照明控制系統(tǒng)越來越向著自動化與智能化的方向發(fā)展,其靈活性與精度越來越高,從DDC(直接數(shù)字控制)、DCS(集散控制系統(tǒng))到FCS(現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)),系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化程度不斷增強(qiáng),逐步實(shí)現(xiàn)了控制系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的統(tǒng)一自控,對基于現(xiàn)場總線的智能照明控制系統(tǒng)的研究有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。
1照明控制的主要實(shí)現(xiàn)方式
1.1傳統(tǒng)式
傳統(tǒng)式的照明控制大多為手動控制,回路系統(tǒng)中的通斷控制主要通過手動開關(guān)完成,也就是說燈具的開關(guān)以手動形式實(shí)現(xiàn),光度的調(diào)節(jié)也要根據(jù)對回路電壓的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn),其調(diào)節(jié)元件為手動形式。與其它方式相比,傳統(tǒng)方式具有直觀、有效、簡單等優(yōu)勢,但是由于對手T操作的依賴性過強(qiáng),系統(tǒng)呈現(xiàn)出較強(qiáng)的分散性,管理的效率較低,自動化水平不高,無法適應(yīng)當(dāng)前社會的高效率需求。
1.2自動式
DDC技術(shù)是A動照明控制的主要技術(shù)依托,控制中心將開或關(guān)的信號發(fā)出,然后對燈具實(shí)施遙控,供電回路內(nèi)部的接觸器均由自接數(shù)字器實(shí)現(xiàn)控制。與傳統(tǒng)的照明控制相比,自動式具有控制集中性強(qiáng)、管理效果強(qiáng)等優(yōu)勢,自動化特征明顯。其局限在于照明設(shè)備與控制器之間以點(diǎn)對點(diǎn)的形式連接,無法有效調(diào)光。
1.3智能式
智能照明控制系統(tǒng)的產(chǎn)生與應(yīng)用得益于現(xiàn)代控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù),照明設(shè)備可以根據(jù)用途、室內(nèi)外亮度的變化、時(shí)間的變化等條件而自動進(jìn)行調(diào)控,同時(shí)系統(tǒng)內(nèi)的燈具能夠受到統(tǒng)一且集中的監(jiān)控與管理。在這種控制系統(tǒng)的支持F,人們生活與工作環(huán)境的舒適度將很大地的增加;同時(shí)智能控制系統(tǒng)町以脫離樓字設(shè)備運(yùn)行,并根據(jù)現(xiàn)實(shí)需求調(diào)整場景。
2基于現(xiàn)場總線的智能照明控制系統(tǒng)的基本內(nèi)容
無論是傳統(tǒng)式還是自動式的照明控制系統(tǒng),均采取點(diǎn)對點(diǎn)的方式進(jìn)行連接,每個(gè)控制點(diǎn)都與一根控制線相連,這種情況導(dǎo)致線路中的電纜數(shù)量很多,施T難度很大,容易造成人力、物力、財(cái)力上的浪費(fèi),如果需要根據(jù)現(xiàn)實(shí)需求調(diào)整控制方法,整個(gè)線路都需要進(jìn)行整改。而在以現(xiàn)場總線為基礎(chǔ)的控制系統(tǒng)中,控制箱或照明開關(guān)作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)存在于現(xiàn)場總線當(dāng)中,現(xiàn)場總線發(fā)揮著樞紐的作用,無論是開關(guān)燈信號、控制信號還是電量信號,都要依托現(xiàn)場總線實(shí)現(xiàn)通信。在控制系統(tǒng)中,網(wǎng)絡(luò)主機(jī)等監(jiān)控節(jié)點(diǎn)能夠?qū)ο到y(tǒng)中的設(shè)備予以必要的檢測與控制。智能照明控制系統(tǒng)中的主要節(jié)點(diǎn)包括智能繼電器、智能調(diào)光器、智能開關(guān)、智能主機(jī)、上位Pc機(jī)等,其它的節(jié)點(diǎn)可能還包括圖像采集設(shè)備、聲音采集設(shè)備、照度傳感器等。各個(gè)節(jié)點(diǎn)都具備CPU,以實(shí)現(xiàn)對存儲、通訊、故障診斷等功能。
3可用于智能照明控制系統(tǒng)的總線類型及通信協(xié)議
3.1C—bus
C—bus屬于兩線制的封閉總線協(xié)議,包括兩個(gè)雙絞線,由奇勝公司推出,一對線上既要實(shí)現(xiàn)對總線設(shè)備信息的傳輸,義要實(shí)現(xiàn)供電(DCI5V—Dc36V),在C—bus總線中,總線設(shè)備可以不借助中央控制器而直接進(jìn)行通訊。其傳輸協(xié)議是CSMA/CD,基本單位為子網(wǎng),拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有三種,一是總線形、二是樹形、三是星形。每個(gè)子網(wǎng)內(nèi)部可以容納控制回路225個(gè)或單元100個(gè),其傳輸距離可以達(dá)到1000米,而通信速率則可以達(dá)到9.6kbps。湖北仙桃體育館就應(yīng)用的該協(xié)議進(jìn)行照明設(shè)計(jì),智能控制效果良好。
3.2i—bus
i—bus以歐洲安裝總線的標(biāo)準(zhǔn)EIB為基礎(chǔ),屬于兩線網(wǎng)絡(luò)。歐洲大部分家庭或者樓宇均按照EIB標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)自動化控制系統(tǒng)。ElBA組織主要負(fù)責(zé)管理EIB協(xié)議,該組織具有明顯的非盈利性與中立性,制造廠商只要向ElBA組織申請并同意遵守該協(xié)議就可以生產(chǎn)出相關(guān)產(chǎn)品。
3.3Dynet
Dynet系統(tǒng)通過Dlight軟件進(jìn)行控制,為四線制協(xié)議,包含雙絞線兩對,其巾一對雙絞線負(fù)責(zé)為設(shè)備提供電源(DC12V),另一對則負(fù)責(zé)對設(shè)備信息的傳輸。為了做好全面的準(zhǔn)備,在進(jìn)行總線安裝時(shí)一般建議應(yīng)用5類線,除4對雙絞線外,多余的線留存?zhèn)溆?/span>。Dynet這種傳輸議以RS485四線制為基礎(chǔ),拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)僅有總線形一種,主網(wǎng)與子網(wǎng)(64個(gè))之間的連接主要通過網(wǎng)橋來實(shí)現(xiàn),而子網(wǎng)又與設(shè)備單元進(jìn)行連接,設(shè)備單元的數(shù)量也是64個(gè)。在該系統(tǒng)中,主網(wǎng)的傳輸速率至多為57.6kbps,而子網(wǎng)則為96kbps。
3.4DALL
DALL為數(shù)字化可尋址調(diào)光接口,該協(xié)議被納入到1EC60929標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中(1994年),自此以后,國際上的相關(guān)制造商,如夾具商、燈具商、芯片商等都對其予以了很大的支持與認(rèn)可。飛利浦公司于1999年完善了該協(xié)議的部分內(nèi)容,同時(shí)也在該協(xié)議的基礎(chǔ)上制造出了智能燈具產(chǎn)品。在DALL基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出的控制系統(tǒng)具有簡潔、結(jié)構(gòu)清晰的主要特征,室內(nèi)所需的高性能照明與智能照明都能夠在該協(xié)議的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)。其功能包括狀態(tài)顯示、場景、調(diào)光、開關(guān)等,鎮(zhèn)流器為系統(tǒng)中的受控對象。
3.5HBS
HBS也叫做家庭總線系統(tǒng),日本企業(yè)提出這一協(xié)議,該協(xié)議能夠?qū)崿F(xiàn)電話、照明設(shè)備、視頻、音頻等裝置之間的相互連接,利用同軸電纜或雙絞線實(shí)現(xiàn)這一協(xié)議的內(nèi)容,實(shí)現(xiàn)家用電器的自動化與綜合化HBS協(xié)議也對遠(yuǎn)程服務(wù)的內(nèi)容進(jìn)行了綜合考慮,包括家庭內(nèi)部的遠(yuǎn)程教學(xué)、遠(yuǎn)程醫(yī)療以及購物等。該協(xié)議可以通過專用總線實(shí)現(xiàn)塒簡單模擬量與電器開關(guān)量的控制,其優(yōu)勢在于風(fēng)險(xiǎn)低、抗干擾性強(qiáng)、成本低、反應(yīng)快等。
3.6DMX512
DMX512這…協(xié)議為數(shù)字多路復(fù)用協(xié)議,既不是國家標(biāo)準(zhǔn)也不是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),它由USITT提出,該協(xié)議*初用于對劇場或舞臺的控制器與調(diào)光器進(jìn)行兼容處理。優(yōu)勢在于實(shí)用性強(qiáng)、操作簡單,因此國際上的很多廠商都認(rèn)可這一協(xié)議。在設(shè)計(jì)或生產(chǎn)數(shù)字調(diào)光設(shè)備時(shí),國內(nèi)也越來越關(guān)注DMX512這一協(xié)議的應(yīng)用。無論是劇場、舞臺,還是演播室使用的凋光器等設(shè)備,都可以在該協(xié)議系統(tǒng)的支持下開展數(shù)字化控制,在主從式控制系統(tǒng)中該協(xié)議的作用更為突出,該協(xié)議具有可靠性高、操作簡單、信息通路通暢等顯著特點(diǎn)。
3.7X一10
X一10協(xié)議廣泛應(yīng)用與北美地區(qū),它依托電力線載波技術(shù)進(jìn)行控制,具有較高的實(shí)用性。其傳輸工作是否可以順利展開主要依賴于120kHz脈沖信號,當(dāng)電力信號從零點(diǎn)處通過時(shí)觀察脈沖信號是否產(chǎn)生,然后確定信號能夠進(jìn)行傳輸。在傳輸?shù)倪^程中,1110為信號幀頭所顯示的以真值形式存在的標(biāo)識符,而其它的信號于交流點(diǎn)中進(jìn)行傳送,在零相位以補(bǔ)碼或真值的形式存在。該協(xié)議的優(yōu)勢在于使用便捷、可適用于改建項(xiàng)目。
4安科瑞智能照明控制系統(tǒng)
4.1概述
ALIBUS智能照明產(chǎn)品采用RS485總線技術(shù),技術(shù)成熟可靠,安全穩(wěn)定。開關(guān)驅(qū)動器具備獨(dú)立工作的能力,適用于一些中小型的項(xiàng)目;模塊化設(shè)計(jì),可以任意拼接擴(kuò)展,同時(shí)預(yù)留I/O口以及Modbus接口,還可以滿足與AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)管理云平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
4.2應(yīng)用場所
適合于各類智能小區(qū)、醫(yī)院、學(xué)校、酒店,以及體育場所、機(jī)場、隧道、車站等大型公建項(xiàng)目的照明控制需求。
4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
4.4系統(tǒng)功能
1)實(shí)時(shí)檢測并顯示各個(gè)模塊的在線狀態(tài),反饋現(xiàn)場受控回路的開關(guān)狀態(tài),監(jiān)控界面按照樓層各分區(qū)的布局和回路列表來瀏覽。
2)當(dāng)發(fā)生模塊離線、網(wǎng)關(guān)設(shè)備掉線或者狀態(tài)反饋和下發(fā)控制命令不一致時(shí)會發(fā)生故障報(bào)警,并將故障報(bào)警信息記錄并顯示在界面中。
3)可以對單個(gè)照明回路實(shí)現(xiàn)開關(guān)控制;每個(gè)模塊、樓層都有相應(yīng)的模塊控制開關(guān)和樓層控制開關(guān),也可以一個(gè)模塊或者整個(gè)樓層實(shí)現(xiàn)開關(guān)控制。
4)開關(guān)驅(qū)動器支持過零觸發(fā)功能,負(fù)載(燈具)的分合操作僅在交流電過零時(shí)進(jìn)行;可有效減少電磁干擾以及對電網(wǎng)的沖擊,延長燈具與控制裝置的壽命。
5)對每個(gè)照明回路可以預(yù)設(shè)掉電狀態(tài),當(dāng)照明電源掉電時(shí),開關(guān)驅(qū)動器會自動切換到預(yù)設(shè)的掉電狀態(tài);確保重新上電時(shí)燈具的開關(guān)狀態(tài)是確定與可控的。
6)拖動調(diào)光控件,照明設(shè)備從0%到100%進(jìn)行調(diào)光,可以對單個(gè)照明回路實(shí)現(xiàn)調(diào)光控制,調(diào)光總控可以對一個(gè)模塊的照明回路實(shí)現(xiàn)調(diào)光控制,也可以對多個(gè)照明回路實(shí)現(xiàn)調(diào)光控制,通過圖標(biāo)的亮滅狀態(tài)反饋現(xiàn)場開關(guān)的狀態(tài)。
7)點(diǎn)擊場景控件,打開或者關(guān)閉對應(yīng)場景設(shè)置,軟件界面上顯示不同的場景模式和場景功能,通過圖標(biāo)的亮滅顯示對應(yīng)的場景狀態(tài)是打開還是關(guān)閉。
8)設(shè)置定時(shí)時(shí)間,確認(rèn)時(shí)間點(diǎn)后,對該事件點(diǎn)執(zhí)行的動作進(jìn)行設(shè)置,設(shè)置燈在設(shè)定的時(shí)間點(diǎn)亮或者滅。
9)系統(tǒng)可以通過預(yù)設(shè)的當(dāng)?shù)亟?jīng)緯度信息,自動計(jì)算每天的日升日落時(shí)間;根據(jù)天文時(shí)鐘控制照明開關(guān),實(shí)現(xiàn)日落開燈、日出關(guān)燈的功能。
10)所有定時(shí)控制計(jì)劃均可下發(fā)保存至驅(qū)動模塊;當(dāng)上位機(jī)系統(tǒng)故障或模塊離線時(shí),驅(qū)動模塊可以利用自帶的RTC時(shí)鐘維持定時(shí)控制計(jì)劃的正常執(zhí)行,不影響日常的照明控制效果。
11)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是分布式總線結(jié)構(gòu);系統(tǒng)內(nèi)各元件不依賴于其他元件而能夠獨(dú)立工作;系統(tǒng)內(nèi)各元件可以通過程序的設(shè)定實(shí)現(xiàn)功能的多樣性。
12)預(yù)留BA或第三方集成平臺接口,采用modbus、opc等方式。
4.5設(shè)備選型
名稱 | 型號 | 功能 | 備注 | ||
安科瑞智能照明控制系統(tǒng) | ALIBUS | 可通過控制面板、人體感應(yīng)、照度感應(yīng)、微波感應(yīng)、上位機(jī)系統(tǒng)、觸摸屏、手機(jī)、平板端等多種控制終端實(shí)現(xiàn)靈活多樣的智能化控制 |
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名稱 | 型號 | 上行 | 下行 | 外形尺寸 | 備注 |
智能通信管理機(jī) | Anet-1E1S1 | 1路以太網(wǎng) | 1路RS485 | 140*90*50 |
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智能通信管理機(jī) | Anet-1E2S1 | 1路以太網(wǎng) | 1路RS485 | 140*90*50 |
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智能通信管理機(jī) | Anet-2E4S1 | 2路以太網(wǎng) | 4路RS485 | 168*113*54 |
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智能通信管理機(jī) | Anet-2E8S1 | 2路以太網(wǎng) | 8路RS485 | 168*113*54 |
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名稱 | 型號 | 負(fù)載電流 | 安裝方式 | 外形尺寸 | 備注 |
4路開關(guān)驅(qū)動器 | ASL220Z-S4/16 | 16A | 導(dǎo)軌式 | 144*90*70 | 1.控制火線 2.每回路額定電流16A 3.磁保持繼電器 4.延時(shí)控制 5.電流檢測 6.定時(shí)控制 |
8路開關(guān)驅(qū)動器 | AS220Z-S8/16 | 16A | 導(dǎo)軌式 | 216*90*70 | 1.控制火線 2.每回路額定電流16A 3.磁保持繼電器 4.延時(shí)控制 5.電流檢測 6.定時(shí)控制 |
12路開關(guān)驅(qū)動器 | ASL220Z-S12/16 | 16A | 導(dǎo)軌式 | 288*90*70 | 1.控制火線 2.每回路額定電流16A 3.磁保持繼電器 4.延時(shí)控制 5.電流檢測 6.定時(shí)控制 |
16路開關(guān)驅(qū)動器 | ASL220Z-S16/16 | 16A | 導(dǎo)軌式 | 360*90*70 | 1.控制火線 2.每回路額定電流16A 3.磁保持繼電器 4.延時(shí)控制 5.電流檢測 6.定時(shí)控制 |
8路調(diào)光驅(qū)動器 | ASL220Z-SD8/16 | 16A | 導(dǎo)軌式 | 360*90*70 | 1.控制火線 2.每回路額定電流16A 3.磁保持繼電器 4.延時(shí)控制 5.0-10V調(diào)光 |
名稱 | 型號 | 性能 | 安裝方式 | 外形尺寸 | 備注 |
紅外感應(yīng)傳感器 | ASL220-PM/T | 3-5m 120° | 嵌入式吸頂 | φ80 | 開孔55mm |
微波感應(yīng)傳感器 | ASL220-RM/T | 5-7m 120° | 嵌入式吸頂 | φ80 | 開孔55mm |
微動感應(yīng)傳感器 | ASL220-PR/T | 5-7m 120° | 嵌入式吸頂 | φ80 | 開孔55mm |
IP網(wǎng)關(guān) | ASL200-485-IP | ALIBUSnet/IP | 導(dǎo)軌式 | 14*28*39 | 系統(tǒng)組網(wǎng)元件 監(jiān)控軟件接口設(shè)備 |
1聯(lián)2鍵智能面板 | ASL220-F1/2 | 2組控制指令 | 86盒 | 86*24*86 | 開關(guān) 調(diào)光 場景 |
2聯(lián)4鍵智能面板 | ASL220-F2/4 | 4組控制指令 | 86盒 | 86*24*86 | |
3聯(lián)6鍵智能面板 | ASL220-F3/6 | 6組控制指令 | 86盒 | 86*24*86 | |
4聯(lián)8鍵智能面板 | ASL220-F4/8 | 8組控制指令 | 86盒 | 86*24*86 |
5結(jié)語
智能照明控制系統(tǒng)是科技發(fā)展的產(chǎn)物,與傳統(tǒng)的照明控制設(shè)計(jì)相比,依現(xiàn)場總線為基礎(chǔ)的照明控制系統(tǒng)具有較強(qiáng)的優(yōu)勢,使用便捷、適應(yīng)性強(qiáng),系統(tǒng)內(nèi)的燈具能夠受到統(tǒng)一且集中的監(jiān)控與管理。當(dāng)前市場上的相關(guān)協(xié)議種類很多,如C—bus、i—bus、Dynet、DALL、HBS、DMX512、X一10等,雖然種類繁多、優(yōu)勢顯著,但是各協(xié)議適用的環(huán)境與條件存在一定的差異,為了擴(kuò)大系統(tǒng)的應(yīng)用范圍,應(yīng)當(dāng)制定統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與相關(guān)規(guī)范。
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