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DALI總線設(shè)計(jì)在智能酒店環(huán)境控制系統(tǒng)的應(yīng)用

2009/11/23 15:14:00

1 引子
現(xiàn)代化的建筑對(duì)照明的要求越來(lái)越高，不僅要求提供舒適、綠色的光照，同時(shí)不同的場(chǎng)合需要不同的照明環(huán)境。綠色照明需要科學(xué)設(shè)計(jì)和高效率、壽命長(zhǎng)、、安全及性能穩(wěn)定的照明電器產(chǎn)品來(lái)實(shí)現(xiàn)，照明電器產(chǎn)品包括：電光源、燈用電器附件、燈具、配線器材，以及調(diào)光控制設(shè)備和控光器件。這里調(diào)光、控光主要指的是智能照明控制系統(tǒng)，傳統(tǒng)的照明控制一般采用手動(dòng)開關(guān)控制，對(duì)于上述要求很難實(shí)現(xiàn)，而且線路十分復(fù)雜，操作非常繁瑣，并且存在許多無(wú)法解決問題。隨著用戶要求的提高和技術(shù)的進(jìn)步以及產(chǎn)品成本的降低，傳統(tǒng)的照明控制將逐步被智能照明控制取代，這將成為一種趨勢(shì)。

2 智能照明控制系統(tǒng)總線介紹
       熒光燈的調(diào)光控制方法是隨著電子鎮(zhèn)流器技術(shù)不斷創(chuàng)新發(fā)展而提高的，早期對(duì)帶有鐵芯鎮(zhèn)流器的熒光燈調(diào)光一般采用可控硅前沿相控調(diào)光器輸出直接調(diào)控?zé)晒鉄舻牧炼龋?zhèn)流器僅僅是串連在熒光燈回路中的一個(gè)負(fù)載，這種調(diào)光方法效率低，性能差，調(diào)光范圍窄，現(xiàn)今國(guó)內(nèi)外很少用。近年來(lái)隨著高頻電子型鎮(zhèn)流器的出現(xiàn)改變了鎮(zhèn)流器的技術(shù)性能，不少公司逐步推出效率高、性能好、調(diào)光范圍寬、智能化程度高的高頻可調(diào)光電子式熒光燈鎮(zhèn)流器，這種鎮(zhèn)流器作為熒光燈的ECG（電子控制裝置）已成為當(dāng)今熒光燈調(diào)光控制的主流產(chǎn)品。
      按鎮(zhèn)流器的控制線數(shù)目劃分，有二、三、四線三種，目前市場(chǎng)上最最廣泛的產(chǎn)品是“四線控制”鎮(zhèn)流器，調(diào)光控制器通過二條220V主電源線為鎮(zhèn)流器提供功率支持，二條超低電壓控制線可接口鎮(zhèn)流器實(shí)現(xiàn)開關(guān)、調(diào)光等各種功能性控制。
按控制接口控制信號(hào)性質(zhì)可分成三種：
1、1-10V模擬量接口；
2、數(shù)字信號(hào)接口（DSI）；
3、數(shù)字可尋址燈光接口（DALI）。
       1999年P(guān)hilips，ORSAM(歐司朗)，Tridonic等公司共同制訂了DALI的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，納入IEC929，保證不同的制造廠生產(chǎn)的DALI設(shè)備能全部兼容。
三種不同接口電子鎮(zhèn)流性的性能比較表：

2.1 直流模擬量介紹
1-10V接口的控制信號(hào)是直流模擬量，信號(hào)極性有正負(fù)之分，按線性規(guī)則調(diào)光熒光燈的亮度，調(diào)光時(shí)一旦當(dāng)控制信號(hào)觸發(fā)，鎮(zhèn)流器啟動(dòng)熒光燈，首先被激勵(lì)點(diǎn)燃到全亮，然后再按控制量要求調(diào)節(jié)到相應(yīng)亮度，按IEC929標(biāo)準(zhǔn)，每個(gè)鎮(zhèn)流器的最大工作電流為1mA。

2.2 DSI接口介紹
DSI接口（Digital Signal interface）鎮(zhèn)流器的控制信號(hào)是用數(shù)字信號(hào)曼徹斯特編碼（Manchester Code），信號(hào)沒有極性要求，信號(hào)在控制線上傳輸和同步方式比較可靠，調(diào)光按指數(shù)函數(shù)方式調(diào)光，這種鎮(zhèn)流器被觸發(fā)啟動(dòng)后，熒光燈亮度可以從0開始調(diào)整到控制信號(hào)所指定的亮度，這對(duì)劇場(chǎng)類熒光燈調(diào)光應(yīng)用十分適合，另外DSI還可以通過信號(hào)命令，在電子鎮(zhèn)流器內(nèi)部對(duì)進(jìn)入鎮(zhèn)流器的220V主電源進(jìn)行開關(guān)切換控制，當(dāng)熒光燈被關(guān)閉熄滅后，鎮(zhèn)流器可自動(dòng)切斷220V主電源以節(jié)省能源消耗。還可省掉調(diào)光器經(jīng)過開關(guān)控制的主電源線連接，而直接與220V主電源線連接，也可節(jié)省系統(tǒng)成本。

2.3 DALI總線介紹
DALI數(shù)字式可尋址燈光接口（Digital Addressable Lighting Interface）鎮(zhèn)流器，是當(dāng)前最新型的可調(diào)光熒光燈鎮(zhèn)流器。

圖一、 DALI系統(tǒng)圖

       DALI是一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膮f(xié)議，它定義了電子鎮(zhèn)流器與設(shè)備控制器之間的通信方式，它不是一種新的總線，但它支持開放式系統(tǒng)，設(shè)計(jì)應(yīng)用DALI最初目標(biāo)是為了優(yōu)化一個(gè)智能型的燈光控制系統(tǒng)，企圖制定一個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，操作容易，功能優(yōu)良的燈光控制系統(tǒng)，可用于一個(gè)房間內(nèi)的燈光控制，還可以與大樓管理系統(tǒng)BMS（Building Manage System）接口，DALI系統(tǒng)與BMS或者EIB、LON總線系統(tǒng)不同，不是將它擴(kuò)展成具有各種復(fù)雜控制功能的系統(tǒng)，而僅僅是作為一個(gè)燈光控制子系統(tǒng)，通過網(wǎng)關(guān)（gateway）接口集成于智能建筑自動(dòng)化管理系統(tǒng)BMS中，可接受BMS控制命令，或回收子系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)。
       將組合開關(guān)與調(diào)光控制于一體的DALI鎮(zhèn)流器，通過DALI接口連接到2芯控制線上，通過熒光燈調(diào)光控制器（作為Master）可對(duì)每個(gè)鎮(zhèn)流器（作為Slave）分別尋址，這意味調(diào)光控制器可對(duì)連在同一條控制線上的每個(gè)熒光燈的亮度分別進(jìn)行調(diào)光，一個(gè)單段DALI數(shù)據(jù)控制線上可對(duì)64個(gè)鎮(zhèn)流器分別編址，每個(gè)鎮(zhèn)流器內(nèi)可設(shè)置16個(gè)燈光場(chǎng)景，同一個(gè)鎮(zhèn)流器還可以編在一組或在多個(gè)組，最大編數(shù)組為16，于是一個(gè)DALI系統(tǒng)可控制多達(dá)1000個(gè)鎮(zhèn)流器。
DALI主要有以下基本控制功能。
①設(shè)定燈電路的發(fā)光電平值。
②遠(yuǎn)程開關(guān)燈電路。
③存儲(chǔ)和調(diào)用預(yù)先設(shè)定的燈電路工作參數(shù)值。
④可以實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)電子鎮(zhèn)流器的尋址，并可以實(shí)現(xiàn)電子鎮(zhèn)流器的組尋址和廣播尋址。
⑤可以查詢每個(gè)電子鎮(zhèn)流器的工作狀態(tài)。
⑥可以查詢每個(gè)燈負(fù)載的工作狀態(tài)。
利用以上的有關(guān)信息可以判斷照明系統(tǒng)的有關(guān)工作狀態(tài)。
DALI接口構(gòu)成燈光控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是：簡(jiǎn)單、可靠、功能優(yōu)良。
1）通信結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，DALI接口通信協(xié)議由196bit位數(shù)組成，第1位是起始位，第2到第9位是地址位，第10到第17位是數(shù)據(jù)，第18、19位停止位，采用曼徹斯特編碼方式，傳輸速率1200波特，控制線上高電平為16V?？刂凭€上的每個(gè)控制器在通信中作為MASTER功能，而控制線上的像鎮(zhèn)流器這樣的ECG只是響應(yīng)MASTER的命令起SLAVE的作用，系統(tǒng)具有分布式智能功能。
2）安裝簡(jiǎn)單方便，安裝DALI接口有2條主電源線，二條控制線，對(duì)線材無(wú)特殊要求，安裝時(shí)也無(wú)極性要求，只要求主電源線與控制線隔離開，控制線無(wú)需屏蔽，要注意的是當(dāng)控制線上電流在250mA，線長(zhǎng)300米時(shí)壓降不超過2V。
3）操作簡(jiǎn)單容易，DALI鎮(zhèn)流器內(nèi)部是智能型的，可自動(dòng)處理燈絲預(yù)熱，點(diǎn)燃，調(diào)光、開關(guān)，故障檢測(cè)等功能，對(duì)用戶界面是十分友好的，用戶無(wú)需對(duì)此理解很深就能操作控制，如發(fā)送一個(gè)改變現(xiàn)行場(chǎng)景的命令，各個(gè)相關(guān)鎮(zhèn)流器根據(jù)現(xiàn)行亮度與場(chǎng)景要求亮度之差，各自計(jì)算調(diào)光速率以達(dá)到所有鎮(zhèn)流器都同步調(diào)光到要求的場(chǎng)景亮度，如發(fā)送查詢命令就可回收各鎮(zhèn)流器的運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)。
      DALI最初設(shè)計(jì)是用于一個(gè)房間內(nèi)的燈光控制，現(xiàn)在采用DALI接口控制的各種設(shè)備相繼問世，控制功能也在不斷擴(kuò)大和提高，控制的規(guī)模也在擴(kuò)大。如今DALI接口已不僅僅限用于熒光燈鎮(zhèn)流器，各種鹵鎢燈，LED燈的電子變壓器也采用了DALI接口；控制設(shè)備還包括：光電傳感器、無(wú)線電接收器、繼電器開關(guān)輸入接口；各種按鍵控制面板包括LED顯示面板都已具有DALI接口，另外還可以將DSI轉(zhuǎn)換到DALI或從1-10V轉(zhuǎn)換到DALI以及與PC機(jī)通信的RS232與DALI的轉(zhuǎn)換控制器，這將使DALI的應(yīng)用越來(lái)越廣，控制器從最小的一間辦公室擴(kuò)大到多個(gè)房間的辦公大樓，從單個(gè)商店擴(kuò)大到大的賓館。

3 WAGO-I/O-SYSTEM DALI產(chǎn)品性能簡(jiǎn)介
德國(guó)萬(wàn)可電子公司提供的DALI燈光場(chǎng)景控制系統(tǒng)專門用于DALI燈光及其他DALI設(shè)備的控制，可以提供亮度、燈光場(chǎng)景組合等控制效果，并且可以根據(jù)用戶的其他要求，在該控制系統(tǒng)中增加其他控制功能。
WAGO 750－641是DALI熒光燈調(diào)光控制器，相當(dāng)于是一個(gè)網(wǎng)關(guān)（gateway），通過它可以將多段DALI子系統(tǒng)連接成一個(gè)規(guī)模較大的燈光控制系統(tǒng)，這個(gè)控制系統(tǒng)的主干網(wǎng)可以運(yùn)行比DALI更高一級(jí)的協(xié)議，如以太網(wǎng)協(xié)議等。

圖二、 WAGO DALI系統(tǒng)圖

WAGO的DALI控制系統(tǒng)還可以將DALI控制、0-10V調(diào)光控制、繼電器燈光回路控制等溶于一體，可以形成對(duì)整個(gè)建筑物及局部區(qū)域燈光的控制，從而更進(jìn)一步的達(dá)到照明節(jié)能的效果
同時(shí)WAGO的DALI控制系統(tǒng)還可以接入樓宇智能控制系統(tǒng)中，或者多個(gè)DALI控制系統(tǒng)形成網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制。