智能照明的總線協(xié)議

智能照明的總線協(xié)議-P-BUS一、引言計算機從它產(chǎn)生的那天就開始了在自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。早在20世紀60年代，為了提高控制精度和靈活性，人們提出了直接數(shù)字控制（DDC）；進入20世紀90年代后，隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展并迅速在控制系統(tǒng)中得到應(yīng)用，即集散控制（DCS）很快占領(lǐng)了工業(yè)控制領(lǐng)域的主導地位；在20世紀80年代末期，為了實現(xiàn)DCS系統(tǒng)與其低層控制器、傳感器的通信，出現(xiàn)了現(xiàn)場總線技術(shù)（FieldBus），它是把單個分散的控制或測量設(shè)備變成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，以現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)為紐帶，把它們連接成可以相互溝通信息、共同完成自控任務(wù)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與控制系統(tǒng)?，F(xiàn)場總線適應(yīng)了工業(yè)控制向分散化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化方向的發(fā)展，一經(jīng)產(chǎn)生變成為全球工業(yè)自動化技術(shù)的熱點，受到全世界的普遍關(guān)注。二、照明控制對照明設(shè)備而言，照明控制可分為開關(guān)控制和調(diào)光控制。在照明設(shè)計中，合理和正確地選用照明控制方式是實現(xiàn)照明藝術(shù)性和舒適性的有效手段，是節(jié)約能源的有效措施。照明控制方式多種多樣，按其實現(xiàn)方式大致可分為以下幾種。（一） 傳統(tǒng)照明控制方式傳統(tǒng)照明控制方式主要以手動控制為主，依靠供電回路中的手動開關(guān)來控制回路的通斷，實現(xiàn)燈具的開關(guān)控制；利用供電回路中的手動調(diào)節(jié)元件來調(diào)節(jié)回路的電壓實現(xiàn)調(diào)光控制。這種傳統(tǒng)方式相對簡單、有效、直觀，但它過多依賴手工操作。整個系統(tǒng)相對分散，無法實現(xiàn)有效地管理，其適時性和自動化程度太低。（二） 自動照明控制方式這種控制方式利用直接數(shù)字控制（DDC）技術(shù)來遙控燈具的開關(guān)，通常是控制中心發(fā)出信號，通過直接數(shù)字控制器來控制供電回路中接觸器的分合，從而控制供電回路的通斷，實現(xiàn)燈具開關(guān)控制。采用該種方式，解決了傳統(tǒng)控制方式的相對分散和無法有效管理等問題，實現(xiàn)了照明控制的自動化，但卻無法實現(xiàn)調(diào)光控制功能，有很大的局限性。（三） 智能照明控制方式20世紀90年代初，隨著計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，辦公自動化、樓宇自動化、家庭自動化的出現(xiàn)，人們對照明控制提出了更高的要求，從而產(chǎn)生了智能照明控制方式。所謂智能照明控制，就是根據(jù)某一區(qū)域的功能、每天不同的時間、室內(nèi)外亮度或該區(qū)域的用途來自動控制照明設(shè)備，并能夠?qū)崿F(xiàn)集中統(tǒng)一管理與監(jiān)控的功能，并結(jié)合現(xiàn)代照明技術(shù)、照明藝術(shù)，科學的管理照明設(shè)備，讓人們在一個不僅在照明技術(shù)參數(shù)指標方面應(yīng)達到標準的要求，而且舒適、明亮并富有藝術(shù)魅力的照明環(huán)境里工作和生活。智能照明控制是樓宇自動化系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)，可以不再依賴于樓宇設(shè)備自動管理系統(tǒng)而獨立運行。它不僅可以實現(xiàn)開關(guān)控制和調(diào)光控制，還可以預設(shè)許多燈光場景，根據(jù)時間、場所的功能、室內(nèi)外照度自動調(diào)整場景。從智能照明控制系統(tǒng)的組成方式看，主要有總線型、電力線載波型、無線網(wǎng)絡(luò)型等。例如在市場中的i-bus總線、邦奇Dynet總線、Philips的DALI總線、日本松下的HBS總線、以及X-10的電力線載波協(xié)議等等?，F(xiàn)把國外幾家公司的產(chǎn)品比較如下，見表1。農(nóng)丨國外工要種能照明控制嚴品對岀郵奇電于AHBiJ■苛奇勝科技礙創(chuàng)書可Helvurii-司DynBlilD1-BusC-B口石Luliun甘布式號旳丈曲布式第中式訶擴充,1疏対華戰(zhàn)式】集中式區(qū)擴充.就丸瞅試訓撲^構(gòu)拓撲皓枸J&o總繃段總勰屈慫”涯香冊&1擴充時為總戢底+OJ曙形（擴允時為總鉞他主網(wǎng)可聯(lián)揍64個子網(wǎng)，林個『-網(wǎng)可笊接64個模塊'主網(wǎng)屋案可聯(lián)按409百個模塊禽啟塊主網(wǎng)可舷64個子網(wǎng)，蠱護子網(wǎng)可聯(lián)摟64個模塊;主網(wǎng)最蕓町聯(lián)接叱他塊;調(diào)光模塊中可存啟％個場扯捉牛于網(wǎng)最密有】00亍單元,255?；芈?采用用橋，集姍和軸機，可靈祜連接網(wǎng)斷于網(wǎng)毎丸為lDDD^回^,512^7^,1（120^塌景冋遇過網(wǎng)橋，將塞侍網(wǎng)連接申'我至統(tǒng)于網(wǎng)是大為1024T回吊.imu-：＜：.：,：＜：：jiv機可擴兜為血2個回叭L冋站是他用RS4S5通訊協(xié)誼的四線網(wǎng)舞;總龜電祿電壓為言探】2V；總線圧度淮寮嚴格的限制1-Hua基蛭是在EE砸刪安蛭總踐）的標尷上的兩躲網(wǎng)塔”電線電澡電盡為血流24V贏丸2刃說戦匪有產(chǎn)蒂前覩制C-Eu涼城是兩箜網(wǎng)琦”總饑電禰電壓拘直道S6Vtl5ev均可囂于網(wǎng)內(nèi)特輸距離最丸拘1000未燈RAFFK蛾撫幄據(jù)揑制對象規(guī)梗，為30X1殺列,4U00余列.5000毘列，現(xiàn)D系列;各子圉的隹輸期離姻龍山6U）來耐充根據(jù)控制對象規(guī)模掛小 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Dynet總線Dynet是邦奇（Dynalite）公司面向照明系統(tǒng)的圭寸閉控制總線協(xié)議。Dynalite系統(tǒng)采用4線制兩對雙絞線，即一對雙絞線提供DC12V總線設(shè)備工作電源，另一對雙絞線用于傳輸總線設(shè)備信息。安裝時推薦使用五類線（四對雙絞線）作為傳輸介質(zhì)，沒有用到的線可以作為備用。Dynet是一種基于RS485四線制的傳輸協(xié)議，只支持線形網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，主網(wǎng)可通過網(wǎng)橋連接64個子網(wǎng)，每個子網(wǎng)可連接64個總線設(shè)備單元，其子網(wǎng)傳輸速率為916KbPs，主網(wǎng)最高可達5716KbPs。Dynet相應(yīng)的操作軟件是Dlight。（三） DALI數(shù)字化可尋址調(diào)光接口數(shù)字化可尋址調(diào)光接口（DigitalAddressableLightingInterface），簡稱為（DALI），1994年列入IEC60929標準，得到國際主要芯片、燈具、鎮(zhèn)流器和夾具制造商的支持，1999年P(guān)hilips公司對DALI協(xié)議做了進一步的完善工作，并在漢諾威國際燈展上推出了基于DALI的系列產(chǎn)品。（四） X-10電力線載波總線X-10采用電力線載波技術(shù)，在北美取得了巨大的商業(yè)成功。X-10信號根據(jù)電力線信號正負過零點處120kHz脈沖信號出現(xiàn)與否來進行傳輸。信號幀頭標識符為1110，該標識符僅以真值形式傳送，其余每個信號分別以真值和補碼兩種形式在交流電的零相位開始傳送，為了和三相交流電的過零點相一致，這些數(shù)據(jù)幀必須連續(xù)傳送三次。該協(xié)議產(chǎn)品無需布線，易用價廉是它的最大賣點。（五） HBS總線HBS的全稱是家庭總線系統(tǒng)（HomeBusSystem），它是由日本一些知名企業(yè)，包括日立（Hitachi）、松下（Mutsushita）、三菱（Mitsubishi）、東芝（Toshiba）等聯(lián)合提出的，并得到了日本政府和商會的支持。HBS協(xié)議規(guī)定了如何通過雙絞線或同軸電纜實現(xiàn)家庭電器、電話、音頻、視頻裝置的互連，著眼于家用電器的綜合自動化。同時，HBS協(xié)議也考慮了如何在家庭內(nèi)獲得遠程服務(wù)，如在家購物、遠程醫(yī)療和遠程教學等。協(xié)議主要用于電器開關(guān)量以及簡單模擬量的控制，采用專用總線，具有抗干擾強、響應(yīng)速度快、開發(fā)成本及風險較低的特點。（六） i-bus總線i-bus總線是基于EIB（歐洲安裝總線）標準的兩線網(wǎng)絡(luò)。EIB（EuropeanInstailingBus）在歐洲的樓宇/家庭自動化標準中占主導地位。截至2002年6月，全球有300余家制造廠商生產(chǎn)5000余種EIB兼容產(chǎn)品，占據(jù)歐洲樓宇，家庭自動化設(shè)備銷售總額的80%。EIB協(xié)議由中立的、非盈利組織EIBA統(tǒng)一管理，任何愿意遵守EIB協(xié)議的制造廠商均可以申請并通過EIB認證后生產(chǎn)EIB產(chǎn)品。五、P-BUS智能照明控制系統(tǒng)在盱胎體育館中的應(yīng)用實例（一）項目概況仙桃體育館是興建的新場館，主館為綜合性的正式比賽用場館，有活動看臺，可容納超過4500名觀眾。場館的屋頂范圍為70X70m；最大比賽區(qū)域為45m長，30m寬；活動看臺伸出時，比賽區(qū)域為35m長，20m寬。湖北仙桃為“中國體操之鄉(xiāng)”，在這里將舉辦國家級的體操比賽；而且還將進行籃球、排球、室內(nèi)田徑、室內(nèi)足球、手球、羽毛球、乒乓球、網(wǎng)球、拳擊、武術(shù)、柔道、舉重等非轉(zhuǎn)播比賽。除比賽外，這個綜合館還能夠適應(yīng)多種用途。（二）照明設(shè)計簡介為滿足該體育館的功能，設(shè)計了六個照明模式，滿足不同場合下的彩電轉(zhuǎn)播、比賽、一般訓練的要求，同時，也考慮到觀眾席照明，以及在停電或者供電線路故障情況下的應(yīng)急照明模式。其所選燈具及照度計算分別見表2?表5。

表2于球?qū)?界比戒暢地揺度計算列喪醪壁7ikiU2UIminm蛙min'rna詠和I5M2467.\Q丹aspRO^RSPOT1126.7Q38a43對）1000RD^RSPOT衛(wèi)辭1750瞬2Q6HQ51PC^RSPOT12卿|300387xQ5QG424鷲域斯地帕度計算列去臥燈曲號■(k)(kiU2minatIJ]rninFm眄訊平）1500161$B5a6(.056PWRSFOT40lil05a36045睡宜1700比那RDWRSFOT20細1730魅06a_Q6POWRSFOT8氓半）300鼬6SawO^S忑4觀介席爛明帽度計算列忑槿式 燈凰型號：JH槿式 燈凰型號：JH丁數(shù)燦勺典帶QW1-LJ0U1)36|陽 「kJ冰平］250 S74.6〔血祁12切 曲工呂?表5應(yīng)急煩明懊度計算列忑燈翊母:儷功率嶽計度 葉算曲Jlf（k） （Ixi1.5KftrQF-I5QD鹵附賽場內(nèi)冰平）IDO1055現(xiàn)金席冰平）100 101斗三）電氣設(shè)計該體育館供配電系統(tǒng)為兩路單獨的雙電源互投箱給正常照明和應(yīng)急照明供電；主場館照明為80套1000W燈具，設(shè)計每兩套燈具為一個回路，共計40個回路（W1?W40）；觀眾席照明為36套400W燈具，每5?6套燈具為一個回路，共計7個回路（W41?W47）；應(yīng)急照明為16套1500W鹵鎢燈，2?3套燈具為一個回路，共6個回路（W48?W53），由EPS智能應(yīng)急電源供電，其配電系統(tǒng)框圖見圖2。

igoLn*AT3?IHAWigoLn*AT3?IHAWISI2總圉電系統(tǒng)梅関（四）C-BUS控制系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計按照以上供配電設(shè)計，回路的功率都在2kW以上，線路中工作電流大于10A,而比賽場地與觀眾席燈都為高強度氣體放電燈（HID燈），不具備調(diào)光功能，應(yīng)急燈則不需要調(diào)光的功能。因此，在每個回路中配置交流接觸器，應(yīng)用C-BUS現(xiàn)場總線系統(tǒng)控制接觸器的吸合來開關(guān)燈，并通過開啟不同的燈或者開燈的數(shù)量來滿足比賽場地的各種模式（體操彩電轉(zhuǎn)播模式、體操比賽模式、體操一般訓練模式、籃球彩電轉(zhuǎn)播模式、籃球比賽模式、籃球一般訓練模式、應(yīng)急照明模式、觀眾席照明模式、清掃模式等等）。該工程選用C-BUS智能主機（型號：5000CU/2）—臺，十二路繼電器（型號：5512RVF）—臺，按鍵開關(guān)Neo開關(guān)（型號：E5058NL）兩個，按照不同回路在不同模式中的開燈情況進行歸類，選用接觸器，并設(shè)置控制按鍵與之對應(yīng)，控制原理圖見圖3，各回路的控制對應(yīng)關(guān)系見表6。圖m悴沈原即罔衣6各控制冋路的對應(yīng)關(guān)系列農(nóng)魅器蹴腮臓辯翳㈱艄mm膿曲辭 MIBB躬活對惓藕電IB腹険賦和豹常腳戢