智能照明系统设计方案

项目概述

医院医疗综合楼总体分为：地下一层为设备用房，一、二、三、四层为大厅及门诊，五层为血透中心，六、七层为内科护理标准层，八层、十一层为内科、外科护理单元，九层为儿科护理单元，十层为骨科护理单元，十二层为妇科护理单元，十三层为产科护理单元，十四层为产房、ICU、手术准备层，十五层为手术层，十六层为手术设备和电梯机房层。大楼总建筑面积约2万㎡，建筑高度66.40米，属于一类高层建筑。

系统概述

由于传统采用的是传统的本地式，一开一关的控制方式，所以制约了现代人快节奏的生活方式，同时也限制了它在实际中的应用。随着科技的发展和人民生活水平的提高，人们对照明系统提出了新的要求，它不仅要控制照明光源的发光时间、亮度，而且与智能系统来配合不同的应用场合做出相应的灯光场景，而且还要考虑到管理智能化和操作简单化以及灵活性来适应未来照明布局和控制方式变更等要求。

一个优秀的智能照明系统可以提升建筑环境的品质，确保舒适和健康。所以网络开关代替传统的开关，智能照明系统代替传统的照明系统，是智能化过程中必然要走的一步。

当前，在大多数建筑物中都没有独立的照明控制系统。传统的照明控制是在靠近照明回路处加上开关，由开关来控制照明回路，不能实现灵活的控制，造成不同程度的电能浪费。

采用智能照明控制系统的主要目的是节约能源，智能照明控制系统一般具有如下特点：

节省能源和降低运行成本；

照明的快捷控制；

节省施工和施工简易性；

节省设计，节省维护保养；

降低总成本；

现代化的医院建筑功能复杂，医疗设备精密，环境要求标准高，采用 i-bus智能控制系统能够与医院的建筑环境有机的结合起来。通过建立数字化的绿色节能医疗环境，可以提高医院的管理水平，提高医务人员的工作效率，节约医院的运行成本。

ibus 智能环境控制系统在医院中通过对各种末端电气设备(如灯光、窗帘、空调、医疗设备等)的控制，实现对医院门诊楼、住院楼等的灯光环境、遮阳环境、温度环境及医疗设备运行维护的最佳控制。

设计依据及原则

设计依据

建筑智能化系统工程设计管理暂行规定  （建设部1997-290）

民用建筑电气设计规范    （JCJ/T16-92）

智能建筑设计标准（DBJ-08-47-95）

高层民用建筑设计防火规范    （GB50045-95）

装修图纸

电气图纸

设计原则

1）集中控制和多点操作功能：在任何一个地方的终端均可控制不同地方的灯；或者是在不同地方的终端可以控制同一盏灯。 

2）软启功能：开灯时，灯光由暗渐渐变亮，关灯时，灯光由亮渐渐变暗，避免亮度的突然变化刺激人眼，给人眼一个缓冲，保护眼睛。而且避免大电流和高温的突变对灯丝的冲击，保护灯泡，延长使用寿命。

3） 灯光明暗调节功能：调节不同灯光的亮度，更能为您创造舒适、宁静、和谐、温馨的气氛柔和的光线能给您一个好心情，少而暗的光帮助您思考，多而亮的光使气氛更加热烈。

4） 全开全关和记忆功能：整个照明系统的灯可以实现一键全开和一键全关的功能 

5） 定时控制功能

6） 场景设置：对于固定模式的场景、您无需逐一地开关灯和调光，只进行一次编程，就可以按一个键控制一组灯，这就是场景设置功能。 

智能照明系统还能够和安防系统连动，当有警情发生的时候，您家里阳台上的灯会不停的闪烁报警。这里介绍的只是常用的一些功能，因为这种照明系统是可以自由设置的，所以您可以根据您个人的需要，赋予它更多的功能。

设计目的

1、统一管理医院门诊楼、住院楼等建筑物照明、空调和医疗设备控制及保护。

2、提高医院的服务档次，为医务人员提供舒适、轻松的工作环境，给病人提供温馨如家的治病环境。

3、节约能源，节约医院运行成本

4、采用安全电压的弱电面板替代强电面板，提高了安全性。通过对重要医疗设

备的电流及漏电电流检测，并在故障情况下及时报警，增强了医疗设备的可靠性和安全性。

系统需求分析

系统结构是分布总线式结构，系统内各智能模块不依赖于其他模块而能够独立工作，模块之间应是对等关系。

智能面板面板和耦合器一体化的，安装方便，使用更可靠。多种造型、多种材质、多种颜色的面板可供选择，以便与装饰的风格相匹配。

所有现场智能控制面板应具有场景控制功能，以便于临时修改场景控制功能以适应不同场合的需要。

安装在公共区域中的现场智能控制面板应具备防误操作(或防乱按)的功能，以避免在非工作人员出现不必要的误操作，提高系统的安全性。

所有智能面板的每个按键都对应一个LED状态指示灯；每个按键的LED状态指示灯均可关闭，消除指示灯在夜间对人的干扰；每个按键的LED状态指示灯可以随意改变使用特性，在必要时可以关闭或长时间打开指示灯功能。

灯光控制模块应自带开灯计时/计次统计功能，便于照明光源的维护。

灯光控制模块中的开闭控制继电器必须带有手动控制功能，方便在系统断电或初始安装时手动开启或关闭各控制回路，便于紧急情况处理及维护。

控制模块中的开闭控制继电器必须带有自锁功能，以便在系统掉电时，灯光开闭状态可保持不变；也可以设定为强行开或关，以便在特殊情况如消防报警时实现联动。

必须提供多种回路的模块（例如：2路，4路，8路，12路等开闭模块），及多种容量的模块（例如：10A，16A）供选型，在回路数多的场所选择多回路模块以节约设备安装空间；安装在照明箱中的驱动模块必须采用MDRC方式，即标准模数化35mm标准DIN导轨安装方式。

灯光控制模块中的开闭控制继电器必须带有手动强制开关及状态显示,便于紧急情况处理及维护。

总线电缆必须具备能够与强电线并排铺设的抗干扰性，即总线和电源线可共槽便于安装施工。总线电缆本身具有屏蔽能力。

现场智能控制面板及移动感应器等应采用标准86盒墙装方式。

现场智能控制面板应采用模块一体化设计，方便设计人员挑选，简化现场安装，避免因墙面安装不平整导致控制面板实效。

实现多点共同控制时，不需要增加连接线的数量，系统内任何一点的控制方式，只需通过软件定义实现。

具有独立的中央控制平台，可以中文、图形化的界面对整个灯光控制系统进行中央控制。

智能照明控制系统可自成体系，可通过OPC方式与BA互联。

系统维护方便，更换或升级系统内元件时，不需要关闭整个系统。

该系统应有多种控制方式，例如可以实现就地面板控制、人体感应控制、定时控制、光线感应控制及集中控制。

该系统可根据不同的具体时间，对控制区域内的照明进行不同的灯光场景控制，以满足白天及夜晚的照明要求。

该系统应能与消防系统进行联动，在出现消防报警时，系统可将部分区域或所有区域的照明电源或电器电源自动切断以降低火灾的危险，当消防信号消除后，所有灯光应恢复到报警前的状态。

总线元件及现场控制面板应运行在安全电压下，如24VDC。

系统协议应具有开放性。

系统设计方案

系统设计说明

我方选用品牌为：ABB i-bus EIB

欧洲安装总线(EIB，European Installation Bus)在亚洲称为电气安装总线（Electrical Installation Bus），是电气布线领域使用范围最广的行业规范和产品标准。EIB标准的制定，不仅提高了人们的生活水准，更标志着多家产品的兼容性和新旧产品的兼容性，使得用户在使用时更加方便。 

在EIB电气安装总线的标准上，ABB开发出一套自动开关、控制及监控系统ABB i-bus EIB智能安装系统。系统的所有功能都通过一条总线来控制，可以完成照明、电动百叶窗、供暖系统和空调系统控制、负荷管理、指示、信号、操作控制及安保监控。该系统也可以与建筑设施管理系统的其他系统相连接，应用范围非常广泛，适用于展览馆、银行、商业及工业大厦、体育馆、博物馆、飞机场等不同的建筑。 

在医院中实现的主要功能：

1、 病房及门诊楼灯光控制

2、 病房及门诊楼电动窗帘/遮阳卷帘控制

3、 病房及门诊楼的空调、地加热及风机盘管控制

4、 手术室、治疗室照明调光

5、 病房呼叫系统

6、 学术交流中心及会议室 AV 设备控制

7、 照明配电系统与消防联动

8、 与医院办公自动化等系统联动，为无纸化办公创造有利条件。

9、 门诊及病房楼所有的配电箱内断路器及重要医疗设备断路器状态监视

10、门诊及病房用电集中监视及控制，公共区域做到无面板控制。

系统工作原理

采用ABB i-bus EIB系统后，电器设备的开关将不再像图1所示的传统方式那样用面板开关直接对电源线进行分断，而是由传感器（如面板按钮）发出命令并通过两芯总线传送给驱动器。驱动器收到命令后加以执行，例如，将负载电路分合，如图所示。 

图1 传统方式的电气安装

图2 应用ABB i-bus EIB系统的电气安装

在以往的楼宇技术中，每个功能都有自己独立的系统，产品的不兼容性造成了工程的复杂性，导致了电缆成本和人工的大量浪费。另外，由于供热、百叶窗、照明等控制功能的实现都需单独的外部传感器，造成了使用的不便，如图3所示。 

图3 传统方式的布线 

图4 ABB i-busEIB系统布线 

ABB i-bus EIB系统使这些困扰工程的问题都迎刃而解。该系统只需通过一根电缆就可以将整个系统全部连接起来，高效而经济，使用时更显得简捷方便，如图4所示。依据客户的需求，还可以随时改变系统功能。

系统结构

i–bus系统为分布式控制系统，采用模块化结构及国际标准化组织ISO的标准OSI模型通信协议，其使用的所有内部协议全部公开，并且可在INTERNET网上进行下载，可与各种楼宇系统进行连接，并适合各种建筑结构的特点，只需一条i–bus总线（2X2X0.8的双绞线）即可将每个楼层的照明配电箱联在一起，就可以实现智能控制，每个楼层可以独自运行，不需要控制主机进行干预，也可以将i-bus总线拉到设备房与BMS系统进行连接，即可对照明、空调系统进行集中监视和远程控制，也可以查看整幢楼区域的灯光、空调、窗帘的运行情况，并可在电脑上进行各种操作控制。也可以不接入电脑，仅在设备房放置ABB的智能四联或五联面板，也可以实现集中远程控制。同时在每个控制区域设置就地控制智能面板，可实现就地控制和操作。

i–bus系统的优点是只需一条i–bus总线就可以实现智能控制，布线安装非常灵活，可以和强电同槽和共管，开关模块和调光模块等智能元器件可以安装在各区域的强电配电箱中，并且采用35毫米标准DIN导轨安装方式，外形尺寸为标准模数化，无须额外增加特殊箱体和管槽。现场就地控制只需拉一根i–bus总线到现场智能面板，就可以实现现场照明回路的分组、间隔、全开关等多种形式的控制。

系统的基本结构：

ABB i-bus EIB系统结构的性能使系统可以单一使用，也可以综合使用。系统的基本构成是线，多达64个i-bus总线元件设备连接于总线，组成最小总线线路结构。线与线之间通过线路耦合器进行连接，15条线组成一个区域。通过15个区域耦合器，15个区域可以相互连接，从而构成一个完整的系统。

ABB i-bus EIB系统最多能够支持14 400个元件。一些总线元件还可以控制多达8个独立的电路。一根线的最大长度为1000m，两个元件之间的最大距离为700m。在实际应用中，如果线长需要超过1000m，可采用中继器或光纤连接的方式将线长加以扩展。 

ABB i-bus EIB系统的结构使得系统排列紧密、层次分明，且有利于将来对系统的进一步扩容，真正体现了EIB系统的灵活性，这是传统的布线方式所无法比拟的。

1.与楼宇管理及其他系统的连接

i–bus系统在保证独立运行的同时可通过标准TCP/IP协议和网关接口或采用RS232接口就可以同整个大楼的BA系统，或上层管理平台BMS服务器和其它系统进行数据交换和共享。

i–bus系统智能安装系统科技，只须单一条双芯控制总线就可取代大量的传统电缆，将为政府新建办公楼构筑一个更安全、更灵活、更经济的智能楼宇办公环境控制系统。

2.与其他系统的联动

i–bus系统可以通过系统元件ET/S6.24.5(双值输入)，接受其他系统或工作人员发出的干结点信号，实现消防系统、保安系统、音响系统、会议系统的联动，使控制的灯光或设备进行及时变化。

系统设计

基本的ABB i-bus EIB智能安装系统设计过程如下。 

● 设计之前，需要了解用户需求。首先需要知道的是房屋结构。

● 了解房屋内所有灯光的布置情况，哪些是需要控制开闭的灯，哪些是需要调光的灯。驱动器有两种，控制开闭的灯要用双值输出驱动器，控制调光的灯要用调光驱动器。 

● 布置开关面板。在房屋的某些地方使用二联面板，在餐厅、几个卧室使用五联面板，走廊、楼梯等处还需要安置移动探测器。这是整个系统中非常重要的一部分。 

● 除了照明使用的器件以外，居室中还要安置完善的安保系统，如门禁开关、烟雾报警器和玻璃破碎器等，并通过区域终端与i-bus系统相连。 

● 选定元器件后，就可以设计出i-bus系统图和照明线路图。器件安装完毕就可以进行i-bus总线连接，使这些独立的元器件成为一个功能完善的智能系统。总线的连接可以是线状、树状、星状等。安装非常方便，同时也方便扩容和改装。 

● 最后需要进行动力电缆的连接，动力线要从照明配件箱分别连接到每一个回路。

系统点表

系统特点

系统优势

采用ABB i-bus EIB的电器安装系统有以下优势。 

● 低成本运行 

ABB i-bus系统全部元件都通过一条总线连接，所有元件都可以相互交流信息。用户可以根据实际需要将系统调节到最佳控制状态，从而达到降低运行成本的目的。 

● 节省了设计和安装时间 

ABB i-bus系统只需铺设少许的电缆就可以构建一个完整的系统，可节省大量设计和安装的时间和精力。

● 广泛的适用性 

用户在使用ABB i-bus智能安装系统时，如果想改变操作或功能，不必去改动布线，只需重新安排或补充总线元件、传感器和驱动器，就可以实现新的功能。 

● 易安装、易使用、易维护 

● 具有可扩展性和兼容性 

ABB i-bus系统把所有的元件方便地连接在总线上，扩展时只需把增加的元件和总线简单地连接起来，免除了所有复杂的额外接线。此外，系统向上的兼容性使得系统可以与建筑设施的其他管理系统相连接。ABB i-bus遵循EIB共同的标准，不同厂商的产品也可以应用于同一系统。 

● 有效地节约能源 

● 智能化的管理系统 

ABB i-bus智能安装系统可记录并统计系统中设备的使用状况、时间及寿命。通过电话系统开启系统中的设备，监测系统中的设备运行状态并能给出错误检测报告。依据外界环境的变化做出反映并调节设备的状态，如大风来临时门窗关闭、百叶窗关闭等。功能的修改只需通过PC软件编程即可。 

● 个性化 

作为一个具有个性化的系统，ABB i-bus智能安装系统可依据个人的喜好调节系统的状态，例如，灯光的亮度、照明灯及背景灯的组合、房间的温度、百叶窗的角度等

系统实施特点

整个系统只须一条i–bus总线，没有大量的电缆附设和繁杂的控制设计。

控制模块安装在原有的强电箱内。

现场控制面板只需一条i–bus总线进行连接，采用24V安全低电压供电方式，安全可靠，操作方便。

功能修改、控制修改方便灵活，只需仅做小的程序调整，不须现场重新布线就可以实现。

节约能源，提高效率。通过时钟，光线控制设定，自动运行到最佳状态，合理节约能源，方便管理和维护。

所有控制模块均为模数化产品，采用标准35mm导轨安装方式。所有现场控制面板采用标准86盒墙装方式，施工简单，并且不同的面板可随时互换，控制功能变更方便。

产品选型

传感器

主要负责发送命令给驱动器，常见的 i-bus 传感器包括智能面板、人体感应器、触摸屏、温控面板，安装在现场如治疗室、化验室、手术室、候诊室、病房、护士站，一般采用标准 86 盒安装。

Carat 系列面板

有灯光开闭、调光、红外遥控、场景控制等功能，具有夜间背光功能。

灯光调节：

A.开关功能。

可通过短促地按键，使调光灯实现开关功能。

B.场景预设功能。

面板可预设8种场景。

C.场景的手动更改功能。

辅助按钮具有记忆功能。通过手动直接在面板上调节各种需要状态(如：调节灯光到需要亮度等等)后，依次按辅助按钮和任一场景按钮，使该场景按钮记忆和修改其功能，需要时可按此键调出所需场景。

D开关功能：

该面板可单独作8个开关量控制使用，并且LED指示灯实时反映8个开关通道的状态。

E.背景功能：

面板具有漂亮的显示背景灯的功能，可自由开闭，主要用来显示此键的状态和用于夜间指示。背景灯上有可更换的标识插条，用来注释该键的功能。

F.多种颜色选择：

智能面板有多种颜色可供选择，用户可配合装修效果选择不同颜色、不同功能的面板。   

驱动器

主要负责接受并执行 i-bus 传感器发送的命令如开灯/关灯、调光、调节温度、窗帘开/合等。安装在楼层的照明箱中。一般采用 35mm 标准 DIN 导轨安装，体积小，安装方便。

控制区域及控制内容:

1、病房

控制灯光、电动窗帘、风机盘管、呼叫系统、微波炉等电源插座、紫外线杀菌灯；

2、门诊大厅

控制灯光、遮阳卷帘；

3、治疗、检查、手术、诊断、救护等部门

控制灯光开闭和调光、电动窗帘、风机盘管；

4、公共通道/电梯厅

控制灯光、地灯控制；

5、学术交流中心、报告厅

控制灯光、AV 设备、窗帘、幕布；

提供多回路的开关驱动器：2路、4路、8路、12路。

每个回路带手动开关, 带内置总线耦合器

可分别对每个回路负载进行开关控制，模块中带有内置电流检测功能，可分别检测每个回路的电流。模块可自动计算每个照明回路的功耗，便于能耗管理。

DIN导轨安装，通过总线接线端子与总线连接，不需要数据导轨条。

通过一个LED灯指示模块处于运行状态。负载采用螺丝端子接线。

功能可通过软件进行设定：

触点可设置为常闭或常开

8路16A开关驱动器；

功能：对灯光进行开关控制功能

逻辑应用单元

应用单元属 DIN 导轨安装元件，可安装在配电箱中，通过数据母线连接至EIB 总线。使用 ETS2V1.1 以上版本可对应用单元进行编程，实现楼宇系统中所需的功能，如逻辑元素、逻辑门、200 个对象的延时(输入或输出)逻辑元素、门、定时器以图形界面的形式出现，在此界面下，逻辑元素可进行拖放及相互链接。

进一步的编程可通过EIB 总线将有关信息打印到记录打印机上。打印机应连接至 RS232接口，此 RS232 接口需下载相应的应用程序。

中控电脑

图形化的界面可对医院内各个区域的灯光、电动窗、HVAC、AV以及医疗设备等进行集中监视和控制。

?可进行事件记录，以便管理。

?中控电脑还可对泛光/园林/公共通道/电梯厅/大厅等处的灯光开启的时间和次数进行累计，以便及时维修、更换。

?可显示各个区域的温度，同时可限制各个区域温度的上下限，避免空调浪费。

可视化监控软件功能：

智能灯光控制系统监控软件用于对整个楼宇的智能灯光控制系统进行集中监视及控制，此软件采用标准的图形界面进行操作控制并可插入bmp图形如楼宇、楼层、多功能厅的照片或平面图，使控制更加简易、直观。

智能灯光控制系统的大型中控管理软件用于对整个建筑群的照明系统进行远程集中监视及控制。智能灯光控制系统中控系统提供支持大型EIB楼宇智能管理，包括报警处理功能，维护和能量管理优化等。无论建筑物是一个中央控制室还是多个中央控制室，都能提供最好的通讯。

智能灯光控制系统中控软件可运行于Windows95/98或XP/2000各种环境下。

智能灯光控制系统软件的主要功能如下：

可插入BMP图形

可对EIB智能控制系统中的设备进行定时控制

可进行逻辑控制

可对设备进行延时开关

可进行场景控制

可对设备的开关进行计次或计时统计

实时显示各种信息如某设备开关或某处有报警

可实时打印各种信息

可以数字或表计的方式显示灯光亮度或室内温度

可查询历史记录

可实时显示设备的开关状态

可通过开关按钮图形进行开关控制

可通过调光按钮图形进行调光控制

可进行报警指示

必须提供OPC server ，与BA 系统集成

可编辑不同区域、不同监控场所的图形，并可相互切换显示

智能灯光控制系统软件可提供5种不同级别的用户密码，分别可控制系统中不同的设备，以提高系统的安全性。