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行業知識

幾個關鍵技術在體育館智能照明中的應用

日期:2012-9-29   點擊:


     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施,照明作為體育場館建設中極為重要的一部分,一直受建設單位、設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,包括一些設計院電氣設計師及智能化從業人員對它的認識也不是很全面(當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,極大地損害了建設單位的利益,也給智能照明行業的發展帶來了一些負面的影響)。智能照明的幾個關鍵技術在如何應用在體育場館?下面我們講講。
     到現在為止,很大一部分人對于智能照明的認識也僅僅停留在表面,包括一些設計院電氣設計師及智能化從業人員對它的認識也不是很全面(當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,極大地損害了建設單位的利益,也給智能照明行業的發展帶來了一些負面的影響),因此一些好的技術得不到推廣。下面講講智能照明的幾個關鍵技術在體育場館的應用。

  由于體育場館照明的特殊性,用于控制這些照明設施的智能設備也應具備以下幾個功能,才能真正實現照明的智能化控制,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。本功能主要用于當智能控制器或給智能控制器集中供電的電源出現故障時,照明回路能夠保持原來的狀態,即智能控制器內的繼電器不受影響,仍然維持故障前的狀態,極大地提高了系統的穩定性和安全性(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此等情況,甚至有損國際形象。

                                          

                                       圖一

      另外,筆者所說的自鎖繼電器不是采用軟件進行自鎖,軟件自鎖無法實現控制器或電源出現故障時繼電器能維持原來故障前狀態,各位讀者千萬不要被誤導;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常利用這一點誤導用戶,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。

                                       圖二

                                        圖三
實現真正意義上的自鎖應該是采用機械式自鎖繼電器(見圖三)來替代普通的繼電器,同時自鎖繼電器應該是節能型的(即要改變機械式自鎖繼電器的狀態時才需供電,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,就是通過軟件和硬件相結合,將各功能模塊實時工作信息傳回監控中心的監控軟件上,如實反饋現場的情況(包括回路電流大小、回路開/關狀況、各功能模塊是否良好等)。

  這一功能的作用主要有:

  1、實時掌握現場回路的開/關狀況。
      2、實時掌握每個回路的電流大小,從而通過與原先設置的電流值對比能夠實時了解回路上是否有光源損壞,及早采取處理措施,避免了在舉行相關體育活動時出現因光源損壞照度不足的現象。

  3、通過報表統計,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,避免了在舉行相關體育活動時出現因光源損壞照度不足的現象(圖八)。

  4、實時掌握現場各功能模塊的是否良好,準確定位每個設備的現場地址。

圖四

圖五

圖六

圖七

圖八

(如圖八所示,該表記錄了每一個回路在不同時候的電流大小,對照明的智能化管理有著特別的意義。)

  信號(狀態)反饋這一功能,也用在當監控軟件和現場輸入功能模塊中:當監控軟件或現場輸入模塊(智能面板、各種探頭及其他輸入信號)發出開/關指令時,首先應是現場的執行控制器接受命令,然后相關的繼電器進行動作,在繼電器進行動作的同時把這一回路的開/關狀態信息發回監控軟件,從而在監控軟件上如實顯示現場的回路開/關狀態,保證了軟件顯示的狀態與現場狀態完全吻合;當監控軟件發出相關指令而沒有收到反饋信號時,會連續發出幾個相同指令,仍無信息反饋時軟件會判斷出現場回路發生故障(圖六、圖七),從而顯示在軟件上,大大提高了系統的穩定性和提高了管理的便利性。

  沒有這個功能的結果是:有可能軟件上顯示的繼電器是開的狀態,而在現場實際上卻是處于關閉狀態,即無法如實反應現場的情況。(因施工的質量、電纜質量以及現場的電磁環境都會引起信號丟失。)很多廠家宣稱都具備此功能,其實有些產品根本就沒有這項功能,各位讀者應實際考察,認真分辨。

三、軟啟動和延時啟動/關閉

  軟啟動:一般用于調光控制器,就是通過設置使照明回路的電壓啟動時限制在一個范圍內(低于220V的正常電壓),在一定的時間內逐漸達到正常工作電壓。一來可以避免因啟動電壓過高,導致整個回路的或整個系統的電流過大對電網造成沖擊,二來可以避免啟動電壓過高導致燈具的啟動電流偏大,影響光源壽命。

稱都具備此功能,其實有些產品根本就沒有這項功能,各位讀者應實際考察,認真分辨。
延時啟動/關閉:主要對照明回路進行逐個或每個區進行順序開啟/關閉。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,智能照明現場執行器能設置回路開啟延時,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,當然其他燈具也適用。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閉后數分鐘內重新開啟,因此需要現場執行器能設置強制重開延時,時間相當范圍內可調,一般為10~20分鐘,以保護光源。)。

  需要強調的是,現場執行器應滿足EMC和EMI標準,在工作過程中既能抗外界干擾,也能不對其他設備干擾。

                                     圖九

(在左側場景欄中顯示所有全局和子網場景,選中場景,點擊鼠標右鍵彈出發送場景按鈕,延時時間從0到9999秒,點擊“發送”按鍵,各回路照明會按照設定好的程序,逐步打開。)

  四、軟件模擬現場

     現代體育館體量一般都較大,燈具的安裝布置相對困難,智能照明控制系統軟件的實時控制和故障檢測就非常重要,這就要求結合硬件的布置。在監視屏上,我們能通過圖文界面觀察照明狀態,參數如下:

  1、光源的狀態和計算壽命(一般同一回路光源相同,可作回路監測和計算),光源的開關時間、光源開啟的時間統計等都通過報表的方式體現,這對體育場館照明的管理有著極為重要的意義(圖八)。

  2、控制系統的運行狀態(一般包括系統各區域實時燈光場景、亮燈平面、系統是否故障、何種故障位于何處、輸入電壓和輸出電壓、電流)

  3、通過導入電氣CAD圖,可以顯示每個回路照明、每個子網通訊線路、每個設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)。

圖十一

圖十二

圖十三

圖十四

4、可以通過導入拍攝到的現場不同場景時的圖片,模擬現場燈光環境(圖十);也可以通過與監控系統聯動控制,實時顯示現場燈光的圖像。


圖十五

(點擊圖十五上的照相機,能夠顯示事先根據現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控系統進行聯動,在監視器上實時顯示現場的照明情況。)

  另外,由于體育場館的照明控制系統硬件一般分散布置,要求軟件也能分散配置,存儲于各個現場控制和執行器中。非常重要的一點:任何時刻系統的中央監視設備的工作停止都不能影響任何現場執行器和控制器的正常工作。

圖十六

軟件應具備數據下載及備份功能:即可以通過軟件把數據下載到每個現場控制器,使現場控制器也能夠脫離監控軟件獨立工作;通過備份把系統的數據刻錄到VCD/DVD上,提供可追述數據和防止系統崩潰后重新進行編程。

圖十七

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