張立全，陳 爽

(1.重慶大學(xué)建筑研究院，重慶，400044；2.重慶博蕊樓宇自動化有限公司，重慶，400020)

ABB i-busRKNX系統(tǒng)在橋梁景觀照明控制中的應(yīng)用

張立全1，陳 爽2

(1.重慶大學(xué)建筑研究院，重慶，400044；2.重慶博蕊樓宇自動化有限公司，重慶，400020)

現(xiàn)代橋梁夜景照明作為城市夜景照明的重點組成部分，不但要體現(xiàn)夜晚本身的景觀視覺效果，而且必須兼顧環(huán)保節(jié)能與管理效率。本文基于橋梁的夜景照明控制本身的要求，介紹了ABB i-busRKNX系統(tǒng)及原理,闡述了ABB i-busRKNX系統(tǒng)在橋梁的景觀照明控制方面的設(shè)計方法、施工步驟和工藝，指出了ABB i-busRKNX系統(tǒng)應(yīng)用于橋梁夜景照明控制的優(yōu)點。

現(xiàn)代橋梁；景觀照明；ABB i-busRKNX系統(tǒng)；KNX協(xié)議

1 引言

隨著我國經(jīng)濟的迅猛發(fā)展對交通運輸能力提出的新要求，橋梁建設(shè)向著更長、更大、更柔的方向發(fā)展，更加重視橋梁美學(xué)及環(huán)境保護。橋梁照明作為橋梁工程的一部分，不同于一般的道路照明。首先，橋梁照明必須滿足道路照明規(guī)范以保證交通安全，同時還需要考慮到能源節(jié)約以及設(shè)備維護等方面，亮度既要符合相關(guān)規(guī)定又要注意防眩光；其次，作為城市景觀的一部分，它的照明又必須具有觀賞性和裝飾性。夜景照明煥發(fā)出夜間的光彩，并將其輪廓刻畫得更加鮮明、恢宏。因此，橋梁景觀照明的自動化控制顯得尤為關(guān)鍵和必要。

ABB i-busRKNX系統(tǒng)正是為滿足現(xiàn)代建筑環(huán)境控制要求而產(chǎn)生，面向未來，具有高度的可靠性，靈活性和可擴展性。通過與橋梁工程的結(jié)合，可以實現(xiàn)橋梁景觀照明的監(jiān)視控制及管理，滿足功能需求的同時，有效合理利用能源并提高橋梁照明的管理效率。

2 ABB i-busRKNX系統(tǒng)簡介

ABB i-busRKNX系統(tǒng)遵循KNX[1]協(xié)議，是歐洲三大總線技術(shù)EIB、BatiBUS和EHS[2]相融合的產(chǎn)物。KNX技術(shù)于2006年11月被批準(zhǔn)為國際標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC 14543[3]，是目前唯一被批準(zhǔn)的適用于家庭與樓宇自動化的國際標(biāo)準(zhǔn)，而KNX技術(shù)以EIB協(xié)議為基礎(chǔ)，采用Batibus和EHS有關(guān)通信介質(zhì)的規(guī)定，并在結(jié)構(gòu)配置方面增加了新的要求，于2007年7月正式成為我國的國家標(biāo)準(zhǔn)GB/Z20965-2007[4]。

作為生產(chǎn)i-bus系統(tǒng)產(chǎn)品的全球知名電氣廠商ABB公司，一方面其所有產(chǎn)品嚴(yán)格遵循KNX協(xié)議，保證不同廠商的產(chǎn)品兼容性；另一方面，針對當(dāng)前智能建筑發(fā)展需要，不斷推出新產(chǎn)品和提高生產(chǎn)工藝，滿足市場要求，其產(chǎn)品已被大量應(yīng)用于全球各類建筑中。

3 ABB i-busRKNX系統(tǒng)原理

ABB i-busRKNX系統(tǒng)采用總線控制技術(shù)，所有信號通過總線傳輸，其系統(tǒng)由三部分組成，即傳感器、驅(qū)動器與系統(tǒng)元件[5]。傳感器主要是指檢測外部信號的總線通信元件，包含智能面板、觸摸屏、亮度傳感器、人體感應(yīng)等；驅(qū)動器指控制強電或動作的帶總線通信的智能元件，如開關(guān)驅(qū)動器、調(diào)光驅(qū)動器、百葉窗驅(qū)動器等；系統(tǒng)元件主要為系統(tǒng)提供信號偵測及路由等控制，如線路耦合器、系統(tǒng)電源等。所有i-bus元件通過單根雙絞線連接（DC29V控制電壓）即可組成控制網(wǎng)絡(luò)。

4 ABB i-busRKNX系統(tǒng)在橋梁景觀照明控制中的應(yīng)用

4.1 橋梁夜景照明概況

作為城市夜景照明的重要組成部分，橋梁景觀照明一般由航空障礙燈、投光、泛光燈、LED燈等多種光源組成，目的在于烘托橋型，體現(xiàn)其恢宏大氣的同時提升城市的夜景效果，包括橋的輪廓照明、字牌照明、泛光照明等。當(dāng)前，橋梁的夜景照明多以合理投資、節(jié)能環(huán)保及綠色照明的設(shè)計理念為宗旨[6]，如在燈具的布置上采用以點構(gòu)線的方式，主拱采用LED點狀燈（橋體輪廓燈）勾勒出如虹的形狀；在主拱外側(cè)采用超窄光束投光燈照亮桁架，主頂部采用中光束投光燈照亮；在上下橋之間的鋼桁架外側(cè)，設(shè)置窄光束投光燈，這樣整個拱橋的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)得淋漓盡致。此外，用線形投光燈間斷布置勾勒出橋身。在節(jié)假日，LED橋體輪廓燈可做動態(tài)的變化，以渲染喜慶氣氛。

鑒于以上要求，在設(shè)計大橋夜景照明電氣線路時，務(wù)必按照功能要求、光源種類及回路容量等參數(shù)進行照明回路劃分與設(shè)計；并依據(jù)光源分布的范圍設(shè)置終端照明箱及電氣線路。而分散的終端照明箱和數(shù)量不少的照明回路對自動控制有著更實際和更高的要求。因此，依據(jù)ABB i-busRKNX系統(tǒng)的技術(shù)特點，其完全可以作為大橋的夜景照明自動控制系統(tǒng)，在滿足功能需要的同時，有效節(jié)約能源并提高管理效率。

4.2 ABB i-busRKNX橋梁夜景照明控制系統(tǒng)設(shè)計

結(jié)合橋梁夜景照明設(shè)計，其ABB i-busRKNX控制系統(tǒng)設(shè)計主要分為以下幾部分。

4.2.1 夜景照明控制箱

夜景照明回路的特點是功率大，線路鋪設(shè)較遠，因此一般采用接觸器控制方式實現(xiàn)控制，控制內(nèi)容包括接觸器的啟停、運行狀態(tài)、回路故障狀態(tài)及現(xiàn)場手自動切換開關(guān)狀態(tài)，見圖1所示：

圖1 i-bus夜景照明控制箱電路設(shè)計

4.2.2 系統(tǒng)設(shè)計

通過總線將各夜景照明配電箱連接起來，并依據(jù)功能需求配置傳感器及中央站組成控制系統(tǒng)，系統(tǒng)圖如下圖2：

圖2 i-bus系統(tǒng)圖

4.2.3 平面線路敷設(shè)

根據(jù)橋梁工程實施特點，應(yīng)做好平面線路的敷設(shè)設(shè)計及要求，便于工程預(yù)留及實施。

4.3 ABB i-busRKNX橋梁夜景照明控制系統(tǒng)功能

通過在橋梁夜景照明控制中采用ABB i-busRKNX系統(tǒng)，可以實現(xiàn)以下功能。

（1）單組開閉：通過遠程計算機監(jiān)控軟件或者現(xiàn)場手動撥動開關(guān)，實現(xiàn)單個回路的開關(guān)。

（2）場景控制：將夜景照明各回路組開關(guān)狀態(tài)組合成各種夜景模式，如重要節(jié)假日、周末及特殊時段等，方便場景單一控件觸發(fā)和調(diào)用。

（3）時間及日期控制：設(shè)置場景調(diào)用的時間和日期，便于依據(jù)預(yù)先安排自動控制，實現(xiàn)無人值守。

（4）照度控制：結(jié)合時間，當(dāng)設(shè)置開啟時間到達而自然光線較強時，緩開相應(yīng)照明回路節(jié)約能源，當(dāng)時間控制的開啟時間未到而自然光線較低時打開相應(yīng)的照明，滿足實際功能需求。

（5）集中監(jiān)控：通過中央站計算機實現(xiàn)單路、場景、時間、日期等集中監(jiān)視控制，并可對照明回路的手自動狀態(tài)、運行狀態(tài)及故障進行遠程監(jiān)視。

（6）系統(tǒng)監(jiān)視：除了以上控制外，設(shè)置系統(tǒng)元件對總線元件的工作狀態(tài)、總線信號傳輸?shù)认到y(tǒng)參數(shù)進行監(jiān)視，便于預(yù)先故障判斷及快速處理。

ABB i-busRKNX系統(tǒng)的產(chǎn)品均具有現(xiàn)場可編程性，并且具有大量的不同種類的傳感器供用戶選擇，任何個性需求的功能均可通過現(xiàn)場編程實現(xiàn)。

4.4 ABB i-busRKNX橋梁夜景照明控制系統(tǒng)實施

ABB i-busRKNX系統(tǒng)在安裝實施階段主要有以下步驟：

（1）線路敷設(shè)：總線采用KNX總線J-Y(ST)Yh直接穿管敷設(shè)，也可與強電電纜同管共槽。

（2）元件安裝：配電箱內(nèi)i-bus元件應(yīng)與箱內(nèi)其它供配電電氣元件一起安裝，并在工廠內(nèi)做好電氣控制線路的測試，確保現(xiàn)場的正確使用；

（3）系統(tǒng)安裝：除了線路敷設(shè)及元件安裝外，還需要在工程現(xiàn)場安裝相應(yīng)的傳感器（如智能面板、觸摸屏、亮度傳感器等）和集中監(jiān)視計算機及軟件；

（4）系統(tǒng)調(diào)試：在正式通電時，按照夜景照明設(shè)計和功能使用需要對各元件進行編程及下載運行，編制中央站組態(tài)監(jiān)控軟件實現(xiàn)集中監(jiān)控與參數(shù)設(shè)置更改，并按照實際情況修改程序并調(diào)整參數(shù)，直到實現(xiàn)所有預(yù)先設(shè)計的各種功能。

5 ABB i-busRKNX系統(tǒng)應(yīng)用于橋梁夜景照明控制方面的優(yōu)點

采用ABB i-busRKNX系統(tǒng)產(chǎn)品在橋梁夜景照明控制上具有如下優(yōu)點。

（1）專業(yè)性：ABB i-busRKNX系統(tǒng)對夜景照明控制有豐富的工程經(jīng)驗和完善的解決方案，可以方便有效地滿足橋梁夜景照明的功能需要。

（2）高效節(jié)能：ABB i-busRKNX系統(tǒng)對夜景照明進行集中監(jiān)控，極大提高了管理效率，同時，由于采用了自動化控制手段，可以有效利用自然環(huán)境進行自動控制節(jié)約能源，并具有極大的靈活性，可以隨時依據(jù)已經(jīng)運行的能源數(shù)據(jù)規(guī)劃未來的能源使用計劃，控制能源的消耗，實現(xiàn)能源使用的可控性。

（3）先進性：系統(tǒng)為第四代現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，支持自由拓撲結(jié)構(gòu)，擁有種類齊全的傳感器及驅(qū)動器。

（4）可靠性：系統(tǒng)所有的產(chǎn)品均獲得CE及KNX認(rèn)證，并由德國工廠生產(chǎn)，產(chǎn)品應(yīng)用至今已達20年之久。

（5）開放性：所有產(chǎn)品遵循KNX協(xié)議，可以實現(xiàn)其他廠家KNX產(chǎn)品的無縫連接，同時提供標(biāo)準(zhǔn)的OPC網(wǎng)關(guān)，便于與其它系統(tǒng)的信息交換。

6 結(jié)語

綜上所述，ABB i-busRKNX系統(tǒng)應(yīng)用于橋梁夜景照明控制中，具有傳統(tǒng)控制方式不可替代的優(yōu)勢，已被廣大用戶所接收。隨著ABB i-busRKNX技術(shù)與橋梁夜景照明控制日益緊密的結(jié)合，將為用戶構(gòu)建一個更加節(jié)能、高效、技術(shù)環(huán)保而又充分實現(xiàn)的橋梁景觀。

[1]Konnex Association.Introduction to KNX and Konnex,Promoting the World’s first open Standard for Home and Building Control[M],Brussels-Diegem Belgium,February 2004.

[2]Dr.Y.Kyselytsya,Dr.Th.Weinzierl,Implementation of the KNX Standard[M],Weinzierl Engineering GmbH,October 2006.

[3]KNX Association.The world’s only Open Standard for Home and Building Control[M],KNX Association cvba Bessenveldstraat 5 B-1831 Brussels-Diegem Belgium.

[4] 《控制網(wǎng)絡(luò)HBES技術(shù)規(guī)范與住宅和樓宇控制系統(tǒng)》GB/Z20965-2007[R].2007.

[5]ABB i-busRKNX products,design Manual[M],July 2011.

[6]王振祥,重慶朝天門大橋景觀照明工程[J].中國交通信息產(chǎn)業(yè),2009，（7）.

[7]KNXHandbookVersion1.1[M],KNXAssociation,Brussels,2004.

[8]吳金廣,程大章.KNX總線技術(shù)推動樓宇自動化技術(shù)發(fā)展[J].智能建筑與城市信息,2004，（1）:44-49.

Applications of ABB i-busRKNX Based Bridge Landscape Lighting Control

ZHANG Liquan1,CHEN Shuang2
(1.Architectural Institute of Chongqing University,Chongqing 401331,China;2.Chongqing Bo Rui Building Automation Co.,Ltd.Chongqing 400020,China)

Modern bridge night landscape as a key component of urban night scene illumination lighting,not only should reflect itself night landscape vision effect,but also green energy conservation and management efficiency must be learned.This paper based on the night of a bridge lighting control requirements,simply introduced the system and principle of ABB i-busRKNX,and introduced the design method,construction procedures and technology of ABB i-busRKNX system for a bridge landscape lighting control,furthermore point out the advantages and characteristics of ABB i-busRKNX system for a bridge landscape lighting control.

Modern Bridge;Landscape Lighting;ABB i-busRKNX System;KNX Protocol

TP273

A

1674－5787（2011）03－0144－03

2011-04-30

張立全(1975—），男，山東濰坊人，重慶大學(xué)建筑設(shè)計研究院，從事建筑電氣設(shè)計，研究方向為建筑強弱電設(shè)計及優(yōu)化；

陳爽（1977—），男，四川南充人，碩士研究生，重慶博蕊樓宇自動化有限公司，從事樓宇自動化系統(tǒng)設(shè)計與施工，研究方向為現(xiàn)場總線技術(shù)在現(xiàn)代建筑中的應(yīng)用與優(yōu)化。

責(zé)任編輯 王榮輝