KNX總線在智能樓宇中的應用

柴洪華¹ 王延峰²

1.中海油山東化學工程有限責任公司，濟南 250101

2.安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801

摘要：本文介紹了KNX總線的智能照明系統(tǒng)的特點、系統(tǒng)組成和架構。并結合不同的應用場合闡述了其節(jié)能和提高樓宇管理效率的特殊意義。

關鍵詞：KNX總線、智能樓宇、節(jié)能

1、引言

    在環(huán)境污染和能耗問題日趨嚴重的今天，人們也開始關注建筑的節(jié)能。據(jù)統(tǒng)計我國建筑能耗的總量逐年上升，在能源總消費量中所占的比重已達到 27.45%，而且隨著城市化進程的加快和人民生活質量的，該比重還將上升至 35%。如此巨大的比重，讓我們看到建筑節(jié)能的前景，將來更多建筑能源的節(jié)省要從采用合適的控制系統(tǒng)來獲得。

    節(jié)約能源是當今社會的主題。安科瑞ASL系列智能照明控制系統(tǒng)能夠通過合理的管理，根據(jù)不同日期、不同時間、不同的照度，按照各個功能區(qū)域的運行情況預行光照度的設置，不需要照明的時候，保證將燈關掉。使用的能耗提供zui舒適的照明，從而大大降低了建筑的能耗。

2、KNX總線簡介

   安科瑞ASL系列智能照明控制系統(tǒng)采用KNX總線進行系統(tǒng)中各模塊間的通訊。KNX通信協(xié)議標準化程度比較高，且具有良好的開放性、交互性、可靠性、安全性。

2.1 系統(tǒng)特點

    KNX協(xié)議在歐洲的家庭自控和樓宇自動化市場占有主導地位，在北美也有良好的市場表現(xiàn)，并被美國納為家庭自控的標準之一。zui近其在的發(fā)展速度也很快，己經(jīng)有多個成功的應用范例。KNX支持多種物理通信介質，支持各種網(wǎng)絡拓撲結構，帶有沖突檢測的CSMA機制能夠的避免數(shù)據(jù)發(fā)生碰撞。KNX系統(tǒng)屬于分布式系統(tǒng)，通過組地址的方式使設備之間的通信非常簡單，而且如果某個設備出錯也不會對整個系統(tǒng)的正常工作造成影響。KNX系統(tǒng)的zui大特點是其開放性與互操作性，不同廠家的產品都能互相兼容。

    安科瑞ASL系列智能照明系統(tǒng)采用的KNX設備模型，它是為處理復雜的KNX設備而特別定義的。主要的優(yōu)點在于擴展了可用通信組對象和組地址的數(shù)量。以前的設備模型限制到255個通訊對象和組地址。新模型理論上允許高達65535個通信組對象和組地址，這能大大擴展KNX應用項目的規(guī)模和應用多樣性。為了達到這個目的，通信表(組地址表、關聯(lián)表、組對象表)的格式進行了重新定義并優(yōu)化了其搜索算法，保證系統(tǒng)運行。

2.2系統(tǒng)組成

    智能照明控制系統(tǒng)是KNX智能樓宇控制系統(tǒng)的組成部分，它可以與空調、暖通、安防、能耗監(jiān)測等共同集成與智能樓宇控制系統(tǒng)中，如圖1所示。在這個系統(tǒng)中可以實現(xiàn)手動控制或通過傳感器自動控制；分散或者是集中的控制功能；各個系統(tǒng)之間的聯(lián)動控制等。

圖1 KNX智能樓宇控制系統(tǒng)組成

2.3系統(tǒng)架構

    KNX系統(tǒng)的基本構成是由KNX元件通過總線連接成一條支線(Line)，幾條支線組成一個區(qū)域(Area)，幾個區(qū)域構成一個大的系統(tǒng)。這其中，一條支線可以zui多連接64個KNX總線元件，每個區(qū)域zui多可以容納15條支線，每個系統(tǒng)zui多可以有15個區(qū)域，系統(tǒng)架構如圖2所示。

圖2 KNX系統(tǒng)架構

3、智能照明系統(tǒng)的應用

    智能照明系統(tǒng)按控制功能可分為：時鐘控制、照度控制、場景控制、人體感應控制、手動控制、應急照明控制等。表1列出了不同應用場所的主要控制方式。接下來對幾個典型應用場合進行了描述。

表1 不同應用場所智能照明控制方式

3.1會議室智能照明控制

    通過安裝在會議室的智能按鍵面板可以很方便的實現(xiàn)會議室內所有燈光的開/關、亮度調節(jié)空調開/關、窗簾升/降/停/百葉角度調整、投影幕的升/降；通過人體感應控制的方式實現(xiàn)會議室有人開燈、無人延時關燈；在智能按鍵面板內根據(jù)需要設置了不同的場景，如：入場場景、投影場景、會議場景、休息場景、清潔場景、全開場景、全關場景等，只要輕觸面板就可以輕松的在工作人員需要的時候對各個場景之間進行切換；會議室的影音設備可以通過智能按鍵面板結合紅外發(fā)射設備，來進行對電視、空調、影音設備等的控制。

3.2展示場館智能照明控制

    通過中控系統(tǒng)、現(xiàn)場面板及人體感應器管理展館內的所有照明設備。分別在準備時段、營運時段、清場時段、閉館時段定義不同的照明模式；普通展區(qū)的照明采用開關控制方式。在無人的展區(qū)僅開啟基本照明，有人進入時，通過人體感應器自動啟動參觀照明模式。

    對重要展區(qū)的照明采用調光控制方式。當有人接近藏品或展柜時，系統(tǒng)將燈光適度調亮，無人時自動調暗。閉館時關閉照明。光線變化緩慢柔和。

3.3外立面泛光照明/景觀照明

    外立面的泛光照明及景觀照明可采用光線感應和定時控制相結合的方式進行自動化控制。當光線變暗時，通過光線感應自動開啟大部分泛光照明，到午夜后，通過定時器模塊自動將部分燈光關閉，只留下少部分燈光，到天亮時通過光感自動將剩下的燈光關閉，整個過程*自動化并有很好的節(jié)能效果。在節(jié)日期間或有重大的活動的時候，可通過中控將所有的泛光照明和景觀照明打開。

4、結束語

    在在智能樓宇項目開發(fā)過程中，作者發(fā)現(xiàn)目前有很多廠家在研發(fā)生產相互之間不能兼容的智能樓宇控制系統(tǒng)，這給用戶后期維護和擴展造成一定的困擾，也阻礙了行業(yè)的發(fā)展。KNX總線作為智能樓宇行業(yè)的標準，經(jīng)過了20余年市場考驗，具有很大優(yōu)勢。但目前KNX核心技術仍然只被少數(shù)外國企業(yè)掌握。KNX核心技術的高昂使得KNX技術在主要應用于大型公共設施而難以應用于家庭，也制約了KNX技術的推廣。實現(xiàn)KNX設備的*國產化將對于KNX技術，乃至智能樓宇產業(yè)有一個良好的推動作用。

文章來源：《電氣時代》第8期

參考文獻

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