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DALI-新的灯光控制接口技术
来源: | 作者:aidimmingcom | 发布时间: 2018-01-09 | 1363 次浏览 | 分享到:

      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,现今国内外很少有见用。

    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)。


    这些接口有的已被制定为国际工业标准IEC929,有的已被同行承认。

    1984年Philips首先推出第一个商业系列的电子镇流器,1994年为1-10V模拟量接口控制镇流器制订工业标准IEC929,不久,Tridonic公司推出用曼彻斯特码(Manchester Code)的数字式控制接口(DSI)镇流器,使荧光灯的控制更容易与数字式的调光控制器连接,从而扩大应用范围,Dynalite相应为1-10V和DSI高频可调光电子镇流器的开发了各种规格的荧光灯调光控制器,目前许多应用项目包括国内一些项目都采用这二种控制接口。

    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。

    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。

    DALI数字式可寻址灯光接口(Digital Addressahle Lighting Interface)镇流器,是当前最新型的可调光荧光灯镇流器,1999年Philips,ORSAM,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。


    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,功能良优的灯光控制系统,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镇流器的编址是在系统调试时完成的,产生地址采用随机数方法,每次调试后控制线上任何一个镇流器的地址都是不确定的,因此当系统中某个镇流器发生故障需要更换时,不是简单换一个新的,而是要使新替换上去的镇流器的地址必须与换下来的地址相同,目前还必须借助专用调试设备重新对镇流器地址进行编址,否则会产生地址冲突。

    三种不同接口电子镇流性的性能比较

    性能

类型

控制电缆

控制信号

控制信号极性要求

荧光灯启动后亮度处于0%

可分别寻址

调光特性

调光范围

220V主电源电压控制

DALI

2线

数字曼彻斯特编码

指数

1-100%

镇流器内可开关切换控制

DSI

2线

数字曼彻斯特编码

指数

1-100%

3-100%

镇流器内可开关切换控制

1-10V

2线

1-10V模拟量

线性

1-100%

3-100%

5-100%

10-100%

20-100%

由调光控制器控制


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,它的连接拓朴图如图一所示。

    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,Dynalite最近开发生产的DBC-120 DALI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高一级的协议,如DyNet2网协议,最大可连接4194240个设备,DBC-120 DALI控制器有两种寻址方式即6位短地址寻址和24位长地址寻址。

    6位短地址寻址适用于一般小系统,网络上最多连64个设备,每个设备有一个独自的地址,由于这个6位地址是随机数产生的,有可能一个系统中两个设备,有相同的地址,造成控制冲突,而24位长地址产生相同长地址的概率就十分低。

    另外在多镇流器的短地址系统里,由于网络速度较慢,例如当这些镇流器都要从关闭到开启时,从第一个镇流器点燃荧光灯起到最后一个镇流器点燃荧光灯之间会有一段可被人们能够明显感觉得到的延迟效应,称谓“Mexican Wave”(墨西哥波边缘效应),如果镇流器少就没有这个现象,采用长地址寻址就可以防止这种边缘效应,但长地址要求每个镇流器具有一个组号和场景信息,在调试时要预置一个固定的fade(渐变)速率参数。

    DALI不同寻址模式控制性能比较


性能

模式

每个网络最大连接节点数目

DALI网络电源

节省电能用的主电源继电器开关

每个网络的组数

每个网络的场景数

场景的可变fade速率

原始DALI模式

64

要求

要求

16

16

DBC-120DALI组和场景映象长地址模式

*4194240

内置

内置

16

16

DBC-120DALI短地址模式

*4194240

内置

内置

64

170


    DyNet2网上可配置4194240个节点。

    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、无线电接受器、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间房间的办公大楼,从单个商店扩大到大的宾馆。