HDL智能照明控制系統(tǒng)在寧波文化廣場項目的智能化應用

陸先斌(廣州市河東電子有限公司， 廣東 廣州 510665)

1 概述

寧波文化廣場項目是寧波市政府“十一五”規(guī)劃的重點建設項目之一，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。項目集創(chuàng)新性、科技性、時尚性、參與性、娛樂性為一體，按照市場化運營的原則，將影視藝術(shù)、綜合演藝、科普展示、兒童娛樂、群藝表演、教育培訓、體藝健身、文化會所及藝術(shù)沙龍九大主題功能有機融合。項目凈用地15.83ha，總建筑面積約32萬m2，其中地上面積20萬m2，地下面積12萬m2，總投資約30億元。

寧波文化廣場景觀智能化系統(tǒng)使用了HDL-BUS智能控制系統(tǒng)，它融合了智能照明系統(tǒng)、舞臺燈光系統(tǒng)、背景音樂系統(tǒng)、LED球幕系統(tǒng)等多項子系統(tǒng)，由四個分控中心和一個總控制中心組成總-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)開發(fā)和生產(chǎn)經(jīng)驗的廣州市河東電子有限公司成功開發(fā)。它吸取了國外環(huán)境照明的優(yōu)點，同時采用國際上最新的電子技術(shù)及計算機網(wǎng)絡技術(shù)，具有易組網(wǎng)、易管理及易擴展等特性。HDL多年OEM的生產(chǎn)經(jīng)驗及ISO9001質(zhì)量管理體系的保證，使其產(chǎn)品的設計和制造完全達到了國際高品質(zhì)的要求。

目前國際上并無用于智能照明的統(tǒng)一現(xiàn)場總線標準，但在總線連接方面歸納起來只有兩種：一種為低壓電力載波(一般為24～36V)；一種為485總線(電源與信號分開)。兩種總線在數(shù)據(jù)傳輸速率、總線可靠程度方面有較大的區(qū)別。電力載波由于電力線中電流波動，數(shù)據(jù)傳輸速率及數(shù)據(jù)傳輸可靠性會受到較大的影響，總線效率降低，當總線設備多時，數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟豢煽靠赡軙е孪到y(tǒng)癱瘓。

HDL-BUS智能照明控制系統(tǒng)采用獨立485總線方式，使總線無論何時都處于最佳狀態(tài)。同時配合軟硬件相接合的智能CSMA/CD控制技術(shù)，確保無論總線設備多少、總線距離長短，都可獲得最高的傳輸速率。

HDL-BUS智能照明控制系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)可同時采用星型和總線型聯(lián)接方式。系統(tǒng)可容納254個網(wǎng)段，每個網(wǎng)段可容納254個設備，系統(tǒng)內(nèi)設計節(jié)點容量為64 516，各網(wǎng)段采用總線交換機聯(lián)接的方式接入以太網(wǎng)絡。

HDL-BUS智能照明控制系統(tǒng)采用開放性及高擴展性協(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)及舞臺燈光控制系統(tǒng)等多種控制系統(tǒng)進行無縫聯(lián)接。

3 建設目標

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

要實現(xiàn)寧波文化廣場九大主題功能的有機融合，必須要先建立一個“多網(wǎng)合一”的智能化控制應用平臺，系統(tǒng)平臺要能將民用技術(shù)與專業(yè)舞臺技術(shù)充分結(jié)合，實現(xiàn)無縫對接。

主要體現(xiàn)在以下幾方面：

(1)安全、可靠的多網(wǎng)合一運用；

(2)靈活、開放的結(jié)構(gòu)化布線及信息系統(tǒng)；

(3)實用性和可靠性的和諧統(tǒng)一；

(4)民用智能與專業(yè)舞臺燈光的無縫對接；

2)智能化系統(tǒng)設計應滿足的要求

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

(2)為參觀旅游、文化學習、休閑娛樂提供良好地觀景照明條件；

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

(4)滿足多功能專業(yè)應用的要求，如：大型集會、文藝演出或展覽等。

4 設計原則

考慮到寧波文化廣場智能化照明系統(tǒng)在實現(xiàn)其智能化應用管理方面的重要性，在設計和實施時，按以下原則和要求進行：

1)以開放性為設計基礎

在設計過程中充分考慮通用性和開放性的特點，設計完成的各標段子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)開放，適用設備類型及其產(chǎn)品的選擇空間廣泛，方便在項目后期進行工程實施時靈活選擇產(chǎn)品而非拘泥于某一種設備，對專業(yè)舞臺設備預留專用接口。

2)以可擴展性為設計原則

在智能化系統(tǒng)的設備選擇上既要滿足各個標段獨立地運行，又要能方便地組成一個完整的總控系統(tǒng)，同時，作為景觀項目應用，考慮的各自風格不一，其對智能化產(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的產(chǎn)品，便于將來進行擴充和增加。

3)以安全性為設計的核心

安全性設計放在智能化照明系統(tǒng)的核心地位。

4)以方便應用為智能化設計的主導思想

智能化系統(tǒng)應最大限度地服務于使用者和管理者，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)設計的始終。

5)以先進性為設計標準

智能化系統(tǒng)應充分利用現(xiàn)有的國際流行設計規(guī)范，在設計和實施時除了堅持“可靠、安全、經(jīng)濟、實用”等原則外，必須最大限度地利用當今最先進、最成熟、最有發(fā)展前途的計算機技術(shù)、通信技術(shù)和自動化技術(shù)；堅持所采用技術(shù)的開放性，全部采用國際標準或當前事實上的國際標準，從而保證系統(tǒng)能夠隨科學技術(shù)的不斷發(fā)展而平滑升級。

5 具體實施措施

1)措施介紹

根據(jù)寧波文化廣場綠色節(jié)能、安全高效、便捷舒適的建設目標。本次智能化照明系統(tǒng)的設計主要是根據(jù)建設單位的原設計，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，采用獨立的IP地址完成信號傳輸。

操作界面采用圖形化統(tǒng)一管理，設置一個總控制中心和四個分控中心，做到既集中又分散的靈活控制?？偪刂行暮头挚刂行幕楸Ｕ虾蛡浞?，極大地提高了系統(tǒng)的安全性和應急保障能力。

(1)各管理中心的實施

寧波文化廣場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)合專用電腦服務器和7"真彩觸摸屏與邏輯控制器等全方位進行控制，滿足在不同的時間段內(nèi)啟用不同的燈光場景，實時了解各輸出回路狀態(tài)，并以圖形化界面展示出來。將區(qū)域狀態(tài)手動開啟與整體狀態(tài)開啟進行組合，以現(xiàn)實單回路任意組合。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)的變化情況來實現(xiàn)不同場景的照明，從而實現(xiàn)綠色、節(jié)能、環(huán)保、低碳、藝術(shù)的照明效果。

(2)圖形化界面的實現(xiàn)

HDL-BUS智能化控制系統(tǒng)通過專用軟件將寧波文化廣場燈光位置平面圖加載到電腦及觸摸屏，將復雜、大型的廣場照明分區(qū)管理，實現(xiàn)了簡明快捷的現(xiàn)場輸出方式、實時雙向反饋回路信息、方便直觀的操作。例如：可將廣場分成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)，當工作人員想開啟或察看A區(qū)某回路時只需在操作區(qū)平面圖上輕輕一點，同時還可以實時掌握A區(qū)每一回路是關(guān)閉狀態(tài)還是開啟狀態(tài)。預先精心的設計使照明場景得復雜與簡單體現(xiàn)在輕觸間。例如：經(jīng)過電氣工程師、照明設計師對寧波文化廣場的部局照明進行精確計算，設計出適合參觀旅游、安全照明、演藝等的多種照明模式和場景，如重點區(qū)域照明場景、夜景模式、節(jié)假日場景、日常模式及節(jié)能模式等，使復雜的操作模式化，大大減輕了操作人員的工作強度。

(3)現(xiàn)場控制措施的亮點

①利用原有的光纖網(wǎng)絡或其他網(wǎng)絡傳輸，使照明線路設計簡單、系統(tǒng)安裝方便、操作維護容易。

②在各個標段分控中心可對所有在線設備編程，模塊化，硬件結(jié)構(gòu)靈活可擴展，軟件可編程修改，靈活控制了投資成本。

③現(xiàn)場具有單區(qū)域場景、組合場景、定時控制、現(xiàn)場運行、自動調(diào)節(jié)等多種功能，使控制變得隨心所欲。

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

⑤系統(tǒng)內(nèi)各單元相對獨立，控制信息不會因為系統(tǒng)中某個設備故障而整體癱瘓。

2)項目完成內(nèi)容

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

(2)存儲的信息由原來的相對集中，變?yōu)榉植际酱鎯?，所有的信息、照明場景、照明?shù)據(jù)，分別存儲到每個輸出模塊，由總控中心統(tǒng)一調(diào)用，大大減少了對網(wǎng)絡帶寬的要求，同時也降低了數(shù)據(jù)傳輸誤碼的可能，具有掉電后自動恢復功能。

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

(4)系統(tǒng)擴展性、兼容性強大，融合了專業(yè)舞臺、背景音樂、LED球幕及消防等相關(guān)子系統(tǒng)，可聯(lián)動控制。

(5)系統(tǒng)實現(xiàn)了智能狀態(tài)反饋、自動報警功能，能實時自檢系統(tǒng)負載狀態(tài)、設備工作狀態(tài)、MCB跳閘報警等。

(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)時才耗能)。

(7)系統(tǒng)軟啟動功能可有效延長燈具使用壽命。

(8)系統(tǒng)的自動檢測和反饋功能，使未來的維護工作更加方便和簡單。

3)應用智能化控制系統(tǒng)的優(yōu)勢

(1)布線簡單，擴展性、兼容性強：主干網(wǎng)絡光纖傳輸，設備之間總線手拉手連接。系統(tǒng)接口開放，可隨時接入KNX系統(tǒng)、專業(yè)舞臺系統(tǒng)、BA系統(tǒng)等。

(2)實現(xiàn)遠程設置、網(wǎng)絡監(jiān)測、系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析管理。

(3)操作簡單靈活：人工手動操作、無人值守定時自動操作。

(4)實現(xiàn)真正的“多網(wǎng)合一，資源共享”。

(5)主動節(jié)能、綠色環(huán)保、安全可靠。

6 結(jié)束語

近年來，消除藍海行動、節(jié)能環(huán)保行動、智慧城市行動正在全球性的開展，智能化理念推廣、智能技術(shù)應用、智能設備研發(fā)、智能系統(tǒng)組建等無處不在，智能化產(chǎn)業(yè)鏈正不斷形成壯大。

智能化已走進人們的日常生活。我們所生活的環(huán)境，需要智能，需要藝術(shù)；過去傳統(tǒng)，單一的靜態(tài)模式逐步被打破。人們經(jīng)?；顒拥某鞘写笮椭黝}公園和廣場更是如此。智慧、簡單、藝術(shù)、綠色是這些大型公共項目的建設目標。

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