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(chǎng)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(shì)，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(duì)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(duì)熒光燈電子鎮(zhèn)流器的調(diào)光控制而專門(mén)提出的一種控制協(xié)議，使用較為簡(jiǎn)單、方便，更為易于實(shí)現(xiàn)。

本文主要針對(duì)DALI控制協(xié)議和美國(guó)IR公司和Microchip公司合作開(kāi)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(kāi)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(jí)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(lè)廳、倉(cāng)庫(kù)、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(guó)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(lái)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(chǎng)革命。具有以下功能：

(1)通過(guò)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(guò)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(jiǎn)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(duì)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(duì)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(kāi)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。

2.2 DALI的開(kāi)發(fā)背景

由于節(jié)能的需求在20世紀(jì)90年代歐洲開(kāi)始進(jìn)行數(shù)字式熒光燈照明控制系統(tǒng)的開(kāi)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(lái)加速群控照明節(jié)能產(chǎn)品的推廣使用。

建筑師們也對(duì)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(wú)縫的互連，系統(tǒng)連接可靠、方便，從而降低系統(tǒng)的開(kāi)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(kāi)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(lái)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(kāi)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(guò)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(jí)連構(gòu)成更大控制范圍的控制中心，并且通過(guò)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(hào)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(guò)網(wǎng)關(guān)或傳送器可實(shí)現(xiàn)雙向通信。

利用DALI可簡(jiǎn)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(guò)總線連接到了一起，可對(duì)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(jí)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。

2.4 DALI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(cè)、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(hào)用8位二進(jìn)制，“0”表示關(guān)斷，采用對(duì)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(hào)“1”對(duì)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(duì)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(lái)傳送指令信息的雙線系統(tǒng)，對(duì)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

2.5 DALI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(jiǎn)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(jí)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(lái)自任何電子鎮(zhèn)流器的反饋信息，這樣便可對(duì)每層樓或倉(cāng)庫(kù)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(lái)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(chǎng)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(lái)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。

2.6 DALI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(hào)在控制信號(hào)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(jiǎn)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(duì)數(shù)256級(jí)調(diào)光特性，即使在較亮的照明環(huán)境條件下，調(diào)光級(jí)變化較大，反之變化較小，這種非線性的對(duì)數(shù)非線性調(diào)光相對(duì)于人眼的視覺(jué)特性為線性變化規(guī)律。調(diào)光效果很適應(yīng)人眼的視覺(jué)特性。

圖1 DALI的256級(jí)對(duì)數(shù)調(diào)光曲線

3 DALI可調(diào)光照明控制軟件

3.1 DALI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(jí)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(guò)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(kāi)/關(guān)控制，接入控制及相關(guān)狀態(tài)信息的顯示。

圖2 DALI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(duì)特定地址號(hào)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(duì)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(duì)數(shù)式(由DALI定義)，以適應(yīng)人眼視覺(jué)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(jiàn)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2 16個(gè)不同的淡光時(shí)間值

(4)電源開(kāi)/關(guān)

在主控制界面上有二個(gè)電源開(kāi)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(lái)檢測(cè)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。