DALI智能化照明系統(tǒng)的介紹與應(yīng)用

1、.6/6DALI智能照明系統(tǒng)技術(shù)的介紹及應(yīng)用提要 本文主要介紹了當(dāng)前智能照明系統(tǒng)中非常成熟的DALI智能照明控制系統(tǒng),著重講解了DALI系統(tǒng)的組成及特點(diǎn),并且最后對(duì)DALI智能照明系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)。關(guān)鍵詞 DALI智能照明系統(tǒng) 節(jié)能、調(diào)光、場(chǎng)景.一、背景介紹照明作為當(dāng)今人類(lèi)社會(huì)不能缺少的元素,它對(duì)人類(lèi)文明及社會(huì)的發(fā)展日趨重要。因此當(dāng)今世界對(duì)照明新技術(shù)的需求是巨大的,照明新技術(shù)的創(chuàng)新是必須的。從前,配備燈光設(shè)備的唯一目的就是提供照明。而現(xiàn)在,照明技術(shù)在方便、實(shí)用,舒適和節(jié)能等方面增添了許多吸引人的特點(diǎn),這些特點(diǎn)已經(jīng)超越了光是單純提供照明的目的?；诨芈烽_(kāi)關(guān)、回路調(diào)光、電器和光源的簡(jiǎn)單連接而形

2、成的傳統(tǒng)電氣照明技術(shù)已經(jīng)難以滿(mǎn)足目前市場(chǎng)對(duì)照明設(shè)備的需求了。如帶模擬接口110V的控制設(shè)備即不具備靈活性,沒(méi)有能力在一個(gè)系統(tǒng)中對(duì)每個(gè)光源實(shí)施控制,不能自由重新組合每個(gè)光源,也無(wú)法實(shí)時(shí)反饋光源的狀態(tài)。另外目前對(duì)照明的控制技術(shù)及協(xié)議繁多,如485、232、DMX、EIB、LON等但由于不是統(tǒng)一的技術(shù)協(xié)議平臺(tái),因此不能相互通信,相互兼容。另外以上技術(shù)協(xié)議分別屬于不同廠(chǎng)家,又沒(méi)有統(tǒng)一的協(xié)會(huì)協(xié)調(diào),因此對(duì)設(shè)計(jì)及業(yè)主造成了很大的不便及資源浪費(fèi)。由于以上的情況,業(yè)主需要支付很高的費(fèi)用去整合和維護(hù)非國(guó)際統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的照明總線(xiàn)系統(tǒng)。同時(shí)也對(duì)設(shè)計(jì)者和電工技師的系統(tǒng)知識(shí)提出了很高的要求,他們都需要接受特殊的不同廠(chǎng)家專(zhuān)業(yè)培

3、訓(xùn)。結(jié)果,這些系統(tǒng)的安裝就成了一件勞動(dòng)密集型,技術(shù)高要求和成本很高的事情了。因此人們?cè)谒伎迹喝绻幸粋€(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字技術(shù)協(xié)議,該協(xié)議只是專(zhuān)業(yè)應(yīng)用于照明控制及通信,此協(xié)議目的：在于簡(jiǎn)化通訊結(jié)構(gòu),優(yōu)化控制指令,降低應(yīng)用及維護(hù)成本,方便兼容及集成。且該協(xié)議被廣泛的照明廠(chǎng)家所接受,另外有一個(gè)專(zhuān)門(mén)的國(guó)際協(xié)會(huì)協(xié)調(diào)及發(fā)展該協(xié)議。它是確保不同制造商生產(chǎn)的可調(diào)光設(shè)備的可互換性的一項(xiàng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),也在供貨來(lái)源方面向規(guī)劃者、照明設(shè)備制造商、建筑物業(yè)主、安裝公司和終端客戶(hù)提供了安全保障。這就是：DALI數(shù)字可尋址照明接口技術(shù),一個(gè)根據(jù)以上的因素設(shè)計(jì)及發(fā)展出來(lái)專(zhuān)門(mén)應(yīng)用在照明的創(chuàng)新技術(shù)。智能照明系統(tǒng)是利用先進(jìn)電磁調(diào)壓及電子感

4、應(yīng)技術(shù),對(duì)供電進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控與跟蹤,自動(dòng)平滑地調(diào)節(jié)電路的電壓和電流幅度,改善照明電路中不平衡負(fù)荷所帶來(lái)的額外功耗,提高功率因素,降低燈具和線(xiàn)路的工作溫度,達(dá)到優(yōu)化供電目的照明控制系統(tǒng)。寶馬新工廠(chǎng)全廠(chǎng)采用基于DALI總線(xiàn)控制的智能照明系統(tǒng),DALI數(shù)字可尋址照明接口是一種數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議,它定義了電子整流器與設(shè)備控制器的通訊方式。DALI協(xié)議是基于主從式控制模式建立起來(lái)的,控制人員通過(guò)主控制器操作整個(gè)系統(tǒng)。在DALI系統(tǒng)中,通過(guò)熒光燈調(diào)光控制器作為主控制器master可對(duì)每個(gè)整流器作為從控制器slave分別尋址,這樣可實(shí)現(xiàn)對(duì)連在同一控制線(xiàn)上的每個(gè)熒光燈進(jìn)行查詢(xún)、調(diào)光等控制。一個(gè)單段數(shù)據(jù)控制線(xiàn)上可對(duì)64

5、個(gè)整流器分別尋址,每個(gè)整流器內(nèi)最多可設(shè)置16個(gè)燈光場(chǎng)景,同一個(gè)整流器還可以編在一組或在多個(gè)組,最大編組數(shù)為16。二、DALI系統(tǒng)的定義與特點(diǎn)1、DALI系統(tǒng)的定義DALI是Digital Addressable Lighting Interface數(shù)字可尋址照明接口的首字母的縮寫(xiě)。DALI是一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膮f(xié)議,它定義了照明電器與系統(tǒng)設(shè)備控制器如感應(yīng)器、網(wǎng)關(guān)等之間的數(shù)字通信方式, 它不是一種新的總線(xiàn), 但它支持開(kāi)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), 該系統(tǒng)具備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單, 安裝方便, 操作容易, 功能良優(yōu), 不僅可用于一個(gè)房間內(nèi)的燈光控制,還可以與大樓管理系統(tǒng)BM

6、S對(duì)接。DALI系統(tǒng)與BMS,EIB或LON總線(xiàn)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)應(yīng)用,通過(guò)網(wǎng)關(guān)gateway接口集成于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)。DALI技術(shù)的最大特點(diǎn)是單個(gè)燈具具有獨(dú)立地址,通過(guò)DALI系統(tǒng)軟件可對(duì)單燈或任意的燈組進(jìn)行精確的調(diào)光及開(kāi)關(guān)控制,不論這些燈具在強(qiáng)電上是同一個(gè)回路或不同回路。即照明控制上與強(qiáng)電回路無(wú)關(guān),DALI系統(tǒng)軟件可對(duì)同一強(qiáng)電回路或不同回路上的單或多個(gè)燈具進(jìn)行獨(dú)立尋址,從而實(shí)現(xiàn)單獨(dú)控制和任意分組。這一理念為照明控制帶來(lái)極大的靈活性,用戶(hù)可根據(jù)需要隨心所欲地設(shè)計(jì)滿(mǎn)足其需求的照明方案,甚

7、至在安裝結(jié)束后的運(yùn)行過(guò)程中仍可任意修改控制要求,而無(wú)須對(duì)線(xiàn)路做任何改動(dòng)。由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,無(wú)需照明控制箱或調(diào)光箱,并可保留傳統(tǒng)的布線(xiàn)方式,因此DALI技術(shù)的應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化安裝程序,降低布線(xiàn)成本,縮短調(diào)試時(shí)間,實(shí)現(xiàn)許多基于回路控制的智能照明控制系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的功能。DALI是專(zhuān)門(mén)為滿(mǎn)足當(dāng)今照明技術(shù)需要而設(shè)計(jì)的理想的、簡(jiǎn)化的數(shù)字化通訊方式。其通訊和安裝已經(jīng)做到了盡可能的簡(jiǎn)化。在一個(gè)局部系統(tǒng)中的所有智能化元器件都是以既簡(jiǎn)化又無(wú)干擾的方式進(jìn)行通訊的。它對(duì)數(shù)據(jù)電纜沒(méi)有特殊的要求,也不需要在電纜上安裝端接電阻器來(lái)防止反射。DALI是在那些希望為照明市場(chǎng)制定一項(xiàng)符合所有要求的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的主要控制設(shè)備制造商的共同

8、努力下設(shè)計(jì)完成的。照明行業(yè)的所有元器件制造商現(xiàn)在都能夠以一種簡(jiǎn)化的、統(tǒng)一的、方便的方式來(lái)解決復(fù)雜的照明問(wèn)題了。因此,DALI被定義為：最多64個(gè)元件在一條DALI線(xiàn)路上獨(dú)立地址最多16個(gè)照明分組燈組地址最多16個(gè)場(chǎng)照明場(chǎng)景場(chǎng)景預(yù)設(shè)由于DALI的元件是內(nèi)設(shè)存儲(chǔ)芯片的,這表明許多參數(shù)和照明值可被儲(chǔ)存在燈具中：獨(dú)立地址類(lèi)組指定照明場(chǎng)景值調(diào)光速率應(yīng)急照明燈光亮度值上電時(shí)燈光亮度由于DALI是雙向反饋系統(tǒng), 這表明許多燈具和光源的參數(shù)可實(shí)時(shí)反饋回系統(tǒng):輸入實(shí)時(shí)電壓及類(lèi)型輸入實(shí)時(shí)電流值輸出實(shí)時(shí)電壓及類(lèi)型輸出實(shí)時(shí)電流值電壓波動(dòng)頻率電流波動(dòng)頻率2、DALI系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)與特性DALI的技術(shù)參數(shù)：DALI電壓9

9、.5 V22.5 VDALI系統(tǒng)電流最高250 mA數(shù)據(jù)傳輸速度1200 bps最大電纜長(zhǎng)度300m電纜類(lèi)型1.5mm2每個(gè)單一系統(tǒng)的最多組數(shù)16每個(gè)單一系統(tǒng)的最多照明場(chǎng)景數(shù)16每個(gè)單一系統(tǒng)地址/器件的最大數(shù)量64DALI的技術(shù)特性： 接線(xiàn)簡(jiǎn)單 可控制單個(gè)設(shè)備和分組設(shè)備 系統(tǒng)具有可擴(kuò)展性 通過(guò)廣播方式實(shí)現(xiàn)總的控制 由于使用簡(jiǎn)單報(bào)文結(jié)構(gòu),避免了各種信號(hào)的沖突 狀態(tài)信息反饋燈光故障,可按總的方式,分組的方式,單個(gè)的方式報(bào)告 自動(dòng)尋找各種調(diào)光設(shè)備及DALI整流器或變壓器 使用直觀(guān)的方式閃動(dòng)或100%打亮來(lái)實(shí)現(xiàn)分組控制 當(dāng)使用場(chǎng)景功能時(shí),所有燈光同步調(diào)亮調(diào)暗 對(duì)數(shù)調(diào)光曲線(xiàn),更加符合人眼的要求 每一個(gè)D

10、ALI燈光調(diào)光開(kāi)關(guān)控制設(shè)備都是智能設(shè)備內(nèi)部可存儲(chǔ)獨(dú)立地址,組信息,燈光場(chǎng)景設(shè)置,燈光漸變時(shí)間等 燈光的操作公差參數(shù)可以被設(shè)置如可設(shè)置最大調(diào)光亮度值,該設(shè)置用于節(jié)能 可設(shè)置調(diào)光步數(shù)可有效設(shè)置225調(diào)光步數(shù) 可以識(shí)別DALI燈光控制設(shè)備的類(lèi)型 可實(shí)現(xiàn)應(yīng)急照明功能 可通過(guò)網(wǎng)關(guān)同樓宇控制系統(tǒng)BMS兼容 無(wú)需要通過(guò)外部繼電器來(lái)開(kāi)關(guān)燈具電源,通過(guò)調(diào)用鎮(zhèn)流器內(nèi)部的繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)燈具的電源開(kāi)關(guān)。3、DALI總線(xiàn)的敷設(shè)方式及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1DALI總線(xiàn)的敷設(shè)方式：DALI總線(xiàn)系統(tǒng)是采用用于主電源的商用安裝材料來(lái)進(jìn)行安裝的。主電源和總線(xiàn)線(xiàn)路是在同一條電纜中運(yùn)行的。系統(tǒng)圖：一、可采用單相布線(xiàn)例子：NYM 51.5 mm2單

11、相布線(xiàn)用的電纜：二、或采用三相布線(xiàn)例子：NYM 51.5 mm2連同可分離的總線(xiàn)線(xiàn)路的三相布線(xiàn)電纜：原則上,只要接口電纜上的電壓下降在可允許的范圍內(nèi),就可以使用帶絕緣裝置的任何供電電纜類(lèi)型。在200 mA水平上的電壓下降不得超過(guò)2 V。因此,請(qǐng)確認(rèn)最大電纜長(zhǎng)度為300 m?？稍试S的電纜截面可以用以下公式來(lái)計(jì)算：ALI0.018這里：A電纜的直徑mm2L電纜的長(zhǎng)度mI最大電源電流A2DALI總線(xiàn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：星形布線(xiàn)串形布線(xiàn)無(wú)論照明組屬于哪一部分,DALI器件電子鎮(zhèn)流器、MSensor、GC和SC都可以自由地連接在一起。它們可以串聯(lián)、星形連接或混合連接。但是,環(huán)形連接是不允許的。這可能會(huì)引起通訊系

12、統(tǒng)的癱瘓。系統(tǒng)的控制方式DALI智能照明系統(tǒng)可根據(jù)不同區(qū)域的功能、每天不同的時(shí)間、室外光亮度或該區(qū)域的用途來(lái)自動(dòng)控制照明。還有一非常強(qiáng)大的功能就是可以進(jìn)行預(yù)設(shè),及將照明亮度轉(zhuǎn)化為一系列設(shè)置的功能,這些設(shè)置也成為場(chǎng)景。5、DALI集成至BMS系統(tǒng)的方式1DALI作為獨(dú)立專(zhuān)業(yè)的照明子系統(tǒng)存在,通過(guò)OPC接口軟件實(shí)現(xiàn)照明控制服務(wù)器與BMS系統(tǒng)服務(wù)器之間的通信。該集成方式缺點(diǎn)是成本高通信緩慢,聯(lián)動(dòng)性不好。唯一的好處是兩個(gè)系統(tǒng)沒(méi)有硬件的交叉節(jié)點(diǎn),前期設(shè)計(jì)和施工不需要交叉配合,可實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)和施工單獨(dú)進(jìn)行,因此該種集成方式現(xiàn)在已不被設(shè)計(jì)師及業(yè)主采用。2DALI數(shù)字技術(shù)只作為燈具電器內(nèi)部的控制技術(shù),其他照明控制

13、元件如感應(yīng)器、遙控器、控制面板等由BMS系統(tǒng)提供,由DALI技術(shù)控制的燈具通過(guò)通信接口集成至BMS系統(tǒng)中。該集成方式的缺點(diǎn)是系統(tǒng)靈活性低、聯(lián)動(dòng)性差、交叉節(jié)點(diǎn)多,因此前期設(shè)計(jì)及施工需要不斷溝通。唯一好處是系統(tǒng)成本相對(duì)低,因此該集成方案設(shè)計(jì)師及業(yè)主也不太愿意應(yīng)用。 3DALI作為相對(duì)獨(dú)立的專(zhuān)業(yè)照明子系統(tǒng)存在,照明控制系統(tǒng)的主要控制元件和燈具都由DALI技術(shù)控制及通信。傳感器、控制器件、編程裝置和燈具可以通過(guò)硬件DALI通信網(wǎng)關(guān)的方式或同一軟件平臺(tái)進(jìn)行集成。因此在區(qū)域照明控制層面的信息可通過(guò)網(wǎng)關(guān)直接跟BMS系統(tǒng)的樓層DDC通信,不需要經(jīng)過(guò)主機(jī)交換,只要最重要的信息如：燈具故障或設(shè)備出錯(cuò)等才會(huì)直接上報(bào)

14、給主機(jī)進(jìn)行處理。因此該集成方式可實(shí)現(xiàn)樓層硬件直接通信和聯(lián)動(dòng),也可以在同一軟件平臺(tái)下實(shí)現(xiàn)雙向反饋及交換。由于不需要兩套軟件及主機(jī),和通訊網(wǎng)絡(luò),因此節(jié)省了可觀(guān)的系統(tǒng)成本,同時(shí)也加快了系統(tǒng)調(diào)試進(jìn)度。另外由于在樓層層面能通過(guò)樓層網(wǎng)關(guān)集成及聯(lián)動(dòng),因此大大的提高了系統(tǒng)的功能性,靈活性,聯(lián)動(dòng)性和穩(wěn)定性。因此該集成方案性?xún)r(jià)比高,穩(wěn)定可靠,設(shè)計(jì)及維護(hù)方便,方案先進(jìn),施工便捷,功能顯著等優(yōu)點(diǎn),成為設(shè)計(jì)師及業(yè)主的首先集成方案。5、DALI的節(jié)能方式： 調(diào)整燈光初始值節(jié)能達(dá)18%DALI技術(shù)為照明系統(tǒng)的運(yùn)行提供有效的節(jié)能手段。為了保證即使在燈處于壽命末期時(shí)也能達(dá)到指定的照度值,這些燈在最初的時(shí)候就在75%的調(diào)光值下工

15、作?？紤]到維護(hù)時(shí)調(diào)光值總是會(huì)增加,因此在辦公室中所有的燈都在相同等級(jí)下點(diǎn)燃。該智能照度調(diào)節(jié)裝置可以節(jié)省高達(dá)18%的能耗。在每個(gè)工作日臨近結(jié)束時(shí),可通過(guò)控制照明系統(tǒng)降低亮度來(lái)節(jié)省能源。 能耗監(jiān)控得到最佳節(jié)能方案DALI照明控制系統(tǒng)采用單燈能耗監(jiān)控,確保照明使用者能準(zhǔn)確無(wú)誤的掌握照明能耗數(shù)據(jù)及實(shí)際節(jié)能效果,為后續(xù)的照明維護(hù)及節(jié)能方式提供調(diào)整的依據(jù),并為調(diào)整照明節(jié)能控制方案提供第一手的資料。例如,照明能耗在哪里、哪月、哪天、哪個(gè)時(shí)段最大？我們是否可以采取更利于節(jié)能的控制手段如將控制裝置設(shè)定為較低的調(diào)光值,來(lái)更好得降低使用成本,并達(dá)到節(jié)能的目的。并且可通過(guò)通過(guò)日歷/時(shí)刻表功能,能源消耗數(shù)據(jù)也會(huì)以Exc

16、el文件的形式直接演示或輸出。 日照補(bǔ)償和來(lái)人感應(yīng)功能最高節(jié)能達(dá)55%在選擇合適的照度等級(jí)來(lái)保證走廊安全性的同時(shí),應(yīng)用來(lái)人感應(yīng)節(jié)能功能可節(jié)省高達(dá)40%的能耗；在辦公區(qū)域由于應(yīng)用了日照補(bǔ)償及來(lái)人感應(yīng)可節(jié)省高達(dá)55%的能耗；由于數(shù)字調(diào)光鎮(zhèn)流器本身的節(jié)能能耗等級(jí)是A1,及是節(jié)能系數(shù)最高的電器,它的成功應(yīng)用可節(jié)省3-5%的能耗。三、DALI系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)及應(yīng)用前景1、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單易行：傳統(tǒng)模擬控制在設(shè)計(jì)階段需要考慮通過(guò)不同分組來(lái)實(shí)現(xiàn)不同場(chǎng)景的控制,因此在設(shè)計(jì)中需要許多單獨(dú)的控制回路,布線(xiàn)復(fù)雜且布線(xiàn)成本較高。且在控制區(qū)域需要重新布局分隔時(shí),需要重新布線(xiàn)和設(shè)計(jì)。DALI數(shù)字控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便,設(shè)計(jì)中只要通過(guò)數(shù)字信號(hào)

17、接口相互連接,并聯(lián)到2芯控制線(xiàn)上。所有分組和場(chǎng)景均可在安裝調(diào)試時(shí)通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件編程,不僅節(jié)約了布線(xiàn)成本,對(duì)于設(shè)計(jì)修改、重新布局和分隔也只需更改軟件設(shè)置而不需重新布線(xiàn),非常簡(jiǎn)單易行。2、安裝簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)：安裝DALI接口有2條主電源線(xiàn),2條控制線(xiàn),對(duì)線(xiàn)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(xiàn)與控制線(xiàn)隔離開(kāi), 控制線(xiàn)無(wú)需屏蔽, 要注意的是當(dāng)控制線(xiàn)上電流在250mA,線(xiàn)長(zhǎng)300米時(shí)壓降不超過(guò)2V。控制線(xiàn)和電源線(xiàn)可并行,無(wú)需另外埋線(xiàn)。設(shè)計(jì)緊湊的控制組件無(wú)需專(zhuān)門(mén)的控制柜,因此安裝簡(jiǎn)便且經(jīng)濟(jì)。3、操作簡(jiǎn)單方便：DAL I 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(kāi)關(guān),故障檢測(cè)等功能,

18、用戶(hù)界面是十分友好的,用戶(hù)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,如送查詢(xún)命令就可回收各鎮(zhèn)流器的運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)。4、控制精確可靠：DALI為數(shù)字信號(hào),不同于模擬信號(hào),1010的信號(hào)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)擾動(dòng)控制,不會(huì)因長(zhǎng)距離壓降而使得控制信號(hào)失真,因此即使DALI數(shù)字信號(hào)控制線(xiàn)與強(qiáng)電線(xiàn)同走一條線(xiàn)管也不會(huì)受干擾。DALI信號(hào)是雙向傳輸,不但可前向傳輸控制命令,也會(huì)將鎮(zhèn)流器和燈管的狀態(tài)、故障信息、開(kāi)關(guān),實(shí)際亮度值的信息反饋回系統(tǒng)。5、通信結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠：DALI接口通信協(xié)議由19bit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。采用獨(dú)特的曼徹斯特編碼避免出現(xiàn)誤碼, 傳輸速率120