摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，照明控制方法不斷變化。近年來，大多數(shù)照明控制系統(tǒng)在現(xiàn)場總線的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了智能控制，總線的類型和技術(shù)也多種多樣。本文簡要分析了照明控制的主要實現(xiàn)方法，然后探討了基于現(xiàn)場總線的智能照明控制系統(tǒng)的基本內(nèi)容，提出了可用于鉀照明控制系統(tǒng)的總線類型及其通信協(xié)議。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)場總線；智能照明控制系統(tǒng)；分析；應(yīng)用；

引言

照明控制系統(tǒng)正朝著自動化和智能化的方向發(fā)展，其靈活性和精度越來越高，從DDC（直接數(shù)字控制）、DCS（配送控制系統(tǒng)）到FCS（現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)），系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化程度不斷提高，逐步實現(xiàn)控制系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的統(tǒng)一自控，對基于現(xiàn)場總線的智能照明控制系統(tǒng)的研究具有重要的現(xiàn)實意義。

1照明控制的主要實現(xiàn)方式

1.1傳統(tǒng)式

傳統(tǒng)的照明控制大多是手動控制，電路系統(tǒng)中的通斷控制主要通過手動開關(guān)完成，即燈具開關(guān)以手動形式實現(xiàn)，光度調(diào)節(jié)也應(yīng)根據(jù)電路電壓調(diào)節(jié)實現(xiàn)，調(diào)節(jié)元件為手動形式。與其他方法相比，傳統(tǒng)方法具有直觀、有效、簡單的優(yōu)點，但由于對手T操作的依賴性強，系統(tǒng)分散性強，管理效率低，自動化水平低，不能滿足當(dāng)前社會的高效需求。

1.2自動式

DDC技術(shù)是A動態(tài)照明控制的主要技術(shù)基礎(chǔ)?？刂浦行陌l(fā)出開關(guān)信號，然后遙控?zé)艟摺ｋ娫措娐穬?nèi)的接觸器由自連接數(shù)字器控制。與傳統(tǒng)照明控制相比，自動控制集中度強，管理效果強，自動化特性明顯。其局限性在于照明設(shè)備與控制器之間的點對點連接，無法有效調(diào)光。

1.3智能式

智能照明控制系統(tǒng)的產(chǎn)生和應(yīng)用得益于現(xiàn)代控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和計算機技術(shù)。照明設(shè)備可根據(jù)用途、室內(nèi)外亮度變化、時間變化等條件自動調(diào)節(jié)，系統(tǒng)內(nèi)燈具可統(tǒng)一集中監(jiān)控管理。在這個控制系統(tǒng)的支持下，人們的生活和工作環(huán)境的舒適度將大大提高；同時，智能控制系統(tǒng)鎮(zhèn)將脫離樓層設(shè)備，并根據(jù)實際需要調(diào)整場景。

2基于現(xiàn)場總線的智能照明控制系統(tǒng)的基本內(nèi)容

無論是傳統(tǒng)還是自動照明控制系統(tǒng)，都采用點對點連接，每個控制點與控制線連接，導(dǎo)致電纜數(shù)量大，T困難，容易造成人力、物力、財力浪費，如果需要根據(jù)實際需要調(diào)整控制方法，整個線路需要整改。在基于現(xiàn)場總線的控制系統(tǒng)中，控制箱或照明開關(guān)作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點存在于現(xiàn)場總線中，現(xiàn)場總線起著樞紐作用，無論是開關(guān)燈信號、控制信號還是電源信號，都應(yīng)依靠現(xiàn)場總線實現(xiàn)通信。在控制系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)主機等監(jiān)控節(jié)點可以對系統(tǒng)中的設(shè)備進(jìn)行必要的檢測和控制。智能照明控制系統(tǒng)中的主要節(jié)點包括智能繼電器、智能調(diào)光器、智能開關(guān)、智能主機、上PC機等，其他節(jié)點也可能包括圖像采集設(shè)備、聲音采集設(shè)備、照度傳感器等。每個節(jié)點都具有CPU，以實現(xiàn)存儲、通信、故障診斷等功能。

3可用于智能照明控制系統(tǒng)的總線類型和通信協(xié)議

3.1C—bus

C—bus屬于兩線封閉總線協(xié)議，包括奇勝公司推出的兩條雙絞線。一對線不僅要傳輸總線設(shè)備信息，還要實現(xiàn)供電(DCI5)V—DC36V)，在C-bus總線中，總線設(shè)備可直接通信，無需中央控制器。其傳輸協(xié)議是CSMA／CD，基本單位為子網(wǎng)，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有三種，一種是總線形，另一種是樹形，第三種是星形。每個子網(wǎng)可容納225個控制電路或100個單元，傳輸距離可達(dá)1000米，通信速率可達(dá)9．6kbps。湖北仙桃體育館采用該協(xié)議進(jìn)行照明設(shè)計，智能控制效果好。

3.2i—bus

i—bus是基于歐洲安裝總線的標(biāo)準(zhǔn)EIB，屬于兩線網(wǎng)絡(luò)。歐洲大多數(shù)家庭或建筑物都按照EIB標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計了自動控制系統(tǒng)。ELBA組織主要負(fù)責(zé)EIB協(xié)議的管理，具有明顯的非營利性和中立性。制造商只要向ELBA組織申請并同意遵守協(xié)議，就可以生產(chǎn)相關(guān)產(chǎn)品。

3.3Dynet

Dynet系統(tǒng)由Dlight軟件控制，為四線系統(tǒng)達(dá)成協(xié)議，包括兩對雙絞線。一對雙絞線負(fù)責(zé)為設(shè)備提供電源（DC12V），另一對負(fù)責(zé)設(shè)備信息的傳輸。為了做好全面的準(zhǔn)備，一般建議在總線安裝中使用五種線路，除四對雙絞線外，多余的線路保留備用。Dynet的傳輸建議基于RS485四線系統(tǒng)。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)只有一條總線。主網(wǎng)與子網(wǎng)（64）的連接主要通過網(wǎng)橋?qū)崿F(xiàn)，子網(wǎng)與設(shè)備單元相連，設(shè)備單元數(shù)量為64個。在該系統(tǒng)中，主網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率最多為57．6kbps，而子網(wǎng)則是96kbps。

3.4DALL

DALL是一個數(shù)字可尋址調(diào)光接口，該協(xié)議被納入1EC60929標(biāo)準(zhǔn)（1994年）。此后，夾具制造商、燈具制造商、芯片制造商等國際相關(guān)制造商給予了大量的支持和認(rèn)可。飛利浦于1999年完善了協(xié)議的部分內(nèi)容，并在協(xié)議的基礎(chǔ)上制造了智能燈具產(chǎn)品?；贒ALL設(shè)計的控制系統(tǒng)具有簡單、結(jié)構(gòu)清晰的主要特點，可以在協(xié)議的基礎(chǔ)上實現(xiàn)室內(nèi)所需的高性能照明和智能照明。其功能包括狀態(tài)顯示、場景、調(diào)光、開關(guān)等，鎮(zhèn)流器是系統(tǒng)中的控制對象。

3.5HBS

HBS也被稱為家庭總線系統(tǒng)，日本企業(yè)shuai先提出協(xié)議，協(xié)議可以實現(xiàn)電話、照明設(shè)備、視頻、音頻設(shè)備之間的連接，使用同軸電纜或雙絞線實現(xiàn)協(xié)議內(nèi)容，實現(xiàn)家用電器自動化和綜合HBS協(xié)議也綜合考慮遠(yuǎn)程服務(wù)的內(nèi)容，包括家庭遠(yuǎn)程教學(xué)、遠(yuǎn)程醫(yī)療和購物。該協(xié)議可通過專用總線控制簡單的模擬量和電氣開關(guān)量，具有風(fēng)險低、抗干擾性強、成本低、反應(yīng)快等優(yōu)點。

3.6DMX512

DMX512...該協(xié)議是一項數(shù)字多重用協(xié)議，既不是國家標(biāo)準(zhǔn)，也不是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。它是由USITT提出的，最初用于兼容劇院或舞臺上的控制器和調(diào)光器。其優(yōu)點是實用性強，操作簡單，因此許多國際制造商都認(rèn)可該協(xié)議。在設(shè)計或生產(chǎn)數(shù)字調(diào)光設(shè)備時，DMX512的應(yīng)用在中國越來越受到重視。無論是劇院、舞臺還是工作室使用的凋光器等設(shè)備，都可以在協(xié)議系統(tǒng)的支持下進(jìn)行數(shù)字控制。該協(xié)議在主從控制系統(tǒng)中發(fā)揮著更加突出的作用，具有可靠性高、操作簡單、信息通路暢等顯著特點。

3.7X一10

X-110協(xié)議廣泛應(yīng)用于北美，依靠電力線載波技術(shù)控制，實用性高。其傳輸工作能否順利進(jìn)行，主要取決于120kHz脈沖信號。當(dāng)電力信號從零點通過時，觀察脈沖信號是否產(chǎn)生，然后確定信號可以傳輸。在傳輸過程中，1110是信號幀頭顯示的真實值形式的識別符，其他信號在交流點傳輸，零相位以補碼或真實值的形式存在。該協(xié)議的優(yōu)點是使用方便，適用于重建項目。

4安科瑞智能照明控制系統(tǒng)

4.1概述

ALIBUS智能照明產(chǎn)品采用RS485總線技術(shù)，技術(shù)成熟可靠，安全穩(wěn)定。開關(guān)驅(qū)動器具有獨立工作的能力，適用于一些中小型項目；模塊化設(shè)計可以隨意拼接擴展，預(yù)留I/O端口和Modbus接口，也可以滿足與Acrelems企業(yè)微電網(wǎng)管理云平臺的數(shù)據(jù)交換。

4.2應(yīng)用場所

適用于各類智能社區(qū)、醫(yī)院、學(xué)校、酒店、體育場所、機場、隧道、車站等大型公共建設(shè)項目的照明控制需求。

4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

4.5設(shè)備選型

5結(jié)語

智能照明控制系統(tǒng)是技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物。與傳統(tǒng)的照明控制設(shè)計相比，基于現(xiàn)場總線的照明控制系統(tǒng)具有強大的優(yōu)勢，使用方便，適應(yīng)性強，系統(tǒng)中的燈具可以統(tǒng)一、集中地監(jiān)控和管理。目前，市場上有許多相關(guān)的協(xié)議，如C—bus、i—bus、Dynet、DALL、HBS、DMX512、X110等，雖然種類繁多，優(yōu)勢明顯，但各協(xié)議適用的環(huán)境和條件存在一定差異。為了擴大系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，應(yīng)制定統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)規(guī)范。

參考文獻(xiàn)

[1]陳世棟，樊霽，曹宇，等．基于DevieeNet總線的智能照明控制器設(shè)計[J].照明工程學(xué)報，2016(03)．

[2]趙運婷，賈文民．智能樓宇DDC照明控制系統(tǒng)設(shè)計[J].電腦知識與技術(shù)，2016(07)．

[3]馮國柱，呂偉，段宏全，于躍，林彤．火電廠總線式智能照明節(jié)能控制系統(tǒng)開發(fā)及應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古電力技術(shù)，2015(s2)．

[4]樊軒睿.工業(yè)照明系統(tǒng)中嵌入式智能網(wǎng)關(guān)的研究與應(yīng)用[D].大連理工大學(xué)，2015．

[5]孔祥春，陳曉陽．基于CAN總線的LED智能控制系統(tǒng)在隧道照明中的應(yīng)用研究[J]．公路交通技術(shù)，2014(O4)．

[6]孔雅．基于CAN總線的隧道照明系統(tǒng)的研究[D].河北工業(yè)大學(xué)，2014．

[7]黃曉廷．基于KNX協(xié)議的智能燈控系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D].上海交通大學(xué)，2014．

[8]羅杰.基于現(xiàn)場總線的智能照明控制系統(tǒng)分析與應(yīng)用

[9]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2022.05．