EIB總線在醫院中的應用

摘要：歐洲安裝總線（European Installation Bus）是一種專門用于智能建筑領域的現場總線標準，具有分布性，開放性，互操作性和靈活性的特點。本文闡述了EIB總線系統在醫院智能建筑中的應用，并對其應用做出評價。

關鍵詞：EIB 智能建筑

1 系統概述

隨著我國經濟的高速發展，我國出現了不少智能建筑，比如：智能小區、智能酒店、智能辦公大廈等等。同樣，智能技術也逐步進入醫療建筑領域。它不僅改變了醫院傳統的管理模式、醫療習慣，也極大的影響到了醫院的服務水平、能源耗費、經濟效益回報等各項因素。因此，順應時代發展的潮流，采用智能集中控制技術對醫院進行智能化建設已然成了大勢所趨。

2 EIB系統的基本原理

EIB技術具有現場總線技術的核心優點，是當今建筑技術領域非常優秀的現場總線標準。EIB系統非常靈活，可以適用于不同大小的電氣安裝系統：小到普通的一個房間，大至一棟大樓，都可以在拓撲上分層次設計安裝。EIB的最小安裝單元是線路(line)，為了確保避免報文碰撞，兩個總線裝置之間的導線距離不能超過700m。一般情況下（使用一個640mA總線電源），最多可以有64個總線元件在同一線路上運行；通過線路路由器(line coupler)可以將多達15個線路連接組合成一個更大的拓撲單元，它稱之為域(Area)；通過主干路由器(Backbone Line Coupler)便可將15個域相互連接和組合起來。這樣，EIB系統最多可連接14400個總線元件，可控制的用電設備點數更是數量驚人。根據EIB標準規定，一條線路（包括所有分支）的導線長度不能超過1000m，總線裝置與最近的電源之間的導線距離不能超過350m。通過中繼器(雙絞線線路中繼器、光纖中繼器、以太中繼器)的使用，我們可以用EIB來實現一些大距離跨度項目如會展中心、橋梁、廣場等的電氣照明控制。

3 EIB智能照明控制系統在某醫院中的應用

3.1 系統概述 該醫院的門廳照明可以根據室外自然光的強弱自動調節大堂區域光線的明亮，最大限度利用太陽光照，既提供舒適的照明環境又節能。公共走道、電梯廳等處，能夠實現人來燈亮，人走燈暗，體現科技時尚、環保及安全。當人進房間自動亮燈，人離房間燈光自動延時熄滅，根據具體房間進深的實際情況，結合遮陽百葉的開啟度及天氣的變化， 充分利用自然采光，對光源進行梯度調節。同時設置手動調光控制開關面板實現不同的空間、不同的人群自由設定光照度，在充分考慮光源壽命期內發光衰減及建筑墻面裝修日漸老化而引起光線反射衰減的前提下，光源的自動調節應滿足不同需求者和時間段的設定值。

3.2 電氣設計 該醫院供配電系統為兩路單獨的雙電源互投箱給正常照明和應急照明供電；主樓公共區域照明為160套3X14W節能格柵燈具，設計每20套燈具為一個回路，共計8個回路（W1～W8）；應急照明為120套3X14W帶蓄電池燈具，20套燈具為一個回路，共6個回路（W9～W14），由EPS智能應急電源供電，其配電系統框圖見圖1。

備注：①中控電腦進行集中控制和分區控制。②網絡交換機實現訊號傳輸功能。③C-BUS智能控制箱對控制區域內的各個用電設備進行智能化控制。

3.3 EIB控制系統應用設計 按照以上供配電設計，回路的功率都在1kW以上，線路中工作電流大于10A，而公共區域均為普通節能日光燈，不需要調光功能，應急燈則不需要調光的功能。因此，在每個回路中配置交流接觸器，應用C-BUS現場總線系統控制接觸器的吸合來開關燈，并通過開啟不同的燈或者開燈的數量來滿足各種時間段的控制模式。

3.3.1 EIB控制系統硬件設計 該系統選用C-BUS智能主機（型號：5000CU/2）一臺，十二路繼電器（型號：5512RVF）一臺，按鍵開關Neo開關（型號：E5058NL）兩個，按照不同回路在不同模式中的開燈情況進行歸類，選用接觸器，并設置控制按鍵與之對應，其控制原理圖詳見智能照明系統網絡拓撲圖2。

①該系統由2根支線構成，通過RS232接口與中控電腦連接，中控電腦可監視和控制整個醫院大樓，并通過EIB網關與其他系統連接。②三層與四層的各個照明箱及現場面板開關通過EIB總線電纜連接成支線1，并在支線1上配備一個640mA電源N125/21。③一層與二層的各個照明箱及現場面板開關通過EIB總線電纜連接成支線2，并在支線2上配備一640mA電源N125/21。④二根支線分別通過一個線路耦合器N140/03連接至主線上構成一個系統，并在主線上配備一個160mA電源N125/01。⑤各個照明箱中分別分散安裝有各種驅動器模塊，采用標準DIN 安裝方式，每個模塊均為標準模數化的模塊。⑥現場安裝有各種面板開關，采用標準86盒安裝方式。

3.3.2EIB控制系統軟件設計隨著醫院系統的應用越來越多，一幢大樓的監控點數會多達幾千個，如何實現線路與線路之間或區域與區域之間的快速通訊，如何實現中央監控中心同現場的設備快速通訊，以往的9600bps EIB雙絞線主干通訊速度不能滿足要求。

因此，該系統是基于10M以太網的EIB主干線標準和相應設備。該標準為EIBnet.IP標準，它具備適合分部式控制的特殊網絡協議，跨線路或區域的路由信號通過UDP IP廣播方式實現，設備監控維護的通訊信號通過IP隧道的方式來實現，該標準為EIBA協會認定的統一標準。EIBnet.IP標準通過EIB IP路由器N146來實現，該設備的面世完全解決了EIB系統在大系統中的網絡通訊問題。

隨著用戶控制要求的提高，用戶需要在多的地方進行智能化的監控。通過有線/無線網絡可方便構成中央控制中心和分控中心，分控中心只控制本區域設備；中央控制中心既可手動設置分控中心的控制權限，也可定時設置分控中心權限，中央控制中心可以為不同用戶定制個性化的頁面。并且，該軟件在系統中可以實現集中管理和控制的作用，同時它的工作與其他模塊的工作又相互獨立，即如果軟件出現問題，并不影響其它設備的正常工作。

3.4 系統評價采用了智能化設計后，EIB智能控制系統可以根據實際需求和外界自然光的亮度對公共照明設備的開啟時間和亮度級別進行設置，合理利用資源，避免浪費。同時EIB智能控制系統在醫院設備管理處的中控電腦上對電氣線路進行監測，做到防微杜漸，減少對電氣線路的大維修和大維護，保護各種設備，延長使用壽命，降低更新頻率。下面以對該醫院公共區域的照明系統進行集中控制為例：假設某醫院現有42W燈光280組，按一年4季每晚7：00—次日清晨7：00全亮計算。

根據黑夜和白天外界光線以及醫院病人的生活習慣，我們作出如下控制調解：安裝了我們的智能化集中控制系統后，每天夜晚從7：00—11：00，燈光開啟100%的數量或亮度，夜晚11：00—次日凌晨3：00，燈光開啟50%的數量或亮度，次日凌晨3：00—早上7：00，燈光僅開啟25%的數量或亮度。

（暫不考慮電費不斷上漲的因素，按現價計算）

4 結束語

EIB最大的特點是通過單一多芯電纜替代了傳統分離的控制電纜和電力電纜，并確保各開關可以互傳控制指令，因此總線電纜可以用線型、樹型或星型鋪設，方便擴容與改裝。元件的智能化使其可以通過編程來改變功能，既可獨立完成諸如開關、控制、監視等工作，也可根據要求進行不同的組合。與傳統安裝方式比較，EIB不增加元件數量而實現了功能倍增，從而具有了高度的靈活性。它的開放性更使得不同公司基于EIB協議開發的電氣設備可以完全兼容，并為后續公司進入EIB市場提供可能性。

21世紀的到來，人們對舒適和節能提出了更高的要求，智能燈光、智能遮陽控制將會得到越來越廣泛的應用。與此同時，用戶對系統集成和維護升級的要求也愈趨嚴格化和專業化，標準化的產品將逐步體現其綜合優勢。作為開放和集成的技術標準，EIB系統在中國的智能建筑領域有著良好的應用前景，將為中國的智能建筑領域同國際接軌起到推動作用。

參考文獻：

[1]吳明光等.歐洲設備安裝總線的研究.浙江大學學報，2003，Vol.37.

[2]王煒.ABB i-bus EIB智能照明控制系統在智能建筑中的應用，2003 Vol.09.

[3]魯鴻雁.EIB系統原理及應用研究，智能建筑與城市信息 2003 Vol.76.

[4]ABB i-bus EIB智能安裝系統應用實例 CNABB/SGIIM50169/9903 CN 08-2000.