EIB现场总线技术及I_BUSEIB系统照明控制工程设计(1)

杨稼三-)).中国/有限公司（"####!/

摘要该文介绍了目前流行的’()欧洲安装总线技术及该系统的原理、结构、特点等技术以及其应用在照明控制方面的工程设计方法和步骤等内容，

关键词’()现场总线技术(*)+,’()系统照明控制

!前言

随着现代控制、计算机、网络、通讯等技术的发展，现场总线技术得到了较大的发展，并从传统的工业领域逐渐进入更广阔的建筑、家庭住宅等领域。最近几年，’()智能安装总线系统因其功能的多样性、实现功能的灵活性、安装使用的方便性等特点在中国市场上越来越受到关注。’()现场总线技术目前广泛地应用在楼宇、酒店、展馆、家庭住宅、小区园林、城市广场等项目上，尤其在照明控制工程上因其能轻而易举地解决传统控制方式无法解决的问题和实现一些现代化控制的更高层次要求而备受关注。

以下对’()技术作一简单介绍，(*)+,’()系统如何完成照明控制进行工程设计方面的探讨。

"’()现场总线技术

"0!’()总线的起源

’()在欧洲被称为’1234567(76::69;37)18<即欧洲安装总线。在亚洲则是指’:5=92;=6:(76::69;37 )18<即电器安装总线。!%%#年>月?日，由-))等@家欧洲电器公司发起，联合!!#多个电器制造商联合成立了’1234567(76::69;37)18-883=;69;37<即’()-，欧洲安装总线协会，总部设在布鲁塞尔。负责’()标准的制定、推广等。这些制造商占据了整个电器安装布线市场的大约?#A左右。创造此总线技术的目的是将工业领域内的现场技术引入到民用中并适应现代建筑智能、控制多样性及居住品质的不断提高的要求，解决传统的电气电缆铺设无法解决的问题，实现大楼设备智能、灵活的控制，降低电缆敷设量和能源消耗。

"##!年’()-与另外"家欧洲组织合并组成B3775C协会，’()技术更具有广泛性，现已经成为一个世界性的统一标准。

"0"’()总线的拓扑结构

’()系统结构主要由三部分构成，线（D;75）、区（-256）、域（E3F6;7）<如图!：

上图所示多达G$个总线元件通过总线连接构成最小的总线结构，称为线。一根线的最大长度为!###F，电源供应器和元件之间的最大距离为&>#F，两个元件之间的最大距离为@##F。在实际应用中，如果线长需要超过!###F，可采用光纤连接的方式将线长加以扩展。

通过线路耦合器，最多!>条支线可连接成为一个区域，因此，一个区域最多可容纳!>H G$I%G#个元件。

通过主线耦合器，最多!>个区域可连接起来，组成一个完整的’()系统，因此，最多达!$$##个左右的总线元件可连接在一个’()总线系统中。

图!’()

总线拓扑结构图

・!!・支线和主线耦合器为相同的产品。

现场总线传输介质为"’"’#()的屏蔽双绞线，也可以为光缆。

"(&系统的工作原理

*+,安装总线是一个分布式系统，它不需要总控制台，每个总线设备都有自己的微处理器和储存器可以同*+,总线进行数据交换。

*+,系统具有各种功能的总线元件，这些总线元件通过一条总线连接起来，实现互相通讯。挂在总线上的总线元件主要分传感器类、执行器类、系统设备等。

传感器负责控制探测建筑物内开关的操作或光线、温度、湿度等变化和运动。传感器将信号传递到执行器，由其来执行适当的命令。

执行器类从总线上接受命令并加以执行。

系统设备如系统电源是构成系统的一些必须元件。

在*+,的最小安装中，*+,安装总线也集成了至少两个总线设备（传感器、执行器）和一个电源，它们可以通过总线进行相互通信。

*+,系统采用事件驱动应答式实现通讯和工作，系统中的每一个元件都有一个独一无二的物理地址，这个地址可通过编程软件进行设置，*+,系统根据物理地址即可确定每个元件在总线中的所在位置并进行通信，同时，通过软件编程还可给每个元件赋予一个或多个组地址，通过不同元件之间的不同组地址的连接即可形成不同的逻辑关系。

如图"所示-

图"通过一封信来说明其原理过程。

物理地址用来明确标识某个总线设备和描述它在拓朴结构中的位置，就如门牌号。

在整个总线系统中，组地址定义了一个专门的功能，使总线设备可以互相通讯，如信及信的内容。

当从总线系统的某一个位置发出一个命令到总线时，就如同在此位置送出一封信，信上包含了地址门牌号，确保收信人收到，收到后便开始执行信的内容即命令和功能。

每个组地址可分配给任意线路的任意总线设备，即一封信可以发送给不同的门牌号的人家，这些人家同时阅读到信的内容并同时执行信的功能。

在定义参数时，如果一个组地址被分配给几个执行器（命令运行装置），这些总线设备能够在传输信息时被同时寻址。

执行器能够响应几个组地址，但是传感器仅仅只能送出一个组地址。

*+,系统通过支线和区域耦合器来扩展系统，并用来区分不同的支线和区域上的设备，并将整个系统连接起来。

在实际中不同的*+,厂家开发出各种挂在此*+,总线上的产品，不同厂家的产品互相兼容并通讯，故而*+,产品具有很强的生命力和兼容性。这一点对客户很重要，客户不需要受制于一家产品，对客户前期产品选型及后期业主工程维护检修更具灵活性和吸引力。

"($*+,现场总线技术发展的趋势

*+,现场总线技术，所涵盖的内容和控制功能越来越丰富和朝着多元化功能发展，除专业照明控制外，还对通风、温度、家电、安防等进行控制。这种多元化的发展充分体现*+,现场总线技术面对最终使用者，以人为本的思想，也代表了*+,

技术的发展

图"系统的工作原理图

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趋势，也符合现代智能楼宇控制复杂性、控制多元化、控制方式简单化的特点。

在实际中各种’()厂家共生产的产品有几千种类型，但都遵循统一’()标准，故在具体工程设计中，仅须了解不同厂家开发的产品功能和种类，搭积木式将需要的各种功能模块挂在总线上，连起来便构成系统。

"(*)+,’()智能照明系统设计

"-!(*)+,’()系统简介

(*)+,’()系统是一套智能控制系统，广泛应用于住宅、酒店、展馆、工厂、办公大楼、会议中心、广场园林照明等场合。主要完成照明控制、电动窗及遮阳控制、温度控制、安防控制等。尤其在灯光照明控制上，其具有很强的灵活性充分体现了’()的特点。

(*)+,系统可实现照明的开关控制、调光控制、场景控制、分散集中控制、远程控制、延时控制、定时控制、光线感测控制、红外线遥控、移动感测控制、与其他设备系统的联动控制等。

其有几个特点.

!驱动模块及系统设备均为/(0标准"122导轨安装。所有元件可集中或分散放置到配电箱中，更具灵活性。

!所有传感元件*现场控制面板和移动探测元件为34盒预埋。

!所有前端元件如各类控制面板和移动探测元件均为插接式安装，可以互相更换。

!系统结构拓扑除环形外可以任意结构。

所有系统元件如驱动模块和控制面板只需一条只需一条(*567总线联结。

!功能实现和扩展容易，

所有功能均为模块化设计，选用不同功能模块只需在任何地方挂在总线上或增添新的功能模块便完成一个功能控制。

!’()总线为屏蔽的#8#8$-3双绞线可同强电同槽共管，线缆敷设无特殊条件要求。

"-#(*)+,照明控制系统设计流程

(*)+,’()系统的设计遵循如下过程和流程，此也为一般’()产品的设计过程。参见图"。

"-#-!智能照明控制功能

首先要进行控制功能调研。此必须通过同业主和客户的沟通，调查实际需要解决的问题和达到的效果，明确了解到需要的控制功能，功能要求越明

确，设计就越准确。如下表一“某建筑主要控制功能列表”所示为例，对一幢建筑做出的各控制区域功能见表!。

表!

控制区域及功能要求

主要区域功能要求

控制手段

展厅会议室

国际演讲厅主大堂泛光照明

开闭控制调光，场景设置，移动检测，会议联动

调光，场景设置，会议联动开闭控制开闭控制

智能五键面板，控制

智能五键面板，控制

智能五键面板，控制控制，光线控制控制，时钟定时

功能列表有了之后，就可以根据不同的功能要

求选择相应的灯光控制模块，如开闭控制功能对应灯光开闭模块，在(*)+,系统中对应为9:;

,<-<-<双值输出。

调光模块为4!&=和41&"。需要时钟控制控制则对应为,>;,<-<-<时钟控制器。需要联动则选用接口输入输出模块，如’:;,<-<-<双值输入模块，需要就地控制则现场需要安装控制面板，如果灯光需要遥控，控制面板必须选带遥控接收面板等。

通过调研功能此步骤的主要目的在于选择构成系统需要哪些类型元器件，如需不需要调光器，时钟控制器等。

"-#-#系统主要元件设计

确定了元器件类型，下一步便是如何具体进行元器件的设计即参数确定，型号确定。

9))(*)+,’()系统的元件主要分三部分：

驱动元件，传感元件，系统元件。

系统主要元件设计主要有以下几个方面的设计。"-#-#-!驱动元件设计

驱动元件为带负载的驱动模块，如灯光开闭控制器、灯光调光控制器、电动窗控制器、风机盘管地加热温度控制器等。

在照明控制中一般有调光和开闭两种灯光驱动模块。

依据照明回路设计负载及不同区域灯光控制回路数，计算每回路负荷容量，清点回路数量从而决定所配置的容量型号和驱动模块数量。

调光模块参数选则主要考虑回路负载容量和负

图"(*)+,’()

系统设计流程示意图

,(-./系统的调光模块可以从&$$0()$$$0单回路##$123不等。除个别特大功率调光模块外，均为标准模数化设计，基本调光为&$$0和4$$0，可通过增加专有的"#$0扩容调光模块进行灵活扩容。如原设计某回路为"$$0调光，因一些原因或实际施工后灯具容量或个数变化造成此回路为’$$0调光，此时只要在配电箱中多增加一个"#$0扩容模块便可以解决此问题。此种扩容可以到&$$$0单回路。

荧光灯调光需要灯具配置专用的调光镇流器。可分数字式和模拟式两种进行调光。

开闭模块选择主要考虑回路数，负载容量和负载特性。

,(-./系统有#、"、5、)路模块，容量每回路有"2，526!$26!52四种。

负载特性也是一个重要参数，一般照明电路负载特性有电阻、电感、电容或混合型几种，具体由照明回路中灯具所选的光源决定，不同的负载特性有时会影响开关模块所能带的负载容量。如2--的开关模块278/"9!594对纯电阻回路负载可带负载每回路约"$$$0。对于带电子镇流器的荧光灯回路，在考虑功率外还要考虑电子镇流器中电容对对开关模块的影响，一般负载不得超过#4盏荧光灯，负载约&$$$0。

调光、开闭模块数量依据控制的回路数、容量及所选的产品类型来定。

&9#9#9#传感器元件设计

传感器元件主要是向总线发出命令和信号的元件。

主要有各类智能控制面板，移动探测器、光线感测器、输入模块等

!智能控制面板设计

智能控制面板主要完成就地的现场控制要求，依照功能和控制需求回路数量进行设计，如灯光是否需要遥控、灯光是否需要场景功能等。

"移动探测器设计

主要用于根据对人或物的感测完成一些需要的控制功能。如安装在走道、电梯厅、办公室、会议室或家庭住宅的楼梯口，门厅等位置，起到节能和方便的目的。系统有两种移动感测器，一种为被动式，一种为主动式，后者可以感测静止的人体状态。两种感测器均有时钟延迟控制和光感控制功能，可用手调节在低于某照度下感测器开始工作，开启灯光之后多长时间自动关闭。前者为壁装，后者为吸顶式安装。壁装安装高度一般在#:左右。

#光线感测功能和时钟控制设计

,(-./有#种类型光线感应器，一种为开关量，一种为模拟量，前者主要用于广场、园林、泛光照明等进行日照感测来发出开闭等动作信号，后者为照度平衡如酒店大堂等用来保持某区域的恒定照度。光线感测器通常由两部分组成，光线探头安装在室外或需要感测区域，光线驱动器安装在配电箱顶到轨上。

时钟模块可对总线系统上任何一个或一组设备进行定时控制，可做周、年、节假日等运行模式，为丁导轨安装一般放置在值班室或据值班人员较近的配电箱中，可进行手动设定时钟并进行调节。

&9#9#9&系统元件设计

系统元件主要为系统电源、支线耦合器的设计。

通过对上述元件数量进行统计，并对系统结构的考虑，决定采用几个电源、几个支线耦合器。支线耦合器个数计算一般估算如下（留有余量）：支线耦合器个数;（所有驱动模块数<所有传感器元件数）85$

支线耦合器的个数同时要考虑线路长度，尤其在广场园林照明控制中。

电源数量;支线耦合器数量以上元件均为丁导轨安装，就近放置在配电箱中即可。

"结束语

基于=,-技术的,(-./=,-系统，除用于照明控制外，还广泛地应用在建筑的各种功能控制中，如电动窗控制、温度控制、安防控制等，其通过搭积木般将各种功能模块灵活组态的特点，解决了建筑中的多种控制功能需求，减少了集成和大量的线缆敷设。在有效节能、修改、扩容、最优化运行等方面给用户带来更多地收益。

参考文献

>!?=,-智能安装系统手册9=,-2协会

>#?=,-智能安装系统培训教材9同济大学=,-培训中心

>&?2--,(-./智能安装系统设计手册92--公司内部资料

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