大型政治会议场所灯光网络化控制探索

发表时间:2019/8/15   来源:《信息技术时代》2018年12期   作者:黄海强
[导读] 大型政治会议场所因其召开会议、举办活动的特殊性,要求其供电安全、灯光照明的可靠性极高,且场所往往是大型公共建筑,其能耗较大,其中照明耗电所占比例较大且存在占用人力现场指挥控制,效率低,智能化和可靠性达不到要求。本文以重要大型政治会议场所灯光网络化控制改造为案例,在确保供电安全、满足活动需求的前提下,探索实现灯光的多点控制(集中控制)、节能控制、智能管理方案。

(人民大会堂管理局,北京 100800

摘要:大型政治会议场所因其召开会议、举办活动的特殊性,要求其供电安全、灯光照明的可靠性极高,且场所往往是大型公共建筑,其能耗较大,其中照明耗电所占比例较大且存在占用人力现场指挥控制,效率低,智能化和可靠性达不到要求。本文以重要大型政治会议场所灯光网络化控制改造为案例,在确保供电安全、满足活动需求的前提下,探索实现灯光的多点控制(集中控制)、节能控制、智能管理方案。

关键词:政治会议场所;大型公共建筑;灯光智能控制;照明控制

 


引言

作为党和国家领导人举办重要活动的场所的大型公共建筑,对电气安全性要求极高,尤其是不同会议同时进行,要求对灯光开启时间、场景效果体现不同特色,再加上楼层层高较高,因此灯光控制回路庞大,控制区域广,对整个灯光控制带来挑战。

随着我国能源形势日趋严峻,为了响应国家机关节能减排、减员增效的号召,需在确保活动顺利进行的前提下,及时关闭活动现场灯光,同时减少现场人员值班岗位。但是由于大型政治活动涉及厅室多、人员路线复杂,不同部位的照明由不同设备供电和控制,因此要达到减少活动现场值班人员的目的并确保供电安全,必须将不同部位灯光控制进行高度集中。

本文拟在大型公共建筑现有电气设备的基础上,提出灯光网络集中控制系统方案,将其原灯光控制设备进行网络化升级;开发符合大型政治活动特殊要求的灯光控制软件;利用在不同位置设置的监控装置查看现场情况;构建智能化管理,从而达到无需现场值班即可安全、准确地完成活动灯光控制。

此方案可按大型政治活动灯光控制要求,在确保安全的前提下,实现大面积灯光的多点控制(集中控制)、节能控制、智能管理。

1 灯光网络控制的应用现状及应用分析

1.1 现状:

近年来,由于网络技术的成熟与发展,灯光控制技术上升到了一个崭新的平台。

在新的灯光控制网络系统中,网线、光纤代替了传统的DMX信号线成为系统的主干信号网络,双向的TCP/IP以太网络通信协议将逐步取代单向的DMX-512信号协议成为系统的主流通讯平台协议。人们已认识到,TCP/IP灯光控制网络通讯平台是未来唯一可以将舞台机械网络系统、电视演播室吊挂网络系统、现场指挥网络系统、环境灯光控制网络系统和办公室网络系统等与演出活动相关的网络系统联接的最理想的网络平台。

为了实现网络化管理的各类数据采集,系统的最基本要求是每个接入系统的灯光设备必须具备TCP/IP网络接口,以便网络系统的双向通讯。具有TCP/IP网络接口的灯光设备又称为网络灯光设备。网络灯光设备包括:网络调光器、网络调光台、网络配电柜、网络开关柜、网络DMX节点及网络工作站、网络视频摄像头、网络智能灯具等。

1.2 目前灯光网络控制的主要特点:

1)控制回路较少,主要应用在舞台演出、电视演播室等单一区域;

2)控制功能较为单一;

3)安全要求较低,由可控硅控制,不存在旁路直通开关。

1.3 应用:

目前国内、外已有不少厂商为了满足用户各种灯光网络相关的业务需求,成功地开发了多种类型的硬件和软件系统来处理灯光网络设备的不同的数据。

1)专用硬件数据处理设备:在灯光网络应用初期,很多厂商采用专用网络硬件的方法开发出多种网络灯光专用的设备来处理灯光网络数据。这类设备实际上是针对某一具体功能要求而开发的专用计算机,常见的数据处理设备有:为监测调光器工作参数的调光柜返错、报告设备 (Dimmer Information) 、为监系统中多个测网络调光台操作界面的视频监控设备(Video Link) 和保存网络中所有网络调光台演出资料文件的服务器(File Server) 等。这类数据处理设备的优点是功能丰富且针对性强,缺点是“专机专用” ,灵活性差且成本较高。

2)灯光网络设备数据处理专用软件:近年来,国内、外不少厂商开发出多种专用的灯光网络数据处理软件,与专用硬件设备最大的不同之处是:这种软件可以在普通的PC上安装,每个软件针对一个特定的数据处理功能。例如为监测多个网络调光台操作界面的Video Link视频监控软件、为设置、监测灯光网络设备的Network Administration管理软件和为离线编辑、热备份调光控制的调光台离线编辑器Offline Editor软件等。一个软件可是国内外以安装在一台或多台计算机上供若干人使用,也可以把几个不同功能的网络数据处理软件装在同一台计算机上形成多功能的监测数据处理中心。专用的灯光网络数据处理软件具有安装方便、使用灵活和成本较低的优点。

3)具有IE浏览器功能系统文件服务器:IE浏览器灯光系统服务器是国内厂商率先最新开发成功的一种新型灯光网络数据处理报告系统解决方案,它标志着我国灯光控制厂商己在灯光控制网络数据处理方面正走向世界前列。灯光系统服务器负责对所有的网络灯光设备进行监控管理。所有用户要求对网络中的灯光设备进行查看、设置和申请获得数据分析报告等操作都是通过普通计算机已有的通用IE浏览器对服务器进行访问,不需要安装专用的软件和硬件,具有系统组成灵活,功能全面,易于安装、升级更新等优点。用户的操作方法与浏览任何一个网站一样。

2 灯光网络控制系统在大型政治活动场所的应用方案

2.1 大型政治活动场所灯光控制特点和要求:

1)灯光回路数巨大:大型政治活动场所拥有厅室多,各厅室装修风格迥异,灯具造型独特,灯光效果体现不同等特色。据统计,其有不同风格的大小花灯2000多盏;其他灯具如槽灯、筒灯、彩灯、立体灯等不同灯具达几万个,且照明支路众多。

2)负荷大且分散,功能各不相同:据统计,本案例中大型政治活动场所照明总功率达9000KW以上,分别由一、二、三区不同部位的几十个配电间供电,不同部位的灯光功能也各不相同,有活动场地灯光、路线灯光、休息厅室灯光、普通工作照明等等。

3)节能要求高,要求迅速开关灯:为确保政治活动任务正常进行,同时做好及时开关灯,做到了资源节约。

4)安全性要求高:供电安全也是重中之重。为此,在灯光控制元件可控硅设备上均加装了旁路直通开关,确保安全供电,保证灯光在活动期间不出现闪动。

2.2 灯光网络控制系统方案:

1)构建合理的网络系统:通过光纤联通一、二、三区三个分控制室作为主干环形网络,通过交换机将网络硅柜、网络触摸屏、网络按键操作台、无线APIP电话、IP摄像头等相关网络设备链接,形成灯光控制网络总体(如图21)。方案中,可以根据业务接入点分布情况分别在三个大区域放置6台(或3台)PAC-7610设备组成核心光纤环网,然后就近将业务终端接入网络,如果业务接入点较多,可以通过接入以太网交换机扩展业务接口。在核心网络上接入的业务可以根据需求进行虚拟子网的划分,互相隔离,分道传输,并且可以进行精密的流量控制。

2)建立控制室与各配电间之间的网络系统。(如图22

21 总网络集中控制示意图

说明: 3

22 分网络系统图

3)控制设备网络化升级:目前,会场具备网络化接口的设备只有小部分,还有大部分是数字信号接口的控制设备,只能实现数字信号单项控制,不能实现双向信息管理,如显示控制设备的实时运行状态等。为了实现系统全面网络化要求,需对现有灯光控制设备进行网络化改造。现存大部分数字信号接口的控制设备(2000年第二代30多台),虽已运行超过8年,但性能仍比较稳定。本着节约的原则,由厂家在网络化接口进行升级。另有小部分数字化设备已运行超过10年,已出现元器件老化、功率单元过热等不稳定现象,应更换设备。

4)建立总控制室:在中部二区建立一个照明系统总控制室(如图23),在北侧一区、南侧三区设分控制室,通过控制台、软件等控制各个部位的灯光。其中总控制室可调用所有监控影像,以便监控活动现场情况。总控制室内设有灯光控制系统、监视系统、内部通讯系统,由灯光控制台、网络交换机、电脑服务器、显示大屏等设备组成,实现数据、图像、声音的快速传输和储存。

说明: 大屏幕

23 总控制室效果图

5)增设网络摄像头:在各配电间、活动路线及重点厅室、重点部位的盲区增设网络摄像头,实现对活动区域、活动路线的灯光及配电设备的监视,既减少现场值班人员,又能确保安全。

6)增设通讯系统:各配电间及各控制室安装网络电话,可实现单个和群体通话,便于调度指挥。独立网络通讯系统可不受其他信号干扰,同时解决了重大活动无手机信号联络不畅的问题。

7)软件开发:根据会场各种活动的要求,开发专用的灯光控制软件,实现监控、故障报警、数据存储等功能

3 灯光网络控制系统应用方案评价

此套灯光网络控制系统应用方案解决了在活动进行当中多人现场值班的问题,并通过在可控硅加装远程控直通开关,确保了安全供电和灯光不闪动,由于减少了电气现场开关人员,降低了人为操作错误的风险,保证了照明控制系统运行的可靠性,同时实现了节能管理、智能管理。

4 节能方面

1)通过灵活多样的控制方式来实现节能,可在灯光控制室完成对全局照明进行监查、总控、分控、定时控制等操作,在现场可通过智能控制面板对灯光进行控制,总控室也可对任何区域的照明情况进行监控,同时结合亮度监测及红外动静感应器来控制公共区域照明。

2)通过多种预设场景模式来实现节能,网络控制系统具有单区域场景、组合场景单回路、多回路控制等几种方式,操作人员可根据现场情况改变场景亮度,预设“进场模式”、“会议模式”、“休息模式”等等场景。

3)通过使用灯光控制软件来实现节能,软件可直观地对会议场所整体或局部区域的灯光进行监控,照明使用情况一目了然。

4.1 安全方面

1)各个网络节点设UPS不间断供电,确保网络畅通安全;

网络系统的设备故障报警的功能可及时发现和解决设备安全问题和操作失误;

2)完善的视频监视,可及时发现和解决活动现场的各种隐蔽事件和突发事件;

3)独立的网络电话确保各部门沟通顺畅。

4.2 功能方面

灯光控制方式灵活多样:控制室灯光控制软件;控制室控制台;现场智能面板、触摸屏;无线遥控控制;定时预设控制;重点区域控制。

4.3 管理方面

1)实现了灯光集中控制和管理,对一般活动只需在控制室设活动值班人员一名,专门控制各项活动的灯光;对重大活动,可在现场设巡视人员一名,配合控制室值班员开关灯,确保安全。这样可大幅减少活动值班岗位。

2)灯光控制软件可提供各种与系统管理相关的报表、图表,数据包括功率、电压电流、用电量记录、故障记录等等,对设备的维护提供参考。

参考文献

[1]魏巨龙;胡清亮;梁国芹;廖伟民ESTA"ACN"网络控制协议的初步研究[期刊论文]-现代控制技术2003(08)

[2]陈国义;胡清亮 谈"ACN""Art-Net"网络协议标准 [期刊论文]-照明工程学报2003(04)

[3]陈国义 网络时代灯光控褂的现状和展望-"DMX512""ACN""Art-Net"三种协议浅析 [期刊论文] -照明工程学报2004(05)

[4]蒋伟;任慧;白石磊 演艺灯光控制系统现状分析及展望 [期刊论文]-艺术科技2007(04).

 

作者简介:黄海强(1984-),男,内蒙古人,现供职人民大会堂管理局机电处工程师,硕士研究生,建筑电气自控。



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