DALI總線設計在智能酒店環境控制系統的應用_DALI總線_

DALI總線設計在智能酒店環境控制系統的應用

2009/11/23 15:14:00

1 引子
現代化的建筑對照明的要求越來越高，不僅要求提供舒適、綠色的光照，同時不同的場合需要不同的照明環境。綠色照明需要科學設計和高效率、壽命長、、安全及性能穩定的照明電器產品來實現，照明電器產品包括：電光源、燈用電器附件、燈具、配線器材，以及調光控制設備和控光器件。這里調光、控光主要指的是智能照明控制系統，傳統的照明控制一般采用手動開關控制，對于上述要求很難實現，而且線路十分復雜，操作非常繁瑣，并且存在許多無法解決問題。隨著用戶要求的提高和技術的進步以及產品成本的降低，傳統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。

2 智能照明控制系統總線介紹
       熒光燈的調光控制方法是隨著電子鎮流器技術不斷創新發展而提高的，早期對帶有鐵芯鎮流器的熒光燈調光一般采用可控硅前沿相控調光器輸出直接調控熒光燈的亮度，鎮流器僅僅是串連在熒光燈回路中的一個負載，這種調光方法效率低，性能差，調光范圍窄，現今國內外很少用。近年來隨著高頻電子型鎮流器的出現改變了鎮流器的技術性能，不少公司逐步推出效率高、性能好、調光范圍寬、智能化程度高的高頻可調光電子式熒光燈鎮流器，這種鎮流器作為熒光燈的ECG（電子控制裝置）已成為當今熒光燈調光控制的主流產品。
      按鎮流器的控制線數目劃分，有二、三、四線三種，目前市場上最最廣泛的產品是“四線控制”鎮流器，調光控制器通過二條220V主電源線為鎮流器提供功率支持，二條超低電壓控制線可接口鎮流器實現開關、調光等各種功能性控制。
按控制接口控制信號性質可分成三種：
1、1-10V模擬量接口；
2、數字信號接口（DSI）；
3、數字可尋址燈光接口（DALI）。
       1999年Philips，ORSAM(歐司朗)，Tridonic等公司共同制訂了DALI的工業標準，納入IEC929，保證不同的制造廠生產的DALI設備能全部兼容。
三種不同接口電子鎮流性的性能比較表：

2.1 直流模擬量介紹
1-10V接口的控制信號是直流模擬量，信號極性有正負之分，按線性規則調光熒光燈的亮度，調光時一旦當控制信號觸發，鎮流器啟動熒光燈，首先被激勵點燃到全亮，然后再按控制量要求調節到相應亮度，按IEC929標準，每個鎮流器的最大工作電流為1mA。

2.2 DSI接口介紹
DSI接口（Digital Signal interface）鎮流器的控制信號是用數字信號曼徹斯特編碼（Manchester Code），信號沒有極性要求，信號在控制線上傳輸和同步方式比較可靠，調光按指數函數方式調光，這種鎮流器被觸發啟動后，熒光燈亮度可以從0開始調整到控制信號所指定的亮度，這對劇場類熒光燈調光應用十分適合，另外DSI還可以通過信號命令，在電子鎮流器內部對進入鎮流器的220V主電源進行開關切換控制，當熒光燈被關閉熄滅后，鎮流器可自動切斷220V主電源以節省能源消耗。還可省掉調光器經過開關控制的主電源線連接，而直接與220V主電源線連接，也可節省系統成本。

2.3 DALI總線介紹
DALI數字式可尋址燈光接口（Digital Addressable Lighting Interface）鎮流器，是當前最新型的可調光熒光燈鎮流器。

圖一、 DALI系統圖

       DALI是一個數據傳輸的協議，它定義了電子鎮流器與設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，設計應用DALI最初目標是為了優化一個智能型的燈光控制系統，企圖制定一個系統結構簡單，安裝方便，操作容易，功能優良的燈光控制系統，可用于一個房間內的燈光控制，還可以與大樓管理系統BMS（Building Manage System）接口，DALI系統與BMS或者EIB、LON總線系統不同，不是將它擴展成具有各種復雜控制功能的系統，而僅僅是作為一個燈光控制子系統，通過網關（gateway）接口集成于智能建筑自動化管理系統BMS中，可接受BMS控制命令，或回收子系統的運行狀態參數。
       將組合開關與調光控制于一體的DALI鎮流器，通過DALI接口連接到2芯控制線上，通過熒光燈調光控制器（作為Master）可對每個鎮流器（作為Slave）分別尋址，這意味調光控制器可對連在同一條控制線上的每個熒光燈的亮度分別進行調光，一個單段DALI數據控制線上可對64個鎮流器分別編址，每個鎮流器內可設置16個燈光場景，同一個鎮流器還可以編在一組或在多個組，最大編數組為16，于是一個DALI系統可控制多達1000個鎮流器。
DALI主要有以下基本控制功能。
①設定燈電路的發光電平值。
②遠程開關燈電路。
③存儲和調用預先設定的燈電路工作參數值。
④可以實現對每個電子鎮流器的尋址，并可以實現電子鎮流器的組尋址和廣播尋址。
⑤可以查詢每個電子鎮流器的工作狀態。
⑥可以查詢每個燈負載的工作狀態。
利用以上的有關信息可以判斷照明系統的有關工作狀態。
DALI接口構成燈光控制系統的主要特點是：簡單、可靠、功能優良。
1）通信結構簡單可靠，DALI接口通信協議由196bit位數組成，第1位是起始位，第2到第9位是地址位，第10到第17位是數據，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。控制線上的每個控制器在通信中作為MASTER功能，而控制線上的像鎮流器這樣的ECG只是響應MASTER的命令起SLAVE的作用，系統具有分布式智能功能。
2）安裝簡單方便，安裝DALI接口有2條主電源線，二條控制線，對線材無特殊要求，安裝時也無極性要求，只要求主電源線與控制線隔離開，控制線無需屏蔽，要注意的是當控制線上電流在250mA，線長300米時壓降不超過2V。
3）操作簡單容易，DALI鎮流器內部是智能型的，可自動處理燈絲預熱，點燃，調光、開關，故障檢測等功能，對用戶界面是十分友好的，用戶無需對此理解很深就能操作控制，如發送一個改變現行場景的命令，各個相關鎮流器根據現行亮度與場景要求亮度之差，各自計算調光速率以達到所有鎮流器都同步調光到要求的場景亮度，如發送查詢命令就可回收各鎮流器的運行狀態和參數。
      DALI最初設計是用于一個房間內的燈光控制，現在采用DALI接口控制的各種設備相繼問世，控制功能也在不斷擴大和提高，控制的規模也在擴大。如今DALI接口已不僅僅限用于熒光燈鎮流器，各種鹵鎢燈，LED燈的電子變壓器也采用了DALI接口；控制設備還包括：光電傳感器、無線電接收器、繼電器開關輸入接口；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轉換到DALI或從1-10V轉換到DALI以及與PC機通信的RS232與DALI的轉換控制器，這將使DALI的應用越來越廣，控制器從最小的一間辦公室擴大到多個房間的辦公大樓，從單個商店擴大到大的賓館。

3 WAGO-I/O-SYSTEM DALI產品性能簡介
德國萬可電子公司提供的DALI燈光場景控制系統專門用于DALI燈光及其他DALI設備的控制，可以提供亮度、燈光場景組合等控制效果，并且可以根據用戶的其他要求，在該控制系統中增加其他控制功能。
WAGO 750－641是DALI熒光燈調光控制器，相當于是一個網關（gateway），通過它可以將多段DALI子系統連接成一個規模較大的燈光控制系統，這個控制系統的主干網可以運行比DALI更高一級的協議，如以太網協議等。