基于KNX技術設計的智能照明控制系統在醫院的設計與應用

摘要：武漢東西湖區人民醫院采用Acrel-BUS智能照明控制系統對醫院門診樓、住院樓、地下車庫等公共部分照明回路的通斷進行智能控制，系統組網為KNX總線通訊，設計采用就地智能面板控制及通過IP網關接入Acrel-iLightControl智能照明控制系統，在計算機端集中控制與監控。

關鍵詞：醫院  智能照明控制  KNX

0.引言

       當階段，我經濟不斷發展，人民生活水平逐漸提高，進而越來越重視健康。人們在生病時不但要求有好的醫生和好的治療，對醫院的現代化水平和環境要求也越來越高。現代化的醫院建筑功能復雜，醫療設備準確，環境要求標準高，其照明環境尤為重要，照明不僅要滿足緊急醫療救治的需求，而且要滿足人們對照明舒適性、節能性、自動化與信息化等方面的要求。傳統的照明控制已無法滿足醫院對現代照明的需求，依托計算機技術、通信技術和傳感器技術等現代技術逐漸發展起來的智能照明控制系統得到廣泛的關注和發展。

1．項目介紹

       協和東西湖醫院/武漢市東西湖區人民醫院，創建于1958年，是武漢臨空港經濟技術開發區所集醫療、教學、科研、預防保健、康復、急救、社區衛生服務于體的三級綜合醫院。建立區域影像、檢驗、病理、心電診斷中心，與武漢協和醫院建立了遠程醫療會診教學網絡聯系。2019年5月28日，按三級甲等醫院標準新建的院區投入使用，占地面積170畝，建筑面積18萬平方米，規劃開放床位1500張。武漢東西湖區人民醫院效果詳見圖1。

圖1

2．方案設計及系統拓撲

       主要受控區域：門診樓、住院樓、綜合病房樓、感染病房、保障樓、地下車庫。

       本次項目用到Acrel-BUS智能照明開關驅動器4路49臺、8路67臺、12路42臺，智能控制面板144臺，受控回路超過1200個。本系統即可就近在護士值站通過智能面板就地控制照明回路，用戶也可通值班室的計算機Acrel-iLightControl智能照明控制系統也遠程集中控制與監控管理照明回路，管理員也可在系統設置時間控制：如白班模式、夜班模式、深夜模式等，鍵式場景控制等，實現智能化控制同時也兼顧的節能減排、綠色照明建筑標準。系統除按設定好的程序自動運行外，系統靈活多樣，管理員也可隨節假日、早晚高峰等隨時調整時間場景控制方式。

2.1方案設計

   （1）在醫院各建筑物每層護士值班站、臺值班站或通道內安裝智能面板，臺值班人員可根據當需求對該受控區實現集中控制，對該區的單回路開關控制、分區域控制等；遠程與就地控制相互關聯，照明回路可隨時按需調整。

   （2）對于地下車庫，在系統設置時間，設定低峰時自動關閉部分照明回路，高峰時打開部分或全部照明回路，智能化的同時，也達到節能減排的目的。（方案也可在此區域安裝微波傳感器，實現有人/車燈亮、無人/車燈滅的控制效果。）

2.2 系統拓撲

       門疹樓、住院樓、綜合病房樓、感染病房、保障樓、地下車庫等采用8條支線（KNX總線線纜BUS EIB2*2*0.8）到消防控制值班室，通過總線耦合器接入IP網關到Acrel-iLightControl智能照明控制系統。該系統結構拓撲圖如圖2所示。

圖2

3.系統主要控制功能

①定時控制

       利用中控軟件界面時鐘管理器，實現整個系統的有關區域照明的定時和自動管理功能，實現公共通道、景觀照明、車庫照明等定時、分時控制、用戶可按需設定平時照明、高峰照明、節假日模式定時關閉、定時通知等。

②場景控制

       智能照明控制系統根據各個部門的需求，設定不同種類的場景模式，進行各種照明燈光的組合，達到美化工作環境的效果；結合人體感應傳感器，當人員離開時，關閉該區域照明。

③人體感應控制

       在辦公走道和樓梯內，布置人體感應傳感器。在有人員進入區域時，自動打開照明。當人員離開后，延遲段時間再關閉。若延遲時間內有人進入，則重新進入打開模式，以達到節能目的。并且可以設置白天有效，晚上無效，根據需求設定。

④光照度控制 

       在室內辦公區域內，布置照度傳感器，自然光采光良好的區域，自動調節室內照明的燈光亮度和開燈數量；既充分利用了自然光，又可以為室內人員創造個舒適的工作環境。

⑤實時監控

       中央控制室，配置臺中控主機，所有照明控制設備，通過KNX網關，接入監控系統。操作管理人員，可以通過中控電腦，實時監視總線、區域、樓層、樓棟等照明狀態，并可根據需求進行控制調整。系統繪圖工具支持向量圖和多層頁面，圖形頁面縮放方便，切換簡單，支持DXF、WMF、BMP、JPG、ICON等圖形對象的嵌入、支持二維、三維圖元的繪制，增加可視化的空間效果。

⑥報警處理

       系統提供了警報處理能力，用戶可采用編程來完成不同的任務，當某種警報條件出現時應做什么，可由用戶自行確定。

⑦事件通報

       系統提供了事件通報功能，支持郵件通報、文本輸出以及事件驅動打印，可按照用戶預先設置的條件，觸發事件通報功能。

⑧日照時間計算

       按照用戶當所在的時區，計算日照時間，作為定時控制的時間基準。

⑨數據交換

       系統可以直接使用ETS3和ETS5項目的數據，方便的實現軟件升級和替代；還可接受以CVS文件格式保存的模塊及系統數據；系統支持OPC服務；通過KNX-MODBUS網關可以與其他建筑智能化系統（如BA系統）進行數據交換。

⑩系統聯動

       系統可以開關量輸入模塊，接受其他系統或工作人員的強切信號；實現安防系統、廣播系統、會議系統，甚至消防系統的聯動控制，控制相應燈具點亮和設備啟停。

       系統控制軟件界面如圖3所示。

圖3

4.總結

       文章先論述了武漢東西湖區人民醫院對智能照明控制系統的要求，然后通過 Acrel-BUS智能照明控制系統進行設計，達到了項目對照明控制的要求。充分體現了Acrel-BUS智能照明控制系統操作簡單智能、系統安全可靠和協調兼容等越性。

       Acrel-BUS智能照明控制系統，是基于KNX總線技術設計的控制系統。系統采用標準的2×2×0.8 EIB BUS總線（即KNX總線）作為總線線纜，將所有的智能照明控制模塊連接到起并組成套完整的控制系統，即可實現照明燈具的遠程集中控制，又可實現就近控制功能。該系統理論連接控制模塊數量達58000多個。

       安科瑞智能照明控制產品種類齊全，方案完善。用戶可通過控制面板、人體感應、照度感應、微波感應、上位機系統、觸摸屏、手機、平板端等多種控制終端實現靈活多樣的智能化控制，特別適合于各類智能小區、醫院、學校、酒店，以及體育場所、機場、隧道、車站等大型公建項目的照明系統。

參考文獻：

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       [3]謝結弟．總線式智能照明控制系統在公共建筑中的應用[J]．現代建筑電氣，2018(8)：27—30． 

作者簡介：繆建梅，女，安科瑞電氣股份有限公司，主要從事電氣防火限流式保護器的研發與應用