C-BUS系統在粵電廣場辦公樓照明中的應用論文
摘要：文章介紹廣州粵電廣場辦公樓照明控制系統及其功能實現的過程，採用C-BUS系統實現室內公共區域照明和室外泛光照明的智慧化管理。
關鍵詞：C-BUS 四路輸出繼電器 紅外線移動探測器 LED同步器
現代辦公樓照明已成為直接影響辦公效率的主要因素之一，因此越來越引起人們的高度重視。辦公環境不僅要求有足夠的工作照明，更應營造一個舒適的視覺環境，加強照明控制方面的設計，已成為現代智慧辦公大樓的一個重要內容。
為使粵電廣場辦公樓成為真正全面的智慧化建築，C-BUS系統將整個大樓的室內和室外照明控制部分組成一個統一的全數字化的分散式智慧控制網路，管理人員即能在中央監控室對系統進行監控管理，又能在現場設定開關面板進行分散控制。
1. 產品特性
就照明管理系統而言，它不僅要控制光源的發光時間、亮度和功率，還要配合不同應用而做出相應的燈光場景，而且更要考慮到它的經濟性和智慧化程度。我們選用的C-BUS系統，正是這樣一個完整的智慧化的照明管理系統。
1．1 系統基本原理
C-BUS系統是一個二線制的匯流排式照明智慧控制系統。系統所有的單元器件（除電源外）均內建微處理器和儲存單元，由一對訊號線（UTP5）連線成網路。
C-BUS可以記憶對其設定的引數，每個元件在網路中均有唯一的地址碼以供識別。可以單獨對每個元件進行程式設計。對照明系統的設定被分散儲存在各個元件中。
每個單元均設定唯一的單元地址並用軟體設定其功能，透過輸出單元控制各回路負載。輸入單元透過群組地址和輸出元件建立對應聯絡。當有輸入時，輸入單元將其轉變為C-BUS訊號在系統總線上廣播，所有的輸出單元接收並做出判斷，控制相應迴路輸出。
C-BUS系統遵從國際通訊協議標準IEEE Standard 802.3 ‘CSMA/CD’，組成乙太網結構。
1．2 系統主要優點
線路簡單，安裝方便，易於維護，節省線材消耗量，降低開發商的投資成本和維修管理費用，縮短安裝工期，提高投資回報率。
可實現單點、雙點、多點、區域、群組控制、場景設定、定時開關、亮度手動自動調節、實時監控、故障自檢、遙控等多種照明控制任務，節約電能。
控制迴路與負載分離，控制迴路的工作電壓為安全電壓DC15-36V,即使開關面板意外漏電，也能確保人身安全。
當建築物停電後，由於C-BUS系統中每個輸入輸出元件裡都預存系統狀態和控制指令，因此在恢復供電時，系統會根據預先設定的狀態重新恢復正常工作，提高能源管理水平。
C-BUS系統開發出了功能強大的.介面軟體，能透過PC介面進行BMS、BA等系統的整合。
2. 主要系統硬體
C-BUS硬體由系統單元、輸入單元、輸出單元三部分組成。系統單元為系統提供弱電電源和控制訊號載波；輸入單元將外界的訊號轉變為C-BUS系統訊號在系統總線上傳播；輸出單元收到相關命令，並按照命令對燈光做出相應的輸出動作。
本專案選用的主要硬體如下：
PC介面（型號5500PC，DB9接頭）：連線C-BUS照明系統與電腦或調變解調器的通訊介面，同時又用作系統的時鐘發生器。透過PC介面，電腦可以發指令給C-BUS輸出單元，可以對C-BUS單超程式設計修改；可以對C-BUS系統進行監控和資料記錄；可以用電腦來診斷故障。
紅外線移動探測器（型號E5751L）：用於探測人體移動時發出的紅外線，去感知環境是否有人在活動，透過匯流排輸入相應訊號，從而實現“人來燈亮，人走燈滅”的功能。最大感測角90度，水平感測距離為8.5米。
四路輸出繼電器(15504RVF,15504RVFP)：根據輸入訊號，接通和分 斷四路負載電源，每路透過的最大負載電流為10A。
3 系統軟體構成及功能
C-BUS智慧照明管理系統軟體由系統程式設計軟體C-BUSV2.0，觸控式螢幕設定軟體C-TOUCH 2.0等組成。
C-BUSV2.0 主要功能是對C-BUS系統各元件引數的設定。
C-TOUCH 1.2主要功能是對液晶觸控式螢幕進行各種功能設定：控制介面，密碼保護，設定開關，調光，場景，時鐘，背光，狀態等。
透過建立不同的頁面，調入不同的圖形，選擇系統不同的網路和迴路，每個觸控式螢幕可設定100個不同的場景，每個場景可以控制多達255個不同的照明迴路，還可以根據需要隨時修改。使用者點選相應的區域即可控制，還能夠分別控制系統裡多個迴路中的任何一個迴路，每個迴路的狀態也能夠以圖形反饋，相對按鍵操作更加靈活、直觀。
4 系統應用介紹
根據C-BUS系統的特點，以及粵電廣場各部位的使用功能，我們確定在以下部位採用C-BUS智慧照明控制系統進行控制：
室內公共區域；
室外泛光照明。
此專案將這些部分單獨設計成控制系統，最後總合起來成為一個總系統。設計中按照樓層原有配電迴路分配照明迴路，C-BUS輸出模組就近安裝在原有配電箱附近，由系統匯流排將現場面板、感測器、以及輸出模組連成照明控制網路。由於聯網幾乎不增加什麼成本，所以將整個大樓聯網組成一套照明控制系統是很划算的。
4．1 室內公共區域控制系統
粵電廣場室內公共區域照明控制系該主要由安裝在各樓層公共區域的室內紅外線移動探測器，安裝在樓層強電井配電箱內的輸出繼電器，以及安裝在監控中心的液晶觸控式螢幕和八鍵開關等組成。在控制室或現場均可非常方便地控制和管理照明狀況，控制範圍包括南塔9層至36層和北塔9層至27層的電梯廳、走廊等公共區域。
南塔走廊的照明迴路由安裝在走廊的紅外線移動探測器進行控制，當有人經過時開啟照明迴路，當人離開8分鐘後自動關閉該照明迴路。南塔電梯廳燈槽裡的日光燈，星期一至五早上7點至下午18點常亮，其餘時間不亮；外圍筒燈仍然全天候由紅外線移動探測器進行控制，當有人經過時開啟該回路，當人離開8分鐘後自動關閉該回路；中部筒燈則由安裝在監控中心的八聯控制面板控制。另外，南塔27層電梯廳燈槽裡的日光燈和外圍筒燈在星期一至五早上7點至下午18點常亮，其餘時間由紅外線移動探測器進行控制。
北塔走廊和電梯廳的照明迴路由安裝在走廊及電梯廳的紅外線移動探測器進行控制，當有人經過時開啟照明迴路，當人離開8分鐘後自動關閉該照明迴路。
安裝在監控中心的八聯控制面板可對南塔電梯廳中部筒燈、燈槽裡的日光燈迴路，進行開關控制。
首層大廳燈具較多，控制也較為複雜，若使用其它照明控制方法，所需開關較多，操作教複雜。本專案使用C-BUS四路輸出繼電器控制，透過系統軟體，預設相應的燈光場景，按一個按鍵，就實現了各種預設燈光場景的變化，如：全開、全關、半開、清掃、睡眠等燈光場景，適合於各種不同場合照明的需要，而且所設燈光場景可透過軟體隨時修改。方便，靈活、簡單的控制，達到了該區域在各種使用場所的最佳照明效果。
中央監控室設在一樓。系統透過PC接頭模組和計算機相連，透過計算機對系統進行程式設計，設定系統單元器件操作的各項功能。系統可以脫離計算機獨立執行，和計算機連線時對系統進行實時現場監控，在計算機介面上可以實時的反應出受控燈具的開啟狀態，也可對受控燈具進行開啟和關閉動作，實時檢測系統性能並作出反應，大大地減少了人力資源的浪費。
C-BUS液晶觸控式螢幕已編寫好各樓層公共區域照明的控制程式。正常情況下，液晶觸控式螢幕保持“自動執行”狀態，當業主需要時，可進行手動開燈或關燈。透過預設程式，系統實現了時間控制和紅外控制相結合的方式。上班前額定時間段內所有的迴路自動提前一段時間開啟，紅外線移動探測器不起作用；下班後額定時間段內，逐漸根據預設時間自動關閉一些迴路，同時啟動紅外線移動探測器。當某個探測器感測到有人通過後，自動開啟相臨區域的照明並延時，無人透過時保持熄滅狀態。
且關燈的延時時間可在軟體程式設計中隨意設定，這樣不僅有效地節約了電能，減少了無效照明，而且還能大大提高照明燈具的使用壽命。
4．2 室外泛光照明控制系統
粵電廣場泛光照明系統，作為整個智慧照明控制系統的一部分，由設在一樓的中央監控室的C-BUS液晶觸控式螢幕進行集中控制，所有燈具的電源分別由兩個配電箱進行供電。
高層配電箱安裝在裝置層新風機房內。其控制的燈具包括南塔樓頂的兩盞長空照明燈、28盞400W泛光燈，北塔樓頂的23盞400W泛光燈，二十二層南北塔之間的6盞400W泛光燈，三十一層、二十三層、裝置層外牆的LED燈，以及裝置層的18盞400W泛光燈、6盞1000W投光燈和12條LED線條燈。
低層配電箱安裝在南塔五層。其控制的燈具包括五層的35盞150W泛光燈、1盞400泛光燈、2盞2000W投光燈，二層、三層、四層、五層外牆的LED燈，二層的12盞150W投光燈，首層廣場的10盞埋地燈、20盞2000W投光燈和8個燈箱。
所有LED燈分別由八個LED控制箱控制。南塔三十一層的LED控制箱安裝在三十一層的強電井內；南塔二十三層的LED控制箱安裝在二十三層的強電井內；安裝在高層配電箱內的三個LED控制箱分別控制北塔二十三層和裝置層的LED；LED線條燈的控制箱安裝在裝置層西南面的女兒牆上；安裝在低層配電箱內的兩個LED控制箱分別控制南塔二、三、四、五層和北塔二、三、四、五層外牆的LED燈。所有LED燈的顏色變化都是由安裝在高層配電箱內的LED同步器進行同步控制。因此，在開啟LED燈時應先開LED同步器，再開LED。否則，LED燈會不停閃爍或不亮。
液晶觸控式螢幕內已經編寫好每天開燈、關燈的程式。一月、二月、十月、十一月、十二月是晚上六點三十分亮燈，十點三十分關燈；三月、四月、五月、六月、七月、八月、九月是晚上七點三十分亮燈，十點三十分關燈；四月三十日、九月三十日、十二月三十一日晚的關燈時間為第二天的凌晨零點三十分。
戶外泛光燈具的光源為大功率氣體放電燈，不適宜頻繁開關。因此，正常情況下，應讓室外泛光系統保持“自動執行”狀態。
結束語
經過近一年的使用，系統執行良好穩定。據國外有關資料介紹，辦公照明用電量佔整個大樓能耗的1/3左右，辦公照明的裝置費用（包括器件和配線工程費）約佔電氣工程費的10％以上，因此配置先進的照明控制系統，不僅能大大簡化穿管佈線的工作量，而且能有效地節約能源，降低使用者執行費用，提高大樓管理水準，具有明顯的經濟效益和社會意義。