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(rèn)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(rèn)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(biāo)文件上有的功能在實際采購時卻取消了，極大地?fù)p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(fù)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(rèn)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(rèn)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(biāo)文件上有的功能在實際采購時卻取消了，極大地?fù)p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(fù)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(fù)載反饋與電流檢測
負(fù)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(zhǔn)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(rèn)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(rèn)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(biāo)準(zhǔn)，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(biāo)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(rèn)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(rèn)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(biāo)文件上有的功能在實際采購時卻取消了，極大地?fù)p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(fù)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(rèn)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(rèn)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(biāo)文件上有的功能在實際采購時卻取消了，極大地?fù)p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(fù)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(fù)載反饋與電流檢測
負(fù)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(zhǔn)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(rèn)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(rèn)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(biāo)準(zhǔn)，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(biāo)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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