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摘要：通過EIB智能安裝系統(tǒng)在陜西師范大學新校區(qū)圖書館工程應用實例的分析比較，從系統(tǒng)設計、工程施工、綜合造價、系統(tǒng)功能、用戶界面等方面闡述了EIB智能安裝系統(tǒng)與其他控制系統(tǒng)的區(qū)別，探討了EIB系統(tǒng)目前的適用范圍和發(fā)展前景，并由此進一步推斷通用智能安裝系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。

關鍵詞：I-bus智能照明總線系統(tǒng)應用

1概述

陜西師范大學新校區(qū)圖書館為陜西師范大學長安新校區(qū)內建設的一座現(xiàn)代化圖書館，圖書館內建有一座的學術報告廳和數個多功能小會議室、圖書閱覽室等，總建筑面積44000m2。本工程采用了ABB公司的符合EIB國際總線標準的I-bus系統(tǒng)對圖書館內的學術報告廳、會議室、圖書閱覽室、藏書庫及公共照明部分進行智能照明控制，以達到功能多樣性、方便性、經濟性、靈活性、安全性、兼容性等傳統(tǒng)的安裝系統(tǒng)難以達到的要求。方便、節(jié)能、安全、人性化控制是I-bus系統(tǒng)應用在陜西師范大學新校區(qū)圖書館的目的。

陜西師范大學新校區(qū)圖書館作為陜西師范大學長安新校區(qū)內的一座大型公共建筑。該建筑內各功能空間面積較大，對照度的要求比較復雜，經常需要根據具體展品的要求變更照明系統(tǒng)，同時，還需要自動控制數量較多的電動窗簾、新風機組的啟?？刂?。該工程的主體建筑、結構、設備專業(yè)設計與裝潢設計存在較長的時間差，因此，在前期的設計過程中，選用的照明系統(tǒng)必須具有足夠的靈活性。如果采用傳統(tǒng)的樓字自控系統(tǒng)，則需要設置數量眾多的二次控制回路，在系統(tǒng)功能變更時，還需要調整二次回路，給控制箱設計、安裝、維護帶來難度，同時，由于增加了很多繼電器等元器件，造成工程造價昂貴，同時，由于傳統(tǒng)的樓宇自控系統(tǒng)僅能在固定的時間開啟照明燈具，全開全關，不能走到真正的人性化按照需求開啟，能源浪費比較大。而采用EIB智能安裝系統(tǒng)則能較好地滿足本工程照明控制系統(tǒng)的使用要求，均能安裝在終端照明控制箱內。而且EIB系統(tǒng)支持的總線拓撲結構豐富，系統(tǒng)容量較大，便于擴展和變更，各功能模塊采用標準導軌安裝，體積小、功能豐富、開發(fā)商有實力、總線協(xié)議開放、可以與樓宇自控系統(tǒng)融合，有協(xié)會組織支持，由較多的生產廠家，業(yè)主在產品的選型上有較多的選擇范圍，系統(tǒng)具有較好的性價比。采用了EIB智能安裝系統(tǒng)，在終端箱內預留足夠的標準安裝導軌，便于今后變更需求時擴容；外部公共部位的照明終端箱集中安裝在各區(qū)功能用房內，有利于調試、維護，減少了系統(tǒng)維護對讀者的干擾，避免了由于照明控制設備安裝在公共部位而被讀者誤操作帶來的不便，也避免了眾多的照明控制設備對裝潢工程的影響；在內部辦公區(qū)根據使用需要設置少量的現(xiàn)場情景控制開關，軟件控制界面基于Windows系統(tǒng)，使用直觀的圖形界面，提供對整個系統(tǒng)的集中控制，系統(tǒng)在大樓的控制中心能配合安全防范系統(tǒng)進行相關區(qū)域照明系統(tǒng)的聯(lián)動控制。

2I-bus系統(tǒng)介紹

隨著科學技術的迅猛發(fā)展，現(xiàn)代建筑的功能日趨復雜，品質不斷提高，對電氣安裝系統(tǒng)功能提出了更高的要求，采用傳統(tǒng)的控制和布線方式，往往需要敷設大量的導線，形成越來越復雜的電氣安裝系統(tǒng)，一方面造成了設計與施工的難度，另一方面大大降低了系統(tǒng)的可靠性、易用性，給日后的維護工作帶來諸多不便。因此，隨著智能建筑的普及，各類總線控制系統(tǒng)應運而生，促使傳統(tǒng)的電氣安裝系統(tǒng)轉向智能、靈活的方式。EIB智能安裝系統(tǒng)作為歐洲安裝總線標準利用一條雙絞線作為控制總線，EIB系統(tǒng)使照明、調光、百葉窗、場景控制、用電負荷控制、安保、供熱系統(tǒng)實現(xiàn)智能化，并成為一個完整的總線系統(tǒng)，可依據外部環(huán)境的變化自動調節(jié)總線中設備的狀態(tài)，達到安全、節(jié)能、人性化的效果，并能在今后的使用中根據用戶的要求增加或修改系統(tǒng)的功能，方法是連接計算機重新編程，而無須重新敷設電纜，真正成為靈活的電氣安裝系統(tǒng)，這是傳統(tǒng)的電纜敷設方式所無法做到的。

EIB系統(tǒng)已被成功地運用于各種場合如工廠、會展中心、酒店、辦公樓、大型超市、機場、醫(yī)院、別墅等。ABB的EIB系統(tǒng)既是一個面向使用者、體現(xiàn)個性的系統(tǒng)又是一個面向管理者的系統(tǒng)，使用者可根據個人的喜好任意修改系統(tǒng)的功能，達到自己所需要的效果，并可通過操作傳感器(如按鈕開關等)來控制系統(tǒng)的動作；另一方面，ABB的EIB系統(tǒng)還提供WINSWITCH軟件平臺，管理者(如小區(qū)物業(yè)中心、大樓管理中心、車庫管理處等)將安裝此套軟件的計算機聯(lián)接至EIB系統(tǒng)即可對EIB系統(tǒng)進行控制并進行管理，從而達到集中管理的功能。

EIB系統(tǒng)在歐洲被稱為EuropeanlnstallationBus，即歐洲安裝總線，在亞洲則是指ElectricallnstallationBus，即電器安裝總線。這三個字母在電器布線領域，甚至在整個經濟領域中都有著特殊的地位。1990年5月8日，由110多個電器制造商聯(lián)合成立了EuropeanlnstallationBusAssociation，即EIBA，歐洲安裝總線協(xié)會，總部設在布魯塞爾。這些制造商占據了整個電器安裝布線市場的大約80％左右，而ABB在此市場中則一直處于領先地位。

自EIB于1992年第一次出現(xiàn)在德國漢諾威交易會以來，一場翻天覆地的電器安裝革命悄悄地開始了。據統(tǒng)計，在德國的商業(yè)功能建筑和大型超市中，大約30％的樓宇都不同程度地安裝了EIB系統(tǒng)，而在計劃建造的樓字中，這一比例則達到了60％。不論是在新樓的建設中，還是在舊樓或舊城區(qū)的改造中，ABBI—busEIB都取得了很大的成功。因此ABBI-busEIB系統(tǒng)必將成為未來電器安裝系統(tǒng)的一種潮流。

2．1EIB系統(tǒng)的特點

2．1．1成本低

(1)修改、擴容、附加新功能時可毫無困難地實現(xiàn)；

(2)根據外界光線自動調節(jié)照明燈具的亮度；

(3)在用電高峰時可自動切斷次要設備，以免超過額定負荷；

(4)依各個房間的要求，自動控制供熱；

(5)依據作息時間及節(jié)假日自動開關照明；

2．1．2更安全

利用門窗接觸器、移動感應器、煙霧感應器、煤氣感應器實現(xiàn)安全監(jiān)測，并能發(fā)出信號及顯示故障，另外，人體接觸的控制設備均為24V弱電，強電配管線路也相應減少了2／3左右，大大減小了火災風險系數，同時可通過電話系統(tǒng)或互聯(lián)網通知管理人員或有關部門示警。

2．1．3智能化

(1)可記錄并統(tǒng)計系統(tǒng)中設備的使用狀況、時間及壽命；

(2)通過電話系統(tǒng)開啟系統(tǒng)中的設備；

(3)監(jiān)測系統(tǒng)中的設備運行狀態(tài)并能給出錯誤報告；

(4)依據外界環(huán)境的變化做出反映并調節(jié)設備的狀態(tài)(如大風來臨時將門窗關閉、百葉窗關閉等)；

(5)功能的修改通過PC軟件編程即可；

2．1．4提高生活品質

(1)EID系統(tǒng)依據人的活動、環(huán)境的變化而自動調整；

(2)居家更安全和舒適；

(3)簡化的操作完成復雜的功能；

(4)個性化的系統(tǒng)，可依據個人的喜好調節(jié)系統(tǒng)的狀態(tài)(如燈光的亮度、照明燈及背景燈的組合、房間的溫度、百葉窗的角度等)。

2．2EIB系統(tǒng)的適用場合

ABBI-busEIB系統(tǒng)適合于各種不同的場合：

圖書館、銀行、辦公樓、會展中心、別墅、劇院、機場、大型超市、住宅樓、停車庫、會議室、學校、工廠等

2．2．1控制方式：

整個大樓的控制主要有以下幾種方式：

(1)手動控制：按照使用習慣在大樓內設置有相應數量的現(xiàn)場控制器(如按鈕開關等)，來控制系統(tǒng)的動作。

(2)移動控制：設置在公共走廊及地下車庫的傳感器(如移動探測器、主動探測器等)，按照系統(tǒng)設置的時間投入工作，根據人員及車輛的出人情況，自動的開閉相應區(qū)域的照明設備，最大限度的節(jié)約電能。

(3)恒照度控制：設置在大廳的模糊開關(DM／S1．1)，根據系統(tǒng)設定的照度值，根據大廳內照度的變化，自動開筆大廳內照明設備的數量，使大廳內照度保持恒定。

(4)集中控制：設置在大樓值班室的ABBi-bus(r)智能中控機，Winswitch軟件平臺顯示的大樓模擬圖，可實時掌握大樓內照明設備及空調設備的運行狀況，及時調整以便合理控制相應區(qū)域的照明及空調設備，以便節(jié)約能源。

(5)網絡控制：通過互聯(lián)網網關，ABBi-bus(r)系統(tǒng)可與其他自控系統(tǒng)實現(xiàn)集成，并可根據自控系統(tǒng)發(fā)出的操作指令，執(zhí)行相應的動作。

2．2．2系統(tǒng)優(yōu)勢

(1)數字化：電器設備的開關量將來源于傳感器(移動探測器、亮度感應器、遙控器、TRITON面板)發(fā)出命令，并通過總線傳送數字信號給驅動器，而不再像傳統(tǒng)方式用開關面板直接對電源進行分段。

(2)經濟：本系統(tǒng)采用先進可靠的國際技術，合理配置各種設備，使系統(tǒng)的管理費用及維護費用較低。并通過智能化控制，通過調節(jié)各種設備的負荷水平，從而達到節(jié)省能源成本的目的。

(3)安全：本系統(tǒng)的應用將使控制者或使用者不可能直接接觸強電部位，而是通過亮度、移動物、遙控及24V弱電開關等方式進行控制。

2．2．3使用效果分析

假設圖書館走廊現(xiàn)有熒光燈40W1200盞，按4季全亮計算。

每天消耗電能：1200×0．04×24=1152kWh

全年消耗電能：1152×365=420480kWh

每千瓦時0．6元計算全年支付電費：

420480×0．6=252288元

安裝系統(tǒng)后，按每天開館高峰4h全亮，白天其余12h根據亮度要求平均每小時有3次開啟，夜間8h時每小時有1次開啟，每次開啟時間從走出館至館外按5min計算。(移動探測器控制25％的燈光)

每天節(jié)約電能：

0．04×1200×24-0．04×1200×(4+12×1／4×25％+8×1／12×25％)=842．40kWh

全年節(jié)約電能：1152×365-154．8×365=307476kwh

全年節(jié)約電費支出：307476*0．6=184485．6元

三年內節(jié)約電費支出：55，3356．8元

(1)延長燈具使用壽命。由于讓燈具科學地輪換“休息”或零星運行，就可以大大地延長燈具的使用壽命，降低燈具的使用成本。

(2)節(jié)約安裝及施工費用。過去為了得到節(jié)能的目的，給每一組燈送一條電纜，從集中控制點到用電終端，要用大量的線纜和接觸器才能實現(xiàn)。在采用了EIBi-bus系統(tǒng)后，由于用一根0．8的BUS線將各個開關控制箱的控制器連接起來，通過計算機終端實現(xiàn)桌面控制，便可控制到每一個燈具，無需大量的線纜及強電器材，完善的軟件系統(tǒng)通過合理的實時程序就可科學運行，僅此一項節(jié)約的電纜費用就是相當大的。

(3)節(jié)約管理成本計算。通過合理的調配使用現(xiàn)有資源，以便更合理更科學的管理系統(tǒng)，從而達到節(jié)約管理成本的目的。

綜上所述，電氣安裝總線EIB在項目的應用創(chuàng)造了安全、健康、舒適的環(huán)境；節(jié)能、現(xiàn)代化的智能控制系統(tǒng)在滿足使用者對環(huán)境要求的前提下，利用智能控制來調節(jié)反光照明系統(tǒng)，以最大限度減少能源消耗，保證陜西師范大學新校區(qū)圖書館的照明效果；滿足用戶對場景功能的要求，保持學術報告廳、圖書閱覽室等場所亮度的恒定性，可在用戶設定好的不同場景(如閱覽、自習、清潔衛(wèi)生等模式)之間進行切換。

3EIB系統(tǒng)的優(yōu)點

3．1降低成本

(1)修改、擴容、附加新功能時可毫無困難地實現(xiàn)；

(2)根據外界光線自動調節(jié)照明燈具的亮度；

(3)在用電高峰時可自動切斷次要設備，以免超過額定負荷；

(4)依各個房間的要求，自動控制供熱；

(5)依據作息時間及節(jié)假日自動開關照明。

3．2智能化

(1)可記錄并統(tǒng)計系統(tǒng)中設備的使用狀況、時間及壽命；

(2)通過電話系統(tǒng)開啟系統(tǒng)中的設備；

(3)監(jiān)測系統(tǒng)中的設備運行狀態(tài)并能給出錯誤報告；

(4)依據外界環(huán)境的變化做出反映并調節(jié)設備的狀態(tài)(如大風來臨時將門窗、百葉窗關閉等)；

(5)功能的修改通過PC軟件編程即可。

3．3提高生活品質

(1)EIB系統(tǒng)依據人的活動、環(huán)境的變化而自動調整；

(2)居家更安全和舒適；

(3)簡化的操作完成復雜的功能。

個性化的系統(tǒng)，可依據個人的喜好調節(jié)系統(tǒng)的狀態(tài)(如燈光的亮度、照明燈及背景燈的組合、房間的溫度、百葉窗的角度等)。

4系統(tǒng)優(yōu)勢

(1)數字化。電器設備的開關量將來源于傳感器(移動探測器、TRITON面板)發(fā)出命令并通過總線傳送數字信號給驅動器，而不再像傳統(tǒng)方式用開關面板直接對電源進行分段。

(2)經濟。本系統(tǒng)采用先進可靠的國際技術，合理配置各種設備，使系統(tǒng)的管理費用及維護費用較低。并通過智能化控制，通過調節(jié)各種設備的負荷水平，從而達到節(jié)省能源成本的目的。

(3)安全。本系統(tǒng)的應用將使控制者或使用者不可能直接接觸強電部位，而是通過移動物及24V弱電開關等方式進行控制。

(4)延長設備使用壽命。燈具損壞的一個主要原因是電網的電壓，過高的工作電壓會使燈具的壽命大大降低。ABBi-bus(r)系統(tǒng)可以成功地抑制電網的沖擊電壓和浪涌電壓，使燈具不會因上述原因損壞。同時ABBI-bus(r)系統(tǒng)采用軟啟動和軟關斷技術，避免了開啟燈具時電流對燈絲的熱沖擊，使得燈具壽命進一步延長，從而減少更換燈具的工作量，降低照明系統(tǒng)的運行費用。

(5)安全可靠的安防功能。利用玻璃破碎傳感器、無源紅外線探測器實現(xiàn)安全檢測，并能通過蜂鳴器、安防指示燈等發(fā)出信號或故障信號，同時通過ABBI-bus(r)系統(tǒng)軟件的模擬平面顯示，更可通過ABBI-bus(r)系統(tǒng)電話控制盒或系統(tǒng)網關，將報警信號輸出至其他系統(tǒng)，及時示警，保障業(yè)主的投資。

(6)不同系統(tǒng)間的高效連接。ABBI-bus㈤系統(tǒng)軟件運行在Window95／98平臺上，ABBI-bus㈦系統(tǒng)支持眾多的網絡協(xié)議，包括最常用的TCP／IP協(xié)議，并可通過RS232接口相互連接，實現(xiàn)網絡聯(lián)網。與此同時，ABBI-bus(r)系統(tǒng)是一個開放的系統(tǒng)，可通過簡單的軟件調試與其他專業(yè)系統(tǒng)連接，例如BA系統(tǒng)。

5系統(tǒng)硬件組成

陜西師范大學新校區(qū)圖書館智能照明為智能開關控制，所采用的總線元件均為模塊式元件。開關模塊為雙值輸出AT／S4．16．1，有4個無電源的16A觸點，可對4個獨立的負載回路進行合斷控制，分別安裝在陜西師范大學新校區(qū)圖書館的幾十個照明箱里。開關模塊可對圖書館的各種燈具進行開關控制。

中央控制站通過EIB總線與照明控制器之間可直接通訊，通訊速率為9600bps。中央控制計算機采用Windowsxp操作系統(tǒng)。中央控制中心裝有電話開關TS／AP，如需要可加裝電話控制盒實現(xiàn)電話網絡遠程控制。通過中央計算機的編程設置，可對任何回路進行開關控制?？稍O置6個組地址作回路監(jiān)控，各回路狀態(tài)通過LCD顯示。并在必要時通過電話開關送出設備故障報警、狀態(tài)信號，能設置3個不同的撥出電話號碼在必要時給維修人員撥電話，如撥出號碼沒回應，元件將輸出報警觸點信號。也可通過撥人電話輸入操作命令開關設定回路的燈。光線感測器DM／S1．1，到達設定的照度值時向EIB總線發(fā)出開／關或調光的通訊信號，照度閾值分別可調，2~1000lux。周編程時間開關SW／S2．5，按照設定的時間發(fā)送開／關信號，2組輸出，每組可分別設定24個時刻。

此外，還有為系統(tǒng)總線提供電源的電源供應器(SV／S30．640)，用于DIN導軌安裝的數據傳輸母線(DS／E277)以及五聯(lián)控制面板、系統(tǒng)總線采用EIB專用電纜等。

6系統(tǒng)軟件

在陜西師范大學新校區(qū)圖書館中央控制室，設一臺智能照明中央監(jiān)控計算機，安裝監(jiān)控軟件WinSwitch、編程軟件ETS2．0軟件，操作人員可以在中文圖形化顯示的界面進行監(jiān)控和操作，監(jiān)視整個智能照明系統(tǒng)的運行狀態(tài)，在照明設備平面布置圖上以形象直觀的方式實時動態(tài)地顯示各區(qū)域的照明設備使用狀況。中央監(jiān)控計算機具有歷史數據存儲能力，能實時提供智能照明系統(tǒng)的資料，并生成和打印各種報表，為設備維護提供依據，實現(xiàn)照明設備管理的自動化。系統(tǒng)采用專用的編程軟件ETS2．0對模塊編程，每個模塊設一個物理地址，每一個回路設一個組地址，通過將相應的模塊、回路地址組合到一個組地址來進行控制，積木式的編程使系統(tǒng)具有高度的方便性。編程或維修人員可將RS232編程接口插入任一總線上的總線耦合器。

7系統(tǒng)實現(xiàn)功能

I-bus智能安裝系統(tǒng)在陜西師范大學新校區(qū)圖書館的應用，使得陜西師范大學新校區(qū)圖書館的燈光控制方式有如下三種方式：

(1)自動方式。我們結合時間繼電器和感光模塊，把感光模塊設定一個值(200lux)，當陜西師范大學新校區(qū)圖書館外界光線的亮度低于這個值后，需要控制的燈會依次全部打開。當外界光線的亮度高于這個設定值后，這套系統(tǒng)會自動把剩余的燈全部關掉。

(2)手動方式。陜西師范大學新校區(qū)圖書館按區(qū)域來控制，其劃分為六個區(qū)域，在控制室EIB系統(tǒng)有三個五聯(lián)控制器，第一個是一區(qū)，第二個是二區(qū)，第三個是總開／總關，第四個是四區(qū)，在面板上都有標志，當按下面板的左鍵，就給一個關信號，相應區(qū)域的燈就會關掉，當按下面板的右鍵，就給一個開信號，相應區(qū)域的燈就會打開。

(3)可視化軟件控制。在中央控制室里把PC機和這套系統(tǒng)相連，在PC機上安裝這套系統(tǒng)的可視化軟件，可以實時顯示陜西師范大學新校區(qū)圖書館上六個區(qū)域燈的狀態(tài)，也可以在PC機上控制這些燈的狀態(tài)，比如開啟燈、關閉燈。在陜西師范大學新校區(qū)圖書館上可視化軟件也是按區(qū)域控制。

這些功能根據陜西師范大學新校區(qū)圖書館的實際需要可以調整，而且設置非常簡單，工作人員可以自己設置，設置好以后，系統(tǒng)以后會自動完成這些功能。通過RS232接口完成計算機和EIB總線的連接，完成對總線元件的參數進行設置或更改，也可對系統(tǒng)進行程序修改或編程。

8結束語

EIB智能安裝系統(tǒng)輕而易舉地解決了傳統(tǒng)電纜所無法解決的問題，此系統(tǒng)利用一條雙絞線代替?zhèn)鹘y(tǒng)種類繁多的普通電纜，通過對陜西師范大學新校區(qū)圖書館工程的實例分析，可以看出使用EIB智能安裝系統(tǒng)能使照明、調光、百葉窗、場景控制等系統(tǒng)實現(xiàn)智能化，并成為一個完整的總線系統(tǒng)，可依據外部環(huán)境的變化自動調節(jié)總線中設備的狀態(tài)，達到安全、節(jié)能、人性化的效果，并能在今后的使用中根據用戶的要求增加或修改系統(tǒng)的功能，而無須重新鋪設電纜，真正成為靈活的電氣安裝系統(tǒng)，這是傳統(tǒng)的電纜鋪設方式所無法做到的。EIB系統(tǒng)是一個面向使用者、體現(xiàn)個性的系統(tǒng)又是一個面向管理者的系統(tǒng)，使用者可根據個人的喜好任意修改系統(tǒng)的功能，達到自己所需要的效果，并可通過操作傳感器來控制系統(tǒng)的動作，該系統(tǒng)以其良好的靈活性和開放性，廣泛適用于多種場合如大型公共建筑、寫字樓、工廠、別墅等。

隨著EIB智能安裝系統(tǒng)等總線制智能安裝系統(tǒng)的出現(xiàn)，使設計、安裝、調試、維護的費用及時間大幅度地減少，原來繁瑣的原理圖、布線圖設計變得簡單易行，標準接插件快速、簡便的安裝，使人力、物力大量的減少，可靠性大大提高，強大的故障診斷能力，使系統(tǒng)的調試和維護變得輕松和愉快。與傳統(tǒng)點對點集中控制方式相比，總線制智能安裝系統(tǒng)以其無可比擬的優(yōu)勢使建筑電氣安裝系統(tǒng)發(fā)生了巨大的變化。未來的電氣安裝系統(tǒng)必將汲取目前各類總線制智能安裝系統(tǒng)的優(yōu)點，通過更多地向樓宇自控、安全防范等其他系統(tǒng)相互滲透、相互融合，并以其更好的靈活性、易用性、開放性、可靠性、經濟性、安全性成為標準化、人性化、分散化、網絡化的多功能網絡集成式全分布控制系統(tǒng)。

參考文獻

1ABBEIB1-BUS智能系統(tǒng)設計手冊

2“一種實用的照明控制系統(tǒng)”．《建筑電氣》2003；3

3《民用建筑電氣設計規(guī)范》JGJ／T16—92