- 電子鎮(zhèn)流器的常用調(diào)光控制方法
- 數(shù)字式可尋址照明調(diào)光接口標(biāo)準(zhǔn)
- DALI可調(diào)光照明控制軟件
- 通過照明節(jié)能，可節(jié)能達(dá)30%；
- 可方便的實(shí)現(xiàn)照明控制；
- 通過燈工作狀態(tài)和電子鎮(zhèn)流器的中央監(jiān)控可降低系統(tǒng)的維護(hù)費(fèi)用
- 系統(tǒng)安裝簡單，使用元器件較模擬控制系統(tǒng)少，系統(tǒng)成本低
1電子鎮(zhèn)流器的常用調(diào)光控制方法
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷滲透到各種電子產(chǎn)品中，使其性能指標(biāo)得到了很大的提高。由于電子鎮(zhèn)流器具有節(jié)能，易于實(shí)現(xiàn)調(diào)光控制的優(yōu)點(diǎn)，在全世界得到了廣泛的應(yīng)用。而照明計(jì)算機(jī)調(diào)光控制目前常用的控制方法有：DALI、DMX512、TCP/IP、各種不同的現(xiàn)場總線（如CAN、C-BUS、CC-LINK、歐洲安裝總線EIB等）。
利用TCP/IP控制協(xié)議組成的計(jì)算機(jī)調(diào)光控制系統(tǒng)具有技術(shù)成熟、使用方便、控制范圍寬和易于推廣的優(yōu)點(diǎn)，它在大型調(diào)光控制系統(tǒng)中應(yīng)用具有較大的優(yōu)勢，但是成本較高，較為復(fù)雜。而DMX512控制協(xié)議在影視行業(yè)中應(yīng)用較多，相對TCP/IP控制協(xié)議的控制能力和控制范圍要弱些。而DALI電子鎮(zhèn)流器調(diào)光控制協(xié)議是IEC929附錄E中針對熒光燈電子鎮(zhèn)流器的調(diào)光控制而專門提出的一種控制協(xié)議，使用較為簡單、方便，更為易于實(shí)現(xiàn)。
本文主要針對DALI控制協(xié)議和美國IR公司和Microchip公司合作開發(fā)推出的DALI電子鎮(zhèn)流器調(diào)光控制軟件的特點(diǎn)與使用加以介紹。
2數(shù)字式可尋址照明調(diào)光接口標(biāo)準(zhǔn)（DALI）
DALI由于具有開放性好，采用數(shù)字控制技術(shù)，采用DALI構(gòu)成的可尋址數(shù)字調(diào)光控制系統(tǒng)，具有造價(jià)低、易于安裝、系統(tǒng)重構(gòu)靈活，可以級聯(lián)（組成主/從控制系統(tǒng)）的特點(diǎn)，很適用于辦公樓、會(huì)議廳、音樂廳、倉庫、大學(xué)和住宅區(qū)等建筑的照明控制系統(tǒng)，和目前得到廣泛應(yīng)用的建筑物管理系統(tǒng)（如EIB、LON、LUXMATE和BATIBUS）一起可為建筑物提供更為復(fù)雜、集成度更高的照明控制系統(tǒng)，目前已成為照明控制（電子鎮(zhèn)流器）的國際標(biāo)準(zhǔn)IEC929和歐洲照明控制（電子鎮(zhèn)流器）標(biāo)準(zhǔn)EN60929的一部分（附錄E），可以起到節(jié)能（節(jié)能可達(dá)30%）、環(huán)境保護(hù)的作用，得到了世界上主要電子鎮(zhèn)流器生產(chǎn)廠商的支持，得到了越來越廣泛的應(yīng)用。
2.1采用DALI的原因
DALI是一種可尋址、用于熒光燈照明電子鎮(zhèn)流器控制的新工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，可引起照明工業(yè)的又一場革命。具有以下功能：
（1）通過照明節(jié)能，可節(jié)能達(dá)30%；
（2）可方便的實(shí)現(xiàn)照明控制；
（3）通過燈工作狀態(tài)和電子鎮(zhèn)流器的中央監(jiān)控可降低系統(tǒng)的維護(hù)費(fèi)用；
（4）系統(tǒng)安裝簡單，使用元器件較模擬控制系統(tǒng)少，系統(tǒng)成本低；
（5）由于采用數(shù)字控制，DALI調(diào)光控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對每只電子鎮(zhèn)流器的控制，而模擬控制系統(tǒng)只能實(shí)現(xiàn)對每組電子鎮(zhèn)流器的控制，所以DALI調(diào)光控制系統(tǒng)的靈活性很高；
（6）“即插即用”，各廠家產(chǎn)品的互換性、靈活性好；
（7）DALI為一開放控制系統(tǒng)，不同生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的電子鎮(zhèn)流器均可接到DALI。
2.2DALI的開發(fā)背景
由于節(jié)能的需求在20世紀(jì)90年代歐洲開始進(jìn)行數(shù)字式熒光燈照明控制系統(tǒng)的開發(fā)、研究，一些主要的照明生產(chǎn)企業(yè)提出了采用標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議來加速群控照明節(jié)能產(chǎn)品的推廣使用。
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建筑師們也對照明群控通信協(xié)議和設(shè)備的兼容性非常關(guān)心，采用DALI以后可使不同照明設(shè)備廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品（如控制系統(tǒng)、電子鎮(zhèn)流器、傳感器等產(chǎn)品）無縫的互連，系統(tǒng)連接可靠、方便，從而降低系統(tǒng)的開發(fā)、安裝、維護(hù)費(fèi)用和風(fēng)險(xiǎn)，增加產(chǎn)品的適用范圍。
歐洲的主要電子鎮(zhèn)流器生產(chǎn)廠家（如Halvar、Hüco、Philips、Osram、Tridonic、Trilux和Vosslohschwabe）都紛紛加入到DALI標(biāo)準(zhǔn)的制定工作中。電子控制工作組（ECG）、（IEC929/EN60929）成立，開始起草照明標(biāo)準(zhǔn)，并形成歐洲標(biāo)準(zhǔn)草案，生成的DALI草案后來就成為歐洲電子鎮(zhèn)流器標(biāo)準(zhǔn)EN60929的附錄E部份的內(nèi)容。
由于DALI是一種開放式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，利用它可實(shí)現(xiàn)不同廠家生產(chǎn)的電子鎮(zhèn)流器、調(diào)光控制設(shè)備、傳感器等構(gòu)成一個(gè)照明控制系統(tǒng)，每個(gè)DALI控制系統(tǒng)可通過雙絞線連接最多64個(gè)電子鎮(zhèn)流器，而這個(gè)DALI控制系統(tǒng)又可以和另一個(gè)DALI控制系統(tǒng)級連構(gòu)成更大控制范圍的控制中心，并且通過控制協(xié)議可確保每只燈和電子鎮(zhèn)流器的工作狀態(tài)信號反饋回DALI控制系統(tǒng)。
2.3關(guān)于DALI標(biāo)準(zhǔn)
每個(gè)DALI控制系統(tǒng)的控制范圍可達(dá)300米（最大250mA的驅(qū)動(dòng)電流、2V的線路壓降）,每個(gè)DALI控制接口可用于一個(gè)中等規(guī)模的建筑物內(nèi)，現(xiàn)DALI已成為一個(gè)大建筑物管理系統(tǒng)中的一個(gè)子系統(tǒng)，通過網(wǎng)關(guān)或傳送器可實(shí)現(xiàn)雙向通信。
利用DALI可簡化系統(tǒng)的布線，每個(gè)照明裝置、控制電路、調(diào)光器或電子鎮(zhèn)流器只有一個(gè)供電輸入和數(shù)控輸入，由于每個(gè)照明裝置通過總線連接到了一起，可對每組照明裝置在不更改走線的條件下，加以定義和調(diào)節(jié)，而這點(diǎn)在模擬調(diào)光系統(tǒng)中是很難做到的。每個(gè)DALI可組成16組子系統(tǒng)并可級連，在任何時(shí)刻可使任何一只電子鎮(zhèn)流器被分配到任一組中，控制靈活、方便。
2.4DALI是一種軟件控制方法
DALI標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵是軟件核心命令的定義，DALI數(shù)據(jù)信息應(yīng)包含誤差檢測、地址和命令信息，地址信息決定所傳信息是至那個(gè)DALI模塊，所有的DALI模塊采用“廣播”尋址的命令方式，可尋址64個(gè)終端或16組地址。
在DALI中調(diào)光信號用8位二進(jìn)制，“0”表示關(guān)斷，采用對數(shù)調(diào)光曲線，變化范圍為0.1%～100%，二進(jìn)制的調(diào)光信號“1”對應(yīng)0.1%的發(fā)光亮度，所有的DALI調(diào)光電子鎮(zhèn)流器都應(yīng)滿足這個(gè)對數(shù)調(diào)光曲線，以使人眼感到調(diào)光為線性變化規(guī)律。一些典型的DALI調(diào)光命令如表1所示?，F(xiàn)DALI在歐洲已得到了廣泛的應(yīng)用（如OSRAM公司和PHILIPS公司都有許多相關(guān)產(chǎn)品推出），是一種采用數(shù)字通信協(xié)議來傳送指令信息的雙線系統(tǒng)，對雙向傳送的數(shù)字控制信息流格式在DALI中都有所規(guī)定。
表1為一些DALI的典型調(diào)光命令
2.5DALI是一種用途廣泛的控制系統(tǒng)
DALI控制的靈活性，安裝是否方便，費(fèi)用高低關(guān)系到它否能得到廣泛的應(yīng)用，最簡單的照明系統(tǒng)應(yīng)含有電子鎮(zhèn)流器和控制器，如果在DALI系統(tǒng)再采用傳感器、恒亮度控制、發(fā)包光變化控制和紅外遙控功能，則DALI的控制功能會(huì)更強(qiáng)。電子鎮(zhèn)流器與控制器之間可以傳遞燈和電子鎮(zhèn)流器的工作狀態(tài)信息，這些信息可用于燈和電子鎮(zhèn)流器的顯示報(bào)告。
利用DALI可以構(gòu)成主/從級聯(lián)控制系統(tǒng)，DALI控制單元或網(wǎng)關(guān)可用作“主控”單元用于本地通信，也可傳遞和響應(yīng)來自任何電子鎮(zhèn)流器的反饋信息，這樣便可對每層樓或倉庫的照明設(shè)備進(jìn)行預(yù)先設(shè)置，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果。每個(gè)DALI終端控制器查詢來自電子鎮(zhèn)流器的調(diào)光狀態(tài)信息，并將得到的調(diào)光狀態(tài)反饋信息和由本地DALI終端控制器設(shè)定的參數(shù)比較，從而實(shí)現(xiàn)燈光控制功能。
利用DALI也可以自動(dòng)的實(shí)現(xiàn)如會(huì)議室、音視頻應(yīng)用場合的特殊照明調(diào)節(jié)效果，DALI系統(tǒng)的用戶可以根據(jù)自己的要求來預(yù)選自己的音視頻照明效果，由DALI自動(dòng)調(diào)節(jié)，一旦活動(dòng)結(jié)束，DALI將關(guān)斷照明或調(diào)光。
2.6DALI電子鎮(zhèn)流器調(diào)光系統(tǒng)的應(yīng)用
數(shù)控調(diào)光系統(tǒng)較傳統(tǒng)的模擬調(diào)光系統(tǒng)有許多優(yōu)點(diǎn)，1V～10V的模擬電子鎮(zhèn)流器調(diào)光系統(tǒng)已用的很廣泛，但是模擬控制由于連線固定，不易更改，使用不靈活，有時(shí)還需一些如繼電器的額外元器件，控制信號在控制信號線上也會(huì)產(chǎn)生電壓降，它又會(huì)導(dǎo)致每只電子鎮(zhèn)流器的發(fā)光設(shè)定值發(fā)生變化。但是DALI系統(tǒng)不會(huì)發(fā)生這種情況，由于采用了雙絞線的數(shù)字總線和供電電路，所以每只電子鎮(zhèn)流器的引線也得到了簡化。并且現(xiàn)已有DALI集成電路系列可供選用，構(gòu)成的電路使用元件數(shù)量也較少。
DALI可提供如圖1所示的對數(shù)256級調(diào)光特性，即使在較亮的照明環(huán)境條件下，調(diào)光級變化較大，反之變化較小，這種非線性的對數(shù)非線性調(diào)光相對于人眼的視覺特性為線性變化規(guī)律。調(diào)光效果很適應(yīng)人眼的視覺特性。
圖1DALI的256級對數(shù)調(diào)光曲線
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3DALI可調(diào)光照明控制軟件
3.1DALI可調(diào)光照明控制軟件的功能
(1)可實(shí)現(xiàn)電子鎮(zhèn)流器的地址、組地址和廣播尋址；
(2)電子鎮(zhèn)流器工作狀態(tài)的有關(guān)指示器；
(3)接口電路的有關(guān)指示器；
(4)電子鎮(zhèn)流器的工作狀態(tài)設(shè)置等；
(5)電子鎮(zhèn)流器的歷史工作狀態(tài)信息；
(6)電子鎮(zhèn)流器工作的高級顯示界面；
(7)DALI的基本接口命令等。
3.2軟件的使用
（1）DALI的主控制界面
DALI電子鎮(zhèn)流器調(diào)光控制軟件可以通過一個(gè)橋電路板和RS232—DALI接口電路實(shí)現(xiàn)通信。下面介紹如何使用DALI命令軟件和關(guān)于DALI接口電路的有關(guān)信息。圖2表示DALI的主控制界面，主要功能有調(diào)節(jié)燈功率、淡光調(diào)節(jié)，開/關(guān)控制，接入控制及相關(guān)狀態(tài)信息的顯示。
圖2DALI的主控制界面
(2)燈功率調(diào)節(jié)
利用主界面上的%輸出功率調(diào)節(jié)鈕可針對特定地址號的電子鎮(zhèn)流器的輸出功率加以調(diào)節(jié)，如果選擇的燈功率調(diào)節(jié)對象為一組燈，則整個(gè)組燈的輸出功率被調(diào)節(jié)。反之，如果選擇廣播尋址方式，則可同時(shí)調(diào)節(jié)所有燈的輸出功率。燈功率的調(diào)節(jié)范圍為1%～100%，燈功率的變化規(guī)律為對數(shù)式（由DALI定義），以適應(yīng)人眼視覺的變化規(guī)律。
(3)淡光時(shí)間調(diào)節(jié)
淡光時(shí)間是指由燈功率的某一值變化到燈功率的又一新值時(shí)所需的時(shí)間，利用淡光時(shí)間滑動(dòng)控制條（見主界面圖2）可選擇16個(gè)不同的淡光時(shí)間值（如表2所示）。
表216個(gè)不同的淡光時(shí)間值
(4)電源開/關(guān)
在主控制界面上有二個(gè)電源開關(guān)，它們是“ON”、“OFF”。當(dāng)按下“ON”按鈕時(shí)，軟件發(fā)出DALI的控制命令1至DALI電子鎮(zhèn)流器，當(dāng)按下“OFF”按鈕時(shí)，軟件發(fā)出DALI的控制命令0至DALI電子鎮(zhèn)流器。
(5)電子鎮(zhèn)流器地址、組地址和廣播地址選擇
端口選擇、指示器和燈發(fā)光電平的輪詢、事件定時(shí)器、更新率選擇等。如圖3表示程序設(shè)置工作界面所示。
圖3程序設(shè)置工作界面
(6)I/O端口選擇
可啟動(dòng)程序自動(dòng)故障診斷功能來檢測串行I/O端口1，有四個(gè)I/O端口可供選擇。所以，如果RS232—DALI接口不是連至端口1，則在啟動(dòng)時(shí)就加以相應(yīng)更改。如果主界面的發(fā)光指示器發(fā)藍(lán)光而不是綠光，則表示接至相應(yīng)端口的接口電路工作正常。
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(7)事件定時(shí)器
通過堆棧寄存器、DALI控制命令程序可完成所需的各項(xiàng)工作。當(dāng)執(zhí)行一條命令時(shí)（如改變燈功率、改變淡光時(shí)間等），相應(yīng)數(shù)據(jù)先入棧再執(zhí)行相應(yīng)操作，當(dāng)出現(xiàn)一個(gè)定時(shí)器信號時(shí)，堆棧中的所有信號有效并被執(zhí)行。故障診斷相對應(yīng)的事件定時(shí)器定時(shí)時(shí)間為500ms。當(dāng)改變“事件定時(shí)器”設(shè)置后按下“update”按鈕。
(8)指示器/發(fā)光電手查詢和更新率
“指示器查詢”有效/無效可控制指示器的亮暗狀態(tài)。當(dāng)主界面的利用主界面的發(fā)光無效時(shí)無含義，利用“更新率”設(shè)置可更新指示器的發(fā)光程度，故障診斷更新率為20，這意味著更新率為事件定時(shí)器的20倍。按下“Update”按鈕后可改變“UpdateRate”的設(shè)置。
通過“發(fā)光電平”的“工具”菜單可置發(fā)光電平查詢有效/無效，在“發(fā)光電平”窗口中該功能有效。
(9)電子鎮(zhèn)流器的設(shè)置
在DALI中可對每只電子鎮(zhèn)流器完成相關(guān)設(shè)置，從而完成每只電子鎮(zhèn)流器功能的控制，在如圖4所示的“電子鎮(zhèn)流器設(shè)置（Ballastsetting）”界面中可完成相應(yīng)的設(shè)置。
圖4電子鎮(zhèn)流器設(shè)置
(10)下載設(shè)置
當(dāng)程序第一次加載時(shí)，“電子鎮(zhèn)流器設(shè)置（Ballastsetting）”窗口將沒有數(shù)據(jù)顯示，要完成一只實(shí)際電子鎮(zhèn)流器的設(shè)置，應(yīng)在主界面設(shè)置適應(yīng)的地址，并按下“電子鎮(zhèn)流器設(shè)置（Ballastsetting）”窗口中的“Down/Load”按鈕。
(11)更改設(shè)置和加載（uploading）
有時(shí)在“電子鎮(zhèn)流器設(shè)置（Ballastsetting）”窗口中可以更改相應(yīng)的設(shè)置，陰影部份窗口內(nèi)的內(nèi)容不可以更改。進(jìn)行設(shè)置或多重設(shè)置，填入方框中的數(shù)值并按下“upload”按鈕。相關(guān)數(shù)據(jù)將加載至每個(gè)電子鎮(zhèn)流器，相應(yīng)的地址如DALI命令界面圖4所示。
(12)有關(guān)工具
對DALI接口電路和DALI命令軟件有一系列的相應(yīng)工具可用以監(jiān)測和控制其電子鎮(zhèn)流器的一些功能，如堆棧信息、組信息、背景信息和發(fā)光電平等。
(13)信息堆棧（informationstack）
通過DALI命令軟件可由信息堆棧報(bào)告相應(yīng)的事件，圖5表示含有相關(guān)信息的堆棧界面。
圖5信息堆棧界面
(14)電子鎮(zhèn)流器的組尋址
在DALI中具有電子鎮(zhèn)流器的組尋址的能力，“Groups”工作界面提供了電子鎮(zhèn)流器組尋址的設(shè)置功能。電子鎮(zhèn)流器組尋址界面如圖6所示。
圖6組尋址界面
(15)電子鎮(zhèn)流器組設(shè)置的編輯
先按下“Download”按鈕可以下載電子鎮(zhèn)流器的最新設(shè)置數(shù)據(jù)，首先可得到正在工作電子鎮(zhèn)流器組的相關(guān)信息。在按下“Upload”按鈕后可完成檢查/不檢查的相應(yīng)電子鎮(zhèn)流器組檢測，并完成相應(yīng)電子鎮(zhèn)流器組新設(shè)置參數(shù)的加載。注意這個(gè)工作界面的“加載”、“卸載”按鈕會(huì)影響所有設(shè)置參數(shù)的“加載”、“卸載”（如圖4所示）。
(16)背景
在DALI接口中的每只電子鎮(zhèn)流器都有其相應(yīng)的背景功能，背景是指預(yù)先設(shè)定的燈功率，相關(guān)信息并儲(chǔ)存在電子鎮(zhèn)流器中，這些信息可以通過相關(guān)指令再加以調(diào)用。當(dāng)電子鎮(zhèn)流器執(zhí)行一條相應(yīng)指令時(shí)，電子鎮(zhèn)流器將會(huì)將其發(fā)光值調(diào)至預(yù)先設(shè)定值，通過背景設(shè)置界面可實(shí)現(xiàn)對每只電子鎮(zhèn)流器的背景發(fā)光設(shè)置。通過這個(gè)界面利用“GotoSceneLevel”命令可實(shí)現(xiàn)所有工作模式下電子鎮(zhèn)流器的尋址。圖7表示背景設(shè)置的高級工作界面。
圖7背景設(shè)置的高級工作界面
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(17)選擇背景
按下“scenexx”按鈕可工作在預(yù)先定義的背景級，背景級的選擇支持所有工作模式，利用主界面的“廣播”尋址并按下“scene3”按鈕將使所有電子鎮(zhèn)流器預(yù)先定義的“scene3”背景級（如果預(yù)先有定義）。
(18)改變和加載背景級
在改變背景級時(shí)應(yīng)先下載最新的背景級參數(shù)，這可通過按下“Download”按鈕實(shí)現(xiàn)。編輯所需改變的背景級并按下“Upload”按鈕。預(yù)先背景級設(shè)定值為255，注意這個(gè)工作界面中的“Upload”和“Download”按鈕將影響所有設(shè)置值的加載和卸載（如圖4所示）。
(19)發(fā)光級（發(fā)光電平）
發(fā)光級界面提供一個(gè)光輸出%比的對數(shù)曲線，這僅對每個(gè)電子鎮(zhèn)流器尋址工作模式有效，圖8表示其“調(diào)光級”曲線的工作界面。
圖8發(fā)光輸出級曲線
(20)更新率的改變
更新率“updateRate”表示“發(fā)光級”工作界面的更新的快慢，故障診斷界面的更新率是5，它表示如圖3所示的事件定時(shí)器的5倍時(shí)間。
(21)“SendDirectCommands”顯示工作界面
圖9“SendDirectCommands”顯示工作界面
“SendDirectCommands”顯示工作界面如圖9所示。“SendDirectCommands”顯示工作界面可提供直接進(jìn)入DALI接口的功能，詳述如下。
①RS232—DALI接口的預(yù)置（命令0）
命令0預(yù)置RS232—DALI接口，在DALI接口連載的情況下，接口電路釋放對DALI的控制并避免電路故障的發(fā)生，命令0用于返回DALI的控制信息并送回至接口電路。
②RS232—DALI接口的狀態(tài)(命令1)
命令1用以報(bào)告電子鎮(zhèn)流器的狀態(tài)信息，比特0表示在DALI中出現(xiàn)通信錯(cuò)誤，比特1表示發(fā)生過載故障，在加電和執(zhí)行命令0時(shí)，這些比特信息被清除。
③信息傳送（命令16）
命令16用于使RS232—DALI接口電路向DALI接口電路發(fā)送16比特信息。
④兩次傳送信息（命令17）
命令17用于使RS232—DALI接口電路在100ms內(nèi)直接向DALI傳送16比特的信息，DALI中的許多命令都需要兩次傳送信息，以避免信息傳送的出錯(cuò)可能性。
⑤傳送和接收信息（命令18）
命令18用于使RS232—DALI接口電路向DALI發(fā)送16比特信息，并等待10ms來接收回饋比特信息，許多DALI命令為請求型命令，11比特的信息為回饋信息，而其中的8比特為數(shù)據(jù)信息。
通過上面的討論可以看出DALI調(diào)光控制協(xié)議和軟件具有很好的實(shí)用性,在樓宇建筑照明、劇場照明、大廈照明、大學(xué)照明、倉庫照明和體育場館照明調(diào)光等應(yīng)用場合有很好的應(yīng)用前景,節(jié)能效果明顯，是一種值得推廣應(yīng)用的技術(shù)。
