DALI总线设计在智能酒店环境控制系统的应用_DALI总线_

DALI总线设计在智能酒店环境控制系统的应用

2009/11/23 15:14:00

1 引子
现代化的建筑对照明的要求越来越高，不仅要求提供舒适、绿色的光照，同时不同的场合需要不同的照明环境。绿色照明需要科学设计和高效率、寿命长、、安全及性能稳定的照明电器产品来实现，照明电器产品包括：电光源、灯用电器附件、灯具、配线器材，以及调光控制设备和控光器件。这里调光、控光主要指的是智能照明控制系统，传统的照明控制一般采用手动开关控制，对于上述要求很难实现，而且线路十分复杂，操作非常繁琐，并且存在许多无法解决问题。随着用户要求的提高和技术的进步以及产品成本的降低，传统的照明控制将逐步被智能照明控制取代，这将成为一种趋势。

2 智能照明控制系统总线介绍
       荧光灯的调光控制方法是随着电子镇流器技术不断创新发展而提高的，早期对带有铁芯镇流器的荧光灯调光一般采用可控硅前沿相控调光器输出直接调控荧光灯的亮度，镇流器仅仅是串连在荧光灯回路中的一个负载，这种调光方法效率低，性能差，调光范围窄，现今国内外很少用。近年来随着高频电子型镇流器的出现改变了镇流器的技术性能，不少公司逐步推出效率高、性能好、调光范围宽、智能化程度高的高频可调光电子式荧光灯镇流器，这种镇流器作为荧光灯的ECG（电子控制装置）已成为当今荧光灯调光控制的主流产品。
      按镇流器的控制线数目划分，有二、三、四线三种，目前市场上最最广泛的产品是“四线控制”镇流器，调光控制器通过二条220V主电源线为镇流器提供功率支持，二条超低电压控制线可接口镇流器实现开关、调光等各种功能性控制。
按控制接口控制信号性质可分成三种：
1、1-10V模拟量接口；
2、数字信号接口（DSI）；
3、数字可寻址灯光接口（DALI）。
       1999年Philips，ORSAM(欧司朗)，Tridonic等公司共同制订了DALI的工业标准，纳入IEC929，保证不同的制造厂生产的DALI设备能全部兼容。
三种不同接口电子镇流性的性能比较表：

2.1 直流模拟量介绍
1-10V接口的控制信号是直流模拟量，信号极性有正负之分，按线性规则调光荧光灯的亮度，调光时一旦当控制信号触发，镇流器启动荧光灯，首先被激励点燃到全亮，然后再按控制量要求调节到相应亮度，按IEC929标准，每个镇流器的最大工作电流为1mA。

2.2 DSI接口介绍
DSI接口（Digital Signal interface）镇流器的控制信号是用数字信号曼彻斯特编码（Manchester Code），信号没有极性要求，信号在控制线上传输和同步方式比较可靠，调光按指数函数方式调光，这种镇流器被触发启动后，荧光灯亮度可以从0开始调整到控制信号所指定的亮度，这对剧场类荧光灯调光应用十分适合，另外DSI还可以通过信号命令，在电子镇流器内部对进入镇流器的220V主电源进行开关切换控制，当荧光灯被关闭熄灭后，镇流器可自动切断220V主电源以节省能源消耗。还可省掉调光器经过开关控制的主电源线连接，而直接与220V主电源线连接，也可节省系统成本。

2.3 DALI总线介绍
DALI数字式可寻址灯光接口（Digital Addressable Lighting Interface）镇流器，是当前最新型的可调光荧光灯镇流器。

图一、 DALI系统图

       DALI是一个数据传输的协议，它定义了电子镇流器与设备控制器之间的通信方式，它不是一种新的总线，但它支持开放式系统，设计应用DALI最初目标是为了优化一个智能型的灯光控制系统，企图制定一个系统结构简单，安装方便，操作容易，功能优良的灯光控制系统，可用于一个房间内的灯光控制，还可以与大楼管理系统BMS（Building Manage System）接口，DALI系统与BMS或者EIB、LON总线系统不同，不是将它扩展成具有各种复杂控制功能的系统，而仅仅是作为一个灯光控制子系统，通过网关（gateway）接口集成于智能建筑自动化管理系统BMS中，可接受BMS控制命令，或回收子系统的运行状态参数。
       将组合开关与调光控制于一体的DALI镇流器，通过DALI接口连接到2芯控制线上，通过荧光灯调光控制器（作为Master）可对每个镇流器（作为Slave）分别寻址，这意味调光控制器可对连在同一条控制线上的每个荧光灯的亮度分别进行调光，一个单段DALI数据控制线上可对64个镇流器分别编址，每个镇流器内可设置16个灯光场景，同一个镇流器还可以编在一组或在多个组，最大编数组为16，于是一个DALI系统可控制多达1000个镇流器。
DALI主要有以下基本控制功能。
①设定灯电路的发光电平值。
②远程开关灯电路。
③存储和调用预先设定的灯电路工作参数值。
④可以实现对每个电子镇流器的寻址，并可以实现电子镇流器的组寻址和广播寻址。
⑤可以查询每个电子镇流器的工作状态。
⑥可以查询每个灯负载的工作状态。
利用以上的有关信息可以判断照明系统的有关工作状态。
DALI接口构成灯光控制系统的主要特点是：简单、可靠、功能优良。
1）通信结构简单可靠，DALI接口通信协议由196bit位数组成，第1位是起始位，第2到第9位是地址位，第10到第17位是数据，第18、19位停止位，采用曼彻斯特编码方式，传输速率1200波特，控制线上高电平为16V。控制线上的每个控制器在通信中作为MASTER功能，而控制线上的像镇流器这样的ECG只是响应MASTER的命令起SLAVE的作用，系统具有分布式智能功能。
2）安装简单方便，安装DALI接口有2条主电源线，二条控制线，对线材无特殊要求，安装时也无极性要求，只要求主电源线与控制线隔离开，控制线无需屏蔽，要注意的是当控制线上电流在250mA，线长300米时压降不超过2V。
3）操作简单容易，DALI镇流器内部是智能型的，可自动处理灯丝预热，点燃，调光、开关，故障检测等功能，对用户界面是十分友好的，用户无需对此理解很深就能操作控制，如发送一个改变现行场景的命令，各个相关镇流器根据现行亮度与场景要求亮度之差，各自计算调光速率以达到所有镇流器都同步调光到要求的场景亮度，如发送查询命令就可回收各镇流器的运行状态和参数。
      DALI最初设计是用于一个房间内的灯光控制，现在采用DALI接口控制的各种设备相继问世，控制功能也在不断扩大和提高，控制的规模也在扩大。如今DALI接口已不仅仅限用于荧光灯镇流器，各种卤钨灯，LED灯的电子变压器也采用了DALI接口；控制设备还包括：光电传感器、无线电接收器、继电器开关输入接口；各种按键控制面板包括LED显示面板都已具有DALI接口，另外还可以将DSI转换到DALI或从1-10V转换到DALI以及与PC机通信的RS232与DALI的转换控制器，这将使DALI的应用越来越广，控制器从最小的一间办公室扩大到多个房间的办公大楼，从单个商店扩大到大的宾馆。

3 WAGO-I/O-SYSTEM DALI产品性能简介
德国万可电子公司提供的DALI灯光场景控制系统专门用于DALI灯光及其他DALI设备的控制，可以提供亮度、灯光场景组合等控制效果，并且可以根据用户的其他要求，在该控制系统中增加其他控制功能。
WAGO 750－641是DALI荧光灯调光控制器，相当于是一个网关（gateway），通过它可以将多段DALI子系统连接成一个规模较大的灯光控制系统，这个控制系统的主干网可以运行比DALI更高一级的协议，如以太网协议等。