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浅谈现场总线的智能照明系统分析与应用研究

文章更新时间:2023-10-16 点击量:226

摘要:随着科学技术的发展,照明控制方法不断变化。近年来,大多数照明控制系统在现场总线的基础上实现了智能控制,总线的类型和技术也多种多样。本文简要分析了照明控制的主要实现方法,然后探讨了基于现场总线的智能照明控制系统的基本内容,提出了可用于钾照明控制系统的总线类型及其通信协议。


关键词:现场总线;智能照明控制系统;分析;应用;


引言

照明控制系统正朝着自动化和智能化的方向发展,其灵活性和精度越来越高,从DDC(直接数字控制)、DCS(配送控制系统)到FCS(现场总线控制系统),系统网络化程度不断提高,逐步实现控制系统与网络系统的统一自控,对基于现场总线的智能照明控制系统的研究具有重要的现实意义。


1照明控制的主要实现方式


1.1传统式

传统的照明控制大多是手动控制,电路系统中的通断控制主要通过手动开关完成,即灯具开关以手动形式实现,光度调节也应根据电路电压调节实现,调节元件为手动形式。与其他方法相比,传统方法具有直观、有效、简单的优点,但由于对手T操作的依赖性强,系统分散性强,管理效率低,自动化水平低,不能满足当前社会的高效需求。


1.2自动式

DDC技术是A动态照明控制的主要技术基础。控制中心发出开关信号,然后遥控灯具。电源电路内的接触器由自连接数字器控制。与传统照明控制相比,自动控制集中度强,管理效果强,自动化特性明显。其局限性在于照明设备与控制器之间的点对点连接,无法有效调光。


1.3智能式

智能照明控制系统的产生和应用得益于现代控制技术、网络通信技术和计算机技术。照明设备可根据用途、室内外亮度变化、时间变化等条件自动调节,系统内灯具可统一集中监控管理。在这个控制系统的支持下,人们的生活和工作环境的舒适度将大大提高;同时,智能控制系统镇将脱离楼层设备,并根据实际需要调整场景。


2基于现场总线的智能照明控制系统的基本内容

无论是传统还是自动照明控制系统,都采用点对点连接,每个控制点与控制线连接,导致电缆数量大,T困难,容易造成人力、物力、财力浪费,如果需要根据实际需要调整控制方法,整个线路需要整改。在基于现场总线的控制系统中,控制箱或照明开关作为网络节点存在于现场总线中,现场总线起着枢纽作用,无论是开关灯信号、控制信号还是电源信号,都应依靠现场总线实现通信。在控制系统中,网络主机等监控节点可以对系统中的设备进行必要的检测和控制。智能照明控制系统中的主要节点包括智能继电器、智能调光器、智能开关、智能主机、上PC机等,其他节点也可能包括图像采集设备、声音采集设备、照度传感器等。每个节点都具有CPU,以实现存储、通信、故障诊断等功能。


3可用于智能照明控制系统的总线类型和通信协议


3.1C—bus

C—bus属于两线封闭总线协议,包括奇胜公司推出的两条双绞线。一对线不仅要传输总线设备信息,还要实现供电(DCI5)V—DC36V),在C-bus总线中,总线设备可直接通信,无需中央控制器。其传输协议是CSMA/CD,基本单位为子网,拓扑结构有三种,一种是总线形,另一种是树形,第三种是星形。每个子网可容纳225个控制电路或100个单元,传输距离可达1000米,通信速率可达9.6kbps。湖北仙桃体育馆采用该协议进行照明设计,智能控制效果好。


3.2i—bus

i—bus是基于欧洲安装总线的标准EIB,属于两线网络。欧洲大多数家庭或建筑物都按照EIB标准设计了自动控制系统。ELBA组织主要负责EIB协议的管理,具有明显的非营利性和中立性。制造商只要向ELBA组织申请并同意遵守协议,就可以生产相关产品。


3.3Dynet

Dynet系统由Dlight软件控制,为四线系统达成协议,包括两对双绞线。一对双绞线负责为设备提供电源(DC12V),另一对负责设备信息的传输。为了做好全面的准备,一般建议在总线安装中使用五种线路,除四对双绞线外,多余的线路保留备用。Dynet的传输建议基于RS485四线系统。拓扑结构只有一条总线。主网与子网(64)的连接主要通过网桥实现,子网与设备单元相连,设备单元数量为64个。在该系统中,主网络的传输速率最多为57.6kbps,而子网则是96kbps。


3.4DALL

DALL是一个数字可寻址调光接口,该协议被纳入1EC60929标准(1994年)。此后,夹具制造商、灯具制造商、芯片制造商等国际相关制造商给予了大量的支持和认可。飞利浦于1999年完善了协议的部分内容,并在协议的基础上制造了智能灯具产品。基于DALL设计的控制系统具有简单、结构清晰的主要特点,可以在协议的基础上实现室内所需的高性能照明和智能照明。其功能包括状态显示、场景、调光、开关等,镇流器是系统中的控制对象。


3.5HBS

HBS也被称为家庭总线系统,日本企业shuai先提出协议,协议可以实现电话、照明设备、视频、音频设备之间的连接,使用同轴电缆或双绞线实现协议内容,实现家用电器自动化和综合HBS协议也综合考虑远程服务的内容,包括家庭远程教学、远程医疗和购物。该协议可通过专用总线控制简单的模拟量和电气开关量,具有风险低、抗干扰性强、成本低、反应快等优点。


3.6DMX512

DMX512...该协议是一项数字多重用协议,既不是国家标准,也不是行业标准。它是由USITT提出的,最初用于兼容剧院或舞台上的控制器和调光器。其优点是实用性强,操作简单,因此许多国际制造商都认可该协议。在设计或生产数字调光设备时,DMX512的应用在中国越来越受到重视。无论是剧院、舞台还是工作室使用的凋光器等设备,都可以在协议系统的支持下进行数字控制。该协议在主从控制系统中发挥着更加突出的作用,具有可靠性高、操作简单、信息通路畅等显著特点。


3.7X一10

X-110协议广泛应用于北美,依靠电力线载波技术控制,实用性高。其传输工作能否顺利进行,主要取决于120kHz脉冲信号。当电力信号从零点通过时,观察脉冲信号是否产生,然后确定信号可以传输。在传输过程中,1110是信号帧头显示的真实值形式的识别符,其他信号在交流点传输,零相位以补码或真实值的形式存在。该协议的优点是使用方便,适用于重建项目。


4安科瑞智能照明控制系统


4.1概述

ALIBUS智能照明产品采用RS485总线技术,技术成熟可靠,安全稳定。开关驱动器具有独立工作的能力,适用于一些中小型项目;模块化设计可以随意拼接扩展,预留I/O端口和Modbus接口,也可以满足与Acrelems企业微电网管理云平台的数据交换。


4.2应用场所

适用于各类智能社区、医院、学校、酒店、体育场所、机场、隧道、车站等大型公共建设项目的照明控制需求。


4.3系统结构


4.5设备选型




5结语

智能照明控制系统是技术发展的产物。与传统的照明控制设计相比,基于现场总线的照明控制系统具有强大的优势,使用方便,适应性强,系统中的灯具可以统一、集中地监控和管理。目前,市场上有许多相关的协议,如C—bus、i—bus、Dynet、DALL、HBS、DMX512、X110等,虽然种类繁多,优势明显,但各协议适用的环境和条件存在一定差异。为了扩大系统的应用范围,应制定统一的行业标准和相关规范。





参考文献

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