的质量、电缆质量以及现场的电磁环境都会引起信号丢失。)很多厂家宣称都具备此功能,其实有些产品根本就没有这项功能,各位读者应实际考察,认真分辨。

三、软启动和延时启动/关闭

  软启动:一般用于调光控制器,就是通过设置使照明回路的电压启动时限制在一个范围内(低于220V的正常电压),在一定的时间内逐渐达到正常工作电压。一来可以避免因启动电压过高,导致整个回路的或整个系统的电流过大对电网造成冲击,二来可以避免启动电压过高导致灯具的启动电流偏大,影响光源寿命。

称都具备此功能,其实有些产品根本就没有这项功能,各位读者应实际考察,认真分辨。
延时启动/关闭:主要对照明回路进行逐个或每个区进行顺序开启/关闭。一般体育馆用电量非常大,这些照明同时送电将会造成较大的电冲击。因此,需要逐路送电,智能照明现场执行器能设置回路开启延时,将各回路送电时间错开(一般为1~10分钟间隔)。

  众所周知,体育场馆照明要大量选用金卤灯,由于金卤灯的功率大(250W~2000W),其启动电流比正常工作电流大1倍,因此软启动功能在此得到充分的体现,当然其他灯具也适用。另外,金卤灯或其他高强气体方电灯的启动时间长达4~10分钟,再启动时间更长,约10~15分钟,这就需要对金卤灯的启动进行必要的控制(由于金卤灯一般不允许在刚刚关闭后数分钟内重新开启,因此需要现场执行器能设置强制重开延时,时间相当范围内可调,一般为10~20分钟,以保护光源。)。

  需要强调的是,现场执行器应满足EMC和EMI标准,在工作过程中既能抗外界干扰,也能不对其他设备干扰。

                                     图九

(在左侧场景栏中显示所有全局和子网场景,选中场景,点击鼠标右键弹出发送场景按钮,延时时间从0到9999秒,点击“发送”按键,各回路照明会按照设定好的程序,逐步打开。)

  四、软件模拟现场

     现代体育馆体量一般都较大,灯具的安装布置相对困难,智能照明控制系统软件的实时控制和故障检测就非常重要,这就要求结合硬件的布置。在监视屏上,我们能通过图文界面观察照明状态,参数如下:

  1、光源的状态和计算寿命(一般同一回路光源相同,可作回路监测和计算),光源的开关时间、光源开启的时间统计等都通过报表的方式体现,这对体育场馆照明的管理有着极为重要的意义(图八)。

  2、控制系统的运行状态(一般包括系统各区域实时灯光场景、亮灯平面、系统是否故障、何种故障位于何处、输入电压和输出电压、电流)

  3、通过导入电气CAD图,可以显示每个回路照明、每个子网通讯线路、每个设备的具体走向和位置,大大提高了管理的便利和效率(图十一、十二、十三、十四)。

图十一

图十二

图十三

图十四

4、可以通过导入拍摄到的现场不同场景时的图片,模拟现场灯光环境(图十);也可以通过与监控系统联动控制,实时显示现场灯光的图像。


图十五

(点击图十五上的照相机,能够显示事先根据现场的场景拍下来的各个场景照明情况,可以点击放大;若有必要的话可以与视频监控系统进行联动,在监视器上实时显示现场的照明情况。)

  另外,由于体育场馆的照明控制系统硬件一般分散布置,要求软件也能分散配置,存储于各个现场控制和执行器中。非常重要的一点:任何时刻系统的中央监视设备的工作停止都不能影响任何现场执行器和控制器的正常工作。

图十六

软件应具备数据下载及备份功能:即可以通过软件把数据下载到每个现场控制器,使现场控制器也能够脱离监控软件独立工作;通过备份把系统的数据刻录到VCD/DVD上,提供可追述数据和防止系统崩溃后重新进行编程。

图十七

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