DALI智能照明系统的介绍及应用(20页).doc

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1、- DALI智能照明系统技术的介绍及应用提要 本文主要介绍了当前智能照明系统中非常成熟的DALI智能照明控制系统，着重讲解了DALI系统的组成及特点，并且最后对DALI智能照明系统的优点进行了总结。关键词 DALI智能照明系统 节能、调光、场景第 20 页-一、背景介绍照明-作为当今人类社会不能缺少的元素，它对人类文明及社会的发展日趋重要。因此当今世界对照明新技术的需求是巨大的，照明新技术的创新是必须的。从前，配备灯光设备的唯一目的就是提供照明。而现在，照明技术在方便、实用，舒适和节能等方面增添了许多吸引人的特点，这些特点已经超越了光是单纯提供照明的目的。基于回路开关、回路调光、电器和光源的简

2、单连接而形成的传统电气照明技术已经难以满足目前市场对照明设备的需求了。如带模拟接口（110V）的控制设备即不具备灵活性，没有能力在一个系统中对每个光源实施控制，不能自由重新组合每个光源，也无法实时反馈光源的状态。另外目前对照明的控制技术及协议繁多，（如485、232、DMX、EIB、LON等）但由于不是统一的技术协议平台，因此不能相互通信，相互兼容。另外以上技术协议分别属于不同厂家，又没有统一的协会协调，因此对设计及业主造成了很大的不便及资源浪费。由于以上的情况，业主需要支付很高的费用去整合和维护非国际统一标准的照明总线系统。同时也对设计者和电工技师的系统知识提出了很高的要求，他们都需要接受特

3、殊的不同厂家专业培训。结果，这些系统的安装就成了一件劳动密集型，技术高要求和成本很高的事情了。因此人们在思考：如果有一个国际标准的数字技术协议，该协议只是专业应用于照明控制及通信，此协议目的：在于简化通讯结构，优化控制指令，降低应用及维护成本，方便兼容及集成。且该协议被广泛的照明厂家所接受，另外有一个专门的国际协会协调及发展该协议。它是确保不同制造商生产的可调光设备的可互换性的一项国际标准，也在供货来源方面向规划者、照明设备制造商、建筑物业主、安装公司和终端客户提供了安全保障。这就是：DALI(Digital Addressable Lighting Interface)数字可寻址照明接口技术

4、,一个根据以上的因素设计及发展出来专门应用在照明的创新技术。智能照明系统是利用先进电磁调压及电子感应技术，对供电进行实时监控与跟踪，自动平滑地调节电路的电压和电流幅度，改善照明电路中不平衡负荷所带来的额外功耗，提高功率因素，降低灯具和线路的工作温度，达到优化供电目的照明控制系统。宝马新工厂全厂采用基于DALI总线控制的智能照明系统，DALI数字可寻址照明接口是一种数据传输协议，它定义了电子整流器与设备控制器的通讯方式。DALI协议是基于主从式控制模式建立起来的，控制人员通过主控制器操作整个系统。在DALI系统中，通过荧光灯调光控制器（作为主控制器master）可对每个整流器（作为从控制器sla

5、ve）分别寻址，这样可实现对连在同一控制线上的每个荧光灯进行查询、调光等控制。一个单段数据控制线上可对64个整流器分别寻址，每个整流器内最多可设置16个灯光场景，同一个整流器还可以编在一组或在多个组，最大编组数为16。二、DALI系统的定义与特点1、DALI系统的定义DALI是“Digital Addressable Lighting Interface数字可寻址照明接口”的首字母的缩写。DALI是一个数据传输的协议，它定义了照明电器与系统设备控制器（如感应器、网关等）之间的数字通信方式， 它不是一种新的总线， 但它支持开放式系统。设计应用DALI最初目标是为了优化一个智能型的灯光控制系统，

6、该系统具备结构简单， 安装方便， 操作容易， 功能良优， 不仅可用于一个房间内的灯光控制，还可以与大楼管理系统（BMS）对接。DALI系统与BMS，EIB或LON总线系统不同，不是将它扩展成具有各种复杂控制功能的系统，而仅仅是作为一个灯光控制子系统应用，通过网关（gateway）接口集成于BMS中，可接受BMS控制命令，或回收子系统的运行状态参数。DALI技术的最大特点是单个灯具具有独立地址，通过DALI系统软件可对单灯或任意的灯组进行精确的调光及开关控制，不论这些灯具在强电上是同一个回路或不同回路。即照明控制上与强电回路无关，DALI系统软件可对同一强电回路或不同回路上的单或多个灯具进行独立

7、寻址，从而实现单独控制和任意分组。这一理念为照明控制带来极大的灵活性，用户可根据需要随心所欲地设计满足其需求的照明方案，甚至在安装结束后的运行过程中仍可任意修改控制要求，而无须对线路做任何改动。由于系统结构简单，无需照明控制箱或调光箱，并可保留传统的布线方式，因此DALI技术的应用可实现简化安装程序，降低布线成本，缩短调试时间，实现许多基于回路控制的智能照明控制系统无法实现的功能。DALI是专门为满足当今照明技术需要而设计的理想的、简化的数字化通讯方式。其通讯和安装已经做到了尽可能的简化。在一个局部系统中的所有智能化元器件都是以既简化又无干扰的方式进行通讯的。它对数据电缆没有特殊的要求，也不需

8、要在电缆上安装端接电阻器来防止反射。DALI是在那些希望为照明市场制定一项符合所有要求的技术标准的主要控制设备制造商的共同努力下设计完成的。照明行业的所有元器件制造商现在都能够以一种简化的、统一的、方便的方式来解决复杂的照明问题了。因此，DALI被定义为：最多64个元件在一条DALI线路上（独立地址）最多16个照明分组（灯组地址）最多16个场照明场景（场景预设）由于DALI的元件是内设存储芯片的，这表明许多参数和照明值可被储存在灯具中：独立地址类组指定照明场景值调光速率应急照明灯光亮度值上电时灯光亮度由于DALI是双向反馈系统, 这表明许多灯具和光源的参数可实时反馈回系统:输入实时电压及类型输

9、入实时电流值输出实时电压及类型输出实时电流值电压波动频率电流波动频率2、DALI系统的技术参数与特性 DALI的技术参数： DALI电压9.5 V22.5 VDALI系统电流最高250 mA数据传输速度1200 bps最大电缆长度300m电缆类型1.5mm2每个单一系统的最多组数16每个单一系统的最多照明场景数16每个单一系统地址/器件的最大数量64DALI的技术特性： 接线简单(接线没有极性，没有组要求) 可控制单个设备和分组设备 系统具有可扩展性 通过广播方式实现总的控制 由于使用简单报文结构，避免了各种信号的冲突 状态信息反馈（灯光故障，可按总的方式，分组的方式，单个的方式报告） 自动寻

10、找各种调光设备及DALI整流器或变压器 使用直观的方式（闪动或100%打亮）来实现分组控制 当使用场景功能时，所有灯光同步调亮调暗 对数调光曲线，更加符合人眼的要求 每一个DALI灯光调光开关控制设备都是智能设备（内部可存储独立地址，组信息，灯光场景设置，灯光渐变时间等） 灯光的操作公差参数可以被设置（如可设置最大调光亮度值，该设置用于节能） 可设置调光步数（可有效设置225调光步数） 可以识别DALI灯光控制设备的类型 可实现应急照明功能 可通过网关同楼宇控制系统（BMS）兼容 无需要通过外部继电器来开关灯具电源，通过调用镇流器内部的继电器来实现灯具的电源开关。3、DALI总线的敷设方式及拓

11、扑结构（1）DALI总线的敷设方式：DALI总线系统是采用用于主电源的商用安装材料来进行安装的。主电源和总线线路是在同一条电缆中运行的。系统图：中国照明网技术论文照明设计与工程 一、可采用单相布线例子：NYM 51.5 mm2单相布线用的电缆：中国照明网技术论文照明设计与工程 二、或采用三相布线例子：NYM 51.5 mm2连同可分离的总线线路的三相布线电缆：中国照明网技术论文照明设计与工程 原则上，只要接口电缆上的电压下降在可允许的范围内，就可以使用带绝缘装置的任何供电电缆类型。在200 mA水平上的电压下降不得超过2 V。因此，请确认最大电缆长度为300 m。可允许的电缆截面可以用以下公式

12、来计算：ALI0.018这里：A电缆的直径（mm2）L电缆的长度（m）I最大电源电流（A）（2）DALI总线的拓扑结构：星形布线中国照明网技术论文照明设计与工程 中国照明网技术论文照明设计与工程 串形布线中国照明网技术论文照明设计与工程 中国照明网技术论文照明设计与工程 无论照明组属于哪一部分，DALI器件（电子镇流器、MSensor、GC和SC）都可以自由地连接在一起。它们可以串联、星形连接或混合连接。但是，环形连接是不允许的。这可能会引起通讯系统的瘫痪。4、 系统的控制方式DALI智能照明系统可根据不同区域的功能、每天不同的时间、室外光亮度或该区域的用途来自动控制照明。还有一非常强大的功能

13、就是可以进行预设，及将照明亮度转化为一系列设置的功能，这些设置也成为场景。5、DALI集成至BMS系统的方式（1）DALI作为独立专业的照明子系统存在，通过OPC接口软件实现照明控制服务器与BMS系统服务器之间的通信。该集成方式缺点是成本高通信缓慢，联动性不好。唯一的好处是两个系统没有硬件的交叉节点，前期设计和施工不需要交叉配合，可实现设计和施工单独进行，因此该种集成方式现在已不被设计师及业主采用。中国照明网技术论文照明设计与工程 中国照明网技术论文照明设计与工程 （2）DALI数字技术只作为灯具电器内部的控制技术，其他照明控制元件（如感应器、遥控器、控制面板等）由BMS系统提供，由DALI技

14、术控制的灯具通过通信接口集成至BMS系统中。该集成方式的缺点是系统灵活性低、联动性差、交叉节点多，因此前期设计及施工需要不断沟通。唯一好处是系统成本相对低，因此该集成方案设计师及业主也不太愿意应用。 中国照明网技术论文照明设计与工程 中国照明网技术论文照明设计与工程 （3）DALI作为相对独立的专业照明子系统存在，照明控制系统的主要控制元件和灯具都由DALI技术控制及通信。传感器、控制器件、编程装置和灯具可以通过硬件（DALI通信网关）的方式或同一软件平台进行集成。因此在区域照明控制层面的信息可通过网关直接跟BMS系统的楼层DDC通信，不需要经过主机交换，只要最重要的信息如：灯具故障或设备出错

15、等才会直接上报给主机进行处理。因此该集成方式可实现楼层硬件直接通信和联动，也可以在同一软件平台下实现双向反馈及交换。由于不需要两套软件及主机，和通讯网络，因此节省了可观的系统成本，同时也加快了系统调试进度。另外由于在楼层层面能通过楼层网关集成及联动，因此大大的提高了系统的功能性，灵活性，联动性和稳定性。因此该集成方案性价比高，稳定可靠，设计及维护方便，方案先进，施工便捷，功能显著等优点，成为设计师及业主的首先集成方案。中国照明网技术论文照明设计与工程 中国照明网技术论文照明设计与工程 5、DALI的节能方式：(1) 调整灯光初始值节能达18%DALI技术为照明系统的运行提供有效的节能手段。为了

16、保证即使在灯处于寿命末期时也能达到指定的照度值，这些灯在最初的时候就在75%的调光值下工作。考虑到维护时调光值总是会增加，因此在办公室中所有的灯都在相同等级下点燃。该智能照度调节装置可以节省高达18%的能耗。在每个工作日临近结束时，可通过控制照明系统降低亮度来节省能源。(2) 能耗监控得到最佳节能方案DALI照明控制系统采用单灯能耗监控，确保照明使用者能准确无误的掌握照明能耗数据及实际节能效果，为后续的照明维护及节能方式提供调整的依据，并为调整照明节能控制方案提供第一手的资料。例如，照明能耗在哪里、哪月、哪天、哪个时段最大？我们是否可以采取更利于节能的控制手段如将控制装置设定为较低的调光值，来

17、更好得降低使用成本，并达到节能的目的。并且可通过通过日历/时刻表功能，能源消耗数据也会以Excel文件的形式直接演示或输出。(3) 日照补偿和来人感应功能最高节能达55%在选择合适的照度等级来保证走廊安全性的同时，应用来人感应节能功能可节省高达40%的能耗；在办公区域由于应用了日照补偿及来人感应可节省高达55%的能耗；由于数字调光镇流器本身的节能能耗等级是A1，及是节能系数最高的电器，它的成功应用可节省3-5%的能耗。三、DALI系统的优点及应用前景1、设计简单易行：传统模拟控制在设计阶段需要考虑通过不同分组来实现不同场景的控制，因此在设计中需要许多单独的控制回路，布线复杂且布线成本较高。且在

18、控制区域需要重新布局分隔时，需要重新布线和设计。DALI数字控制系统设计简便，设计中只要通过数字信号接口相互连接，并联到2芯控制线上。所有分组和场景均可在安装调试时通过计算机软件编程，不仅节约了布线成本，对于设计修改、重新布局和分隔也只需更改软件设置而不需重新布线，非常简单易行。2、安装简单经济：安装DALI接口有2条主电源线，2条控制线，对线材无特殊要求，安装时也无极性要求，只要求主电源线与控制线隔离开， 控制线无需屏蔽， 要注意的是当控制线上电流在250mA，线长300米时压降不超过2V。控制线和电源线可并行，无需另外埋线。设计紧凑的控制组件无需专门的控制柜，因此安装简便且经济。3、操作简

19、单方便：DAL I 镇流器内部是智能型的， 可自动处理灯丝预热， 点燃，调光、开关，故障检测等功能，用户界面是十分友好的，用户无需对此理解很深就能操作控制，如发送一个改变现行场景的命令，各个相关镇流器根据现行亮度与场景要求亮度之差，各自计算调光速率以达到所有镇流器都同步调光到要求的场景亮度，如送查询命令就可回收各镇流器的运行状态和参数。4、控制精确可靠：DALI为数字信号，不同于模拟信号，1010的信号可以实现无扰动控制，不会因长距离压降而使得控制信号失真，因此即使DALI数字信号控制线与强电线同走一条线管也不会受干扰。DALI信号是双向传输，不但可前向传输控制命令，也会将镇流器和灯管的状态、

20、故障信息、开关，实际亮度值的信息反馈回系统。5、通信结构简单可靠：DALI接口通信协议由19bit位数组成，第1位是起始位，第2到第9位是地址位，第10到第17位是数据，第18、19位停止位。采用独特的曼彻斯特编码避免出现误码， 传输速率1200波特可保证设备之间通讯不被干扰，控制线上高电平为1 6V。控制线上的每个控制器在通信中作为MASTER功能， 而控制线上的像镇流器这样的控制电器只是响应MASTER的命令起SLAVE的作用，系统具有分布式智能功能。6、应用范围广泛：如今，DALI接口已不仅仅限用于荧光灯镇流器调光，各种卤钨灯电子变压器，气体放电灯电子镇流器，LED也采用了DALI接口调光；控制设备还包括：无线电接收器、继电器开关输入接口。各种按键控制面板、包括LED显示面板都已具有DALI接口，这将使DALI的应用越来越广，控制器从最小的一间办公室扩大到多间房间的办公大楼，从单个商店扩大到星级宾馆。中国照明网技术论文照明设计与工程