HDL智能照明控制系統(tǒng)在寧波文化廣場(chǎng)項(xiàng)目的智能化應(yīng)用

陸先斌(廣州市河?xùn)|電子有限公司， 廣東 廣州 510665)

1 概述

寧波文化廣場(chǎng)項(xiàng)目是寧波市政府“十一五”規(guī)劃的重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目之一，選址東部新城，西以海晏路為界、北以寧穿路為界、東以河清路為界、南以中山路為界。項(xiàng)目集創(chuàng)新性、科技性、時(shí)尚性、參與性、娛樂(lè)性為一體，按照市場(chǎng)化運(yùn)營(yíng)的原則，將影視藝術(shù)、綜合演藝、科普展示、兒童娛樂(lè)、群藝表演、教育培訓(xùn)、體藝健身、文化會(huì)所及藝術(shù)沙龍九大主題功能有機(jī)融合。項(xiàng)目?jī)粲玫?5.83ha，總建筑面積約32萬(wàn)m2，其中地上面積20萬(wàn)m2，地下面積12萬(wàn)m2，總投資約30億元。

寧波文化廣場(chǎng)景觀(guān)智能化系統(tǒng)使用了HDL-BUS智能控制系統(tǒng)，它融合了智能照明系統(tǒng)、舞臺(tái)燈光系統(tǒng)、背景音樂(lè)系統(tǒng)、LED球幕系統(tǒng)等多項(xiàng)子系統(tǒng)，由四個(gè)分控中心和一個(gè)總控制中心組成總-分控制結(jié)構(gòu)。

2 HDL-BUS智能照明控制系統(tǒng)原理及簡(jiǎn)介

HDL-BUS智能照明控制系統(tǒng)由具有近30年燈光控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的廣州市河?xùn)|電子有限公司成功開(kāi)發(fā)。它吸取了國(guó)外環(huán)境照明的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)采用國(guó)際上最新的電子技術(shù)及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，具有易組網(wǎng)、易管理及易擴(kuò)展等特性。HDL多年OEM的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)及ISO9001質(zhì)量管理體系的保證，使其產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造完全達(dá)到了國(guó)際高品質(zhì)的要求。

目前國(guó)際上并無(wú)用于智能照明的統(tǒng)一現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)，但在總線(xiàn)連接方面歸納起來(lái)只有兩種：一種為低壓電力載波(一般為24～36V)；一種為485總線(xiàn)(電源與信號(hào)分開(kāi))。兩種總線(xiàn)在數(shù)據(jù)傳輸速率、總線(xiàn)可靠程度方面有較大的區(qū)別。電力載波由于電力線(xiàn)中電流波動(dòng)，數(shù)據(jù)傳輸速率及數(shù)據(jù)傳輸可靠性會(huì)受到較大的影響，總線(xiàn)效率降低，當(dāng)總線(xiàn)設(shè)備多時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟豢煽靠赡軙?huì)導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓。

HDL-BUS智能照明控制系統(tǒng)采用獨(dú)立485總線(xiàn)方式，使總線(xiàn)無(wú)論何時(shí)都處于最佳狀態(tài)。同時(shí)配合軟硬件相接合的智能CSMA/CD控制技術(shù)，確保無(wú)論總線(xiàn)設(shè)備多少、總線(xiàn)距離長(zhǎng)短，都可獲得最高的傳輸速率。

HDL-BUS智能照明控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可同時(shí)采用星型和總線(xiàn)型聯(lián)接方式。系統(tǒng)可容納254個(gè)網(wǎng)段，每個(gè)網(wǎng)段可容納254個(gè)設(shè)備，系統(tǒng)內(nèi)設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)容量為64 516，各網(wǎng)段采用總線(xiàn)交換機(jī)聯(lián)接的方式接入以太網(wǎng)絡(luò)。

HDL-BUS智能照明控制系統(tǒng)采用開(kāi)放性及高擴(kuò)展性協(xié)議，可以使智能照明系統(tǒng)與BA系統(tǒng)、中央控制系統(tǒng)、安防系統(tǒng)及舞臺(tái)燈光控制系統(tǒng)等多種控制系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)縫聯(lián)接。

3 建設(shè)目標(biāo)

1)建成一個(gè)綠色節(jié)能、安全高效、便捷舒適的公共環(huán)境控制系統(tǒng)

要實(shí)現(xiàn)寧波文化廣場(chǎng)九大主題功能的有機(jī)融合，必須要先建立一個(gè)“多網(wǎng)合一”的智能化控制應(yīng)用平臺(tái)，系統(tǒng)平臺(tái)要能將民用技術(shù)與專(zhuān)業(yè)舞臺(tái)技術(shù)充分結(jié)合，實(shí)現(xiàn)無(wú)縫對(duì)接。

主要體現(xiàn)在以下幾方面：

(1)安全、可靠的多網(wǎng)合一運(yùn)用；

(2)靈活、開(kāi)放的結(jié)構(gòu)化布線(xiàn)及信息系統(tǒng)；

(3)實(shí)用性和可靠性的和諧統(tǒng)一；

(4)民用智能與專(zhuān)業(yè)舞臺(tái)燈光的無(wú)縫對(duì)接；

2)智能化系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足的要求

(1)以滿(mǎn)足低碳生活、綠色環(huán)保、主動(dòng)節(jié)能要求為前提，突現(xiàn)景觀(guān)照明藝術(shù)性；

(2)為參觀(guān)旅游、文化學(xué)習(xí)、休閑娛樂(lè)提供良好地觀(guān)景照明條件；

(3)為夜間電視劇組的現(xiàn)場(chǎng)拍攝提供必要的安全照明及多種景觀(guān)的照明方式組合；

(4)滿(mǎn)足多功能專(zhuān)業(yè)應(yīng)用的要求，如：大型集會(huì)、文藝演出或展覽等。

4 設(shè)計(jì)原則

考慮到寧波文化廣場(chǎng)智能化照明系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)其智能化應(yīng)用管理方面的重要性，在設(shè)計(jì)和實(shí)施時(shí)，按以下原則和要求進(jìn)行：

1)以開(kāi)放性為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

在設(shè)計(jì)過(guò)程中充分考慮通用性和開(kāi)放性的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)完成的各標(biāo)段子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)開(kāi)放，適用設(shè)備類(lèi)型及其產(chǎn)品的選擇空間廣泛，方便在項(xiàng)目后期進(jìn)行工程實(shí)施時(shí)靈活選擇產(chǎn)品而非拘泥于某一種設(shè)備，對(duì)專(zhuān)業(yè)舞臺(tái)設(shè)備預(yù)留專(zhuān)用接口。

2)以可擴(kuò)展性為設(shè)計(jì)原則

在智能化系統(tǒng)的設(shè)備選擇上既要滿(mǎn)足各個(gè)標(biāo)段獨(dú)立地運(yùn)行，又要能方便地組成一個(gè)完整的總控系統(tǒng)，同時(shí)，作為景觀(guān)項(xiàng)目應(yīng)用，考慮的各自風(fēng)格不一，其對(duì)智能化產(chǎn)品的需求差異也較大，所以在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及產(chǎn)品選型上盡量選擇通用性強(qiáng)的產(chǎn)品，便于將來(lái)進(jìn)行擴(kuò)充和增加。

3)以安全性為設(shè)計(jì)的核心

安全性設(shè)計(jì)放在智能化照明系統(tǒng)的核心地位。

4)以方便應(yīng)用為智能化設(shè)計(jì)的主導(dǎo)思想

智能化系統(tǒng)應(yīng)最大限度地服務(wù)于使用者和管理者，因此智能化系統(tǒng)的穩(wěn)定性和方便性必須貫穿于智能化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的始終。

5)以先進(jìn)性為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

智能化系統(tǒng)應(yīng)充分利用現(xiàn)有的國(guó)際流行設(shè)計(jì)規(guī)范，在設(shè)計(jì)和實(shí)施時(shí)除了堅(jiān)持“可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用”等原則外，必須最大限度地利用當(dāng)今最先進(jìn)、最成熟、最有發(fā)展前途的計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)；堅(jiān)持所采用技術(shù)的開(kāi)放性，全部采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)或當(dāng)前事實(shí)上的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，從而保證系統(tǒng)能夠隨科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展而平滑升級(jí)。

5 具體實(shí)施措施

1)措施介紹

根據(jù)寧波文化廣場(chǎng)綠色節(jié)能、安全高效、便捷舒適的建設(shè)目標(biāo)。本次智能化照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是根據(jù)建設(shè)單位的原設(shè)計(jì)，資料文件、圖紙等要求，充分考慮到系統(tǒng)定位及工程成本，借助原有的其他光纖通訊網(wǎng)絡(luò)，采用獨(dú)立的IP地址完成信號(hào)傳輸。

操作界面采用圖形化統(tǒng)一管理，設(shè)置一個(gè)總控制中心和四個(gè)分控中心，做到既集中又分散的靈活控制。總控中心和分控中心互為保障和備份，極大地提高了系統(tǒng)的安全性和應(yīng)急保障能力。

(1)各管理中心的實(shí)施

寧波文化廣場(chǎng)各智能化管理中心主要以“HDLBUS照明控制系統(tǒng)圖形監(jiān)控軟件”為主，結(jié)合專(zhuān)用電腦服務(wù)器和7"真彩觸摸屏與邏輯控制器等全方位進(jìn)行控制，滿(mǎn)足在不同的時(shí)間段內(nèi)啟用不同的燈光場(chǎng)景，實(shí)時(shí)了解各輸出回路狀態(tài)，并以圖形化界面展示出來(lái)。將區(qū)域狀態(tài)手動(dòng)開(kāi)啟與整體狀態(tài)開(kāi)啟進(jìn)行組合，以現(xiàn)實(shí)單回路任意組合。利用邏輯控制器輸入該地的天文資料、節(jié)假日信息以及季節(jié)的變化情況來(lái)實(shí)現(xiàn)不同場(chǎng)景的照明，從而實(shí)現(xiàn)綠色、節(jié)能、環(huán)保、低碳、藝術(shù)的照明效果。

(2)圖形化界面的實(shí)現(xiàn)

HDL-BUS智能化控制系統(tǒng)通過(guò)專(zhuān)用軟件將寧波文化廣場(chǎng)燈光位置平面圖加載到電腦及觸摸屏，將復(fù)雜、大型的廣場(chǎng)照明分區(qū)管理，實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)明快捷的現(xiàn)場(chǎng)輸出方式、實(shí)時(shí)雙向反饋回路信息、方便直觀(guān)的操作。例如：可將廣場(chǎng)分成A區(qū)、B區(qū)、C區(qū)及D區(qū)等，以平面圖的形式出現(xiàn)在觸摸屏操作區(qū)，當(dāng)工作人員想開(kāi)啟或察看A區(qū)某回路時(shí)只需在操作區(qū)平面圖上輕輕一點(diǎn)，同時(shí)還可以實(shí)時(shí)掌握A區(qū)每一回路是關(guān)閉狀態(tài)還是開(kāi)啟狀態(tài)。預(yù)先精心的設(shè)計(jì)使照明場(chǎng)景得復(fù)雜與簡(jiǎn)單體現(xiàn)在輕觸間。例如：經(jīng)過(guò)電氣工程師、照明設(shè)計(jì)師對(duì)寧波文化廣場(chǎng)的部局照明進(jìn)行精確計(jì)算，設(shè)計(jì)出適合參觀(guān)旅游、安全照明、演藝等的多種照明模式和場(chǎng)景，如重點(diǎn)區(qū)域照明場(chǎng)景、夜景模式、節(jié)假日?qǐng)鼍啊⑷粘ＤＪ郊肮?jié)能模式等，使復(fù)雜的操作模式化，大大減輕了操作人員的工作強(qiáng)度。

(3)現(xiàn)場(chǎng)控制措施的亮點(diǎn)

①利用原有的光纖網(wǎng)絡(luò)或其他網(wǎng)絡(luò)傳輸，使照明線(xiàn)路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、系統(tǒng)安裝方便、操作維護(hù)容易。

②在各個(gè)標(biāo)段分控中心可對(duì)所有在線(xiàn)設(shè)備編程，模塊化，硬件結(jié)構(gòu)靈活可擴(kuò)展，軟件可編程修改，靈活控制了投資成本。

③現(xiàn)場(chǎng)具有單區(qū)域場(chǎng)景、組合場(chǎng)景、定時(shí)控制、現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行、自動(dòng)調(diào)節(jié)等多種功能，使控制變得隨心所欲。

④可根據(jù)環(huán)境及用戶(hù)需求的變化，只需對(duì)少量硬件增減和軟件修改編輯，即可實(shí)現(xiàn)控制布局的改變和系統(tǒng)的擴(kuò)充。

⑤系統(tǒng)內(nèi)各單元相對(duì)獨(dú)立，控制信息不會(huì)因?yàn)橄到y(tǒng)中某個(gè)設(shè)備故障而整體癱瘓。

2)項(xiàng)目完成內(nèi)容

(1)在總控中心設(shè)備全部失靈的情況下，分控中心自動(dòng)啟用預(yù)先建立的相對(duì)全面合理的邏輯關(guān)系管理下級(jí)目標(biāo)，判斷并調(diào)用最佳照明輸出模式。

(2)存儲(chǔ)的信息由原來(lái)的相對(duì)集中，變?yōu)榉植际酱鎯?chǔ)，所有的信息、照明場(chǎng)景、照明數(shù)據(jù)，分別存儲(chǔ)到每個(gè)輸出模塊，由總控中心統(tǒng)一調(diào)用，大大減少了對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的要求，同時(shí)也降低了數(shù)據(jù)傳輸誤碼的可能，具有掉電后自動(dòng)恢復(fù)功能。

(3)輸出模塊設(shè)備控制回路與負(fù)載回路分離，控制為手拉手總線(xiàn)系統(tǒng)，總線(xiàn)工作電壓為DC24V～30V，安全可靠。

(4)系統(tǒng)擴(kuò)展性、兼容性強(qiáng)大，融合了專(zhuān)業(yè)舞臺(tái)、背景音樂(lè)、LED球幕及消防等相關(guān)子系統(tǒng)，可聯(lián)動(dòng)控制。

(5)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了智能狀態(tài)反饋、自動(dòng)報(bào)警功能，能實(shí)時(shí)自檢系統(tǒng)負(fù)載狀態(tài)、設(shè)備工作狀態(tài)、MCB跳閘報(bào)警等。

(6)智能模塊本身就有節(jié)能效果(采用脈沖式繼電器，只有改變狀態(tài)時(shí)才耗能)。

(7)系統(tǒng)軟啟動(dòng)功能可有效延長(zhǎng)燈具使用壽命。

(8)系統(tǒng)的自動(dòng)檢測(cè)和反饋功能，使未來(lái)的維護(hù)工作更加方便和簡(jiǎn)單。

3)應(yīng)用智能化控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

(1)布線(xiàn)簡(jiǎn)單，擴(kuò)展性、兼容性強(qiáng)：主干網(wǎng)絡(luò)光纖傳輸，設(shè)備之間總線(xiàn)手拉手連接。系統(tǒng)接口開(kāi)放，可隨時(shí)接入KNX系統(tǒng)、專(zhuān)業(yè)舞臺(tái)系統(tǒng)、BA系統(tǒng)等。

(2)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程設(shè)置、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)、系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析管理。

(3)操作簡(jiǎn)單靈活：人工手動(dòng)操作、無(wú)人值守定時(shí)自動(dòng)操作。

(4)實(shí)現(xiàn)真正的“多網(wǎng)合一，資源共享”。

(5)主動(dòng)節(jié)能、綠色環(huán)保、安全可靠。

6 結(jié)束語(yǔ)

近年來(lái)，消除藍(lán)海行動(dòng)、節(jié)能環(huán)保行動(dòng)、智慧城市行動(dòng)正在全球性的開(kāi)展，智能化理念推廣、智能技術(shù)應(yīng)用、智能設(shè)備研發(fā)、智能系統(tǒng)組建等無(wú)處不在，智能化產(chǎn)業(yè)鏈正不斷形成壯大。

智能化已走進(jìn)人們的日常生活。我們所生活的環(huán)境，需要智能，需要藝術(shù)；過(guò)去傳統(tǒng)，單一的靜態(tài)模式逐步被打破。人們經(jīng)常活動(dòng)的城市大型主題公園和廣場(chǎng)更是如此。智慧、簡(jiǎn)單、藝術(shù)、綠色是這些大型公共項(xiàng)目的建設(shè)目標(biāo)。

寧波文化廣場(chǎng)項(xiàng)目就是這種大背景下大膽采用智能控制的典范。真正實(shí)現(xiàn)了“多網(wǎng)合一，資源共享”，智能的應(yīng)用，使其影視藝術(shù)、綜合演藝、科普展示、兒童娛樂(lè)、群藝表演、教育培訓(xùn)、體藝健身、文化會(huì)所及藝術(shù)沙龍九大主題功能得以完美呈現(xiàn)。