System sterowania oświetleniem DALI

Systemy sterowania oświetleniem

Powołanie zintegrowanych systemów sterowania oświetleniem to przede wszystkim wzrost efektywności energetycznej, wzrost komfortu mieszkania oraz poprawa parametrów użytkowych budynków przemysłowych. Badania nad prostymi systemami sterowania oświetleniem opartymi na czujnikach analogowych wykazały, że takie systemy mogą skutecznie ograniczać zużycie energii. Rozszerzony technologie sterowania oświetleniem zapewniają jeszcze większe oszczędności, posiadają dodatkowe możliwości i posiadają szereg zalet w porównaniu z prostymi metodami sterowania.

Rynek systemów sterowania oświetleniem reprezentowany jest głównie przez producentów komponentów (urządzeń sterujących, przełączników, stateczników), a nie rozwiązań technicznych. Często komponenty te nie zapewniają wymaganej funkcjonalności jako część systemów. Dotyczy to przede wszystkim sterowanie oświetleniem... Powinno to również obejmować złożoność okablowania, trudność w instalacji urządzeń do sterowania światłem dziennym.Okoliczności te prowadzą do wadliwego działania systemów oświetleniowych, skarg konsumentów. To typowe wady analogowych systemów sterowania oświetleniem.

W ciągu ostatnich 15 lat wszystkie systemy sterowania oświetleniem były analogowe... Urządzenie mniej lub bardziej złożonych systemów niewiele różniło się od siebie i zostało zbudowane według klasycznego schematu automatyki. Podstawą systemu jest z reguły sterownik, do którego z jednej strony podłączone są różne czujniki, a z drugiej aktuatory. Połączenie między czujnikami a sterownikiem jest w większości analogowe, takie samo połączenie występuje między mechanizmami wykonawczymi a sterownikiem.

Głównym celem takich urządzeń jest efektywne zarządzanie energią. Uruchomienie i konfiguracja takich systemów jest dość skomplikowana, a jeszcze trudniejsza, jeśli system obejmuje kilka takich analogowych sterowników oświetlenia.

Przejście na systemy cyfrowe

Aby przezwyciężyć te niedociągnięcia i trudności, firmy produkujące systemy oświetleniowe zaczęły opanować produkcję cyfrowych systemów sterowania oświetleniem... Główną przewagą systemów cyfrowych nad analogowymi jest komunikacja, komunikacja między poszczególnymi urządzeniami zintegrowanymi w systemie.

Systemy cyfrowe nie wymagają osobnych przewodów do komunikacji; większość urządzeń cyfrowych może wykorzystywać kable zasilające do przesyłania informacji. Jednym z najnowszych osiągnięć w dziedzinie zarządzania oświetleniem jest DALI (Digitally Addressable Lighting Interface)... To właśnie ten interfejs pozwala, integrując mikrokontrolery w statecznikach oświetleniowych, zrobić pierwszy śmiały krok w świat cyfrowy.

Inteligentny interfejs DALI

Interfejs DALI został opracowany w 1999 roku. Zastąpił system sterowania DSI (Digital Serial Interface). Ponieważ DALI jest przeznaczone do sterowania oświetleniem, w rozwoju systemu brali udział czołowi producenci stateczników elektronicznych, głównie Osram, Philips, Tridonic, Trilux, Helvar.

Sterowanie oświetleniem można uznać za swego rodzaju sztukę, która może być wymagana przy oświetlaniu sceny teatralnej, obiektów przemysłowych, ulic czy wreszcie obszarów mieszkalnych.W ostatnim czasie „inteligentny dom” staje się coraz bardziej popularny i rozpowszechniony. Dlatego system sterowania oświetleniem jest jednym z jego elementów składowych i zapewniając komfort mieszkania nie jest ostatnim miejscem. System DALI jako taki element jest niemal idealny.

Dobór parametrów dla każdego układu sterowania jest podyktowany zadaniem, które ma być wykonane przy jego pomocy. Ważne jest, aby nowy system można było łatwo zintegrować z istniejącym, połączyć z nim, współpracować, a nie zamiast niego. Pod względem integracji z innymi systemami sterowania system DALI jest dość prosty i ekonomiczny.

System sterowania oświetleniem oparty na DALI można łatwo zintegrować z różnymi systemami automatyki budynkowej, takimi jak LON, BACNet, KNX / EIB. Dla takiego połączenia wiele firm produkuje bramki KNX-DALI i LON-DALI. Takie połączenie pozwala skrócić czas instalacji systemu, uczynić go tańszym, a także bardziej elastycznym w zarządzaniu.

Standard protokołu oraz sprzęt DALI przeznaczone są wyłącznie do sterowania oświetleniem, co wskazuje na wąską specjalizację tego systemu. W związku z tym cały system okazał się wysoce wydajny i niedrogi. Sposób podłączenia urządzeń wykorzystujących protokół DALI przedstawiono na rysunku 1.

Rysunek 1. Schemat blokowy systemu DALI.

Transmisja danych i programowanie systemu

System DALI jest obecnie znormalizowany zgodnie z normą IEC 60929. Jak pokazano na rysunku 1, komunikacja między kontrolerem DALI a poszczególnymi urządzeniami odbywa się za pomocą linii dwuprzewodowej. Linia DALI to dwukierunkowy interfejs, który umożliwia przesyłanie informacji zarówno z kontrolera do urządzeń peryferyjnych, jak i odwrotnie.

Do transmisji danych wykorzystywane jest bardzo niskie napięcie stałe 22,5 V. W tym przypadku polaryzacja podłączenia linii do różnych urządzeń nie ma znaczenia, a sama linia jest chroniona przed napięciem sieci oświetleniowej. Odporność linii na zakłócenia jest taka, że ​​można ją umieścić w kablu zasilającym, a nawet po prostu wykorzystać wolne żyły tego kabla.

Magistrala sieciowa DALI nie posiada centralnego procesora tj. zdecentralizowany. Taka organizacja umożliwia podłączenie do tej sieci dowolnego urządzenia przeznaczonego do pracy z magistralą DALI. Takie urządzenia z reguły mają wbudowaną pamięć nieulotną, która umożliwia przechowywanie różnych informacji. Przede wszystkim jest to adres urządzenia, informacje o urządzeniu i stanie podłączonych do niego lampek, a także całe zestawy komend, zwanych też skryptami.

Programowanie systemu jest na ogół dość łatwe. Każda wiadomość, którą urządzenie otrzymuje od kontrolera DALI składa się z dwóch części - adresu i polecenia. Zasadniczo polecenie może wyglądać tak: {Device_0022, 25%}. Oznacza to, że urządzenie o adresie 0022 powinno włączyć światła z mocą 25%.

Należy zaznaczyć, że ściemnianie (sterowanie mocą) w systemie DALI jest możliwe tylko przy zastosowaniu żarówek. Możliwe jest również łączenie urządzeń w grupy, wówczas komenda może wyglądać następująco: {Grupa_0210, Skrypt_7}. To polecenie nakazuje urządzeniom w grupie Group_0210 uruchomienie skryptu Script_7.

Skrypt zawiera pewną sekwencję poleceń, np. WYŁ, 10%, 50%, 100%, 50%, 10%. Zgodnie z tym zestawem poleceń należy wyłączyć określoną grupę, a następnie zmienić moc zgodnie z określonym procentem. Polecenia przesyłane łączem komunikacyjnym mogą być indywidualne dla każdego urządzenia, dla grupy urządzeń lub dla wszystkich urządzeń jednocześnie (broadcast).

Protokół DALI został zaprojektowany w taki sposób, aby umożliwiał bezpośrednie adresowanie 64 urządzeń podłączonych do jednej linii sterującej. Jeżeli zachodzi potrzeba większej ilości sterowanych urządzeń wówczas stosuje się routery (routery) DALI, które pozwalają na zwiększenie przepustowości sieci DALI do 200 urządzeń. Jeśli ta liczba nie wystarczy, do łączenia routerów DALI wykorzystywane są bramki DALI. W takim przypadku liczba adresów wzrasta do maksymalnie 12800.

Do projektowania sieci DALI wykorzystywane jest specjalne oprogramowanie.Jeśli przyjąć, że dana sieć zawiera nie więcej niż 200 adresów, co odpowiada sieci peer-to-peer w ramach jednego routera DALI, to pakiet oprogramowania Helvar Toolbox jest do tego w zupełności wystarczający celuje. Do tworzenia większych sieci z wykorzystaniem bramek DALI potrzebny będzie pakiet Helvar Designer.

działania DALI

Przede wszystkim jest to proste włączanie i wyłączanie zarówno pojedynczych opraw, jak i całych grup. Ponadto żarówki można ściemniać.Podczas ściemniania kilku grup opraw oświetleniowych zapewniona jest ich synchronizacja.

Urządzenie sterujące DALI może odtwarzać do 16 scenariuszy świetlnych oraz odbierać i przechowywać informacje o różnych parametrach systemu: stan opraw, czy oprawa jest włączona czy wyłączona, określony poziom oświetlenia.

Stateczniki elektroniczne DALI automatycznie wyszukują urządzenie sterujące, a różne ustawienia są zapisywane w statecznikach. Przede wszystkim są to adresowanie urządzeń, scenariusze oświetlenia, rozmieszczenie grup, prędkości ściemniania, wartości mocy oświetlenia awaryjnego.

System DALI przewiduje zastosowanie czujników ruchu, obecności i światła, co nieco rozszerza funkcjonalność urządzenia jako całości. Dzięki temu możliwe jest programowanie jasnych scen ze światłem dziennym. Czujki ruchu można zaprogramować na czas reakcji do 30 minut.

Programowanie i sterowanie urządzeniem jest dość proste i odbywa się za pomocą przycisków ze stykiem zwiernym. Widok zewnętrzny panelu sterującego kontrolera DALI przedstawiono na rysunku 2.

Rysunek 2. Panel kontrolny kontrolera DALI.

W przypadku zaniku zasilania kontroler DALI zapamiętuje aktualny stan i po przywróceniu zasilania automatycznie przywraca ostatni stan pracy. Dlatego system nie działa poprawnie.