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可用于智能照明控制系统的总线类型及通信协议

照明控制系统越来越向着自动化与智能化的方向发展,其灵活性与精度越来越高,从DDC(直接数字控制)、DCS(集散控制系统)到FCS(现场总线控制系统),系统的网络化程度不断增强,逐步实现了控制系统与网络系统的统一自控,对基于现场总线的智能照明控制系统的研究有着重要的现实意义。


基于现场总线的智能照明控制系统的基本内容无论是传统式还是自动式的照明控制系统,均采取点对点的方式进行连接,每个控制点都与一根控制线相连,这种情况导致线路中的电缆数量极多,施工难度较大,极易造成人力、物力、财力上的浪费,如果需要根据现实需求调整控制方法,整个线路都需要进行整改。而在以现场总线为基础的控制系统中,控制箱或照明开关作为网络节点存在于现场总线当中,现场总线发挥着枢纽的作用,无论是开关灯信号、控制信号还是电量信号,都要依托现场总线实现通信。

在控制系统中,网络主机等监控节点能够对系统中的设备予以必要的检测与控制。智能照明控制系统中的主要节点包括智能继电器、智能调光器、智能开关、智能主机、上位PC机等,其它的节点可能还包括图像采集设备、声音采集设备、照度传感器等。各个节点都具备CPU,以实现对存储、通讯、故障诊断等功能。

可用于智能照明控制系统的总线类型及通信协议

1、 C-bus

C-bus属于两线制的封闭总线协议,包括两个双绞线,由奇胜公司推出,一对线上既要实现对总线设备信息的传输,又要实现供电(DC15V—DC36V),在C-bus总线中,总线设备可以不借助中央控制器而直接进行通讯。其传输协议是CSMA/CD,基本单位为子网,拓扑结构有三种,一是总线形、二是树形、三是星形。每个子网内部可以容纳控制回路225个或单元100个,其传输距离可以达到1000米,而通信速率则可以达到9.6kbps。湖北仙桃体育馆就应用的该协议进行照明设计,智能控制效果良好。

2、i-bus

i-bus以欧洲安装总线的标准EIB为基础,属于两线网络。欧洲大部分家庭或者楼宇均按照EIB标准设计自动化控制系统。EIBA组织主要负责管理EIB协议,该组织具有明显的非盈利性与中立性,制造厂商只要向EIBA组织申请并同意遵守该协议就可以生产出相关产品。

3、Dynet

Dynet系统通过Dlight软件进行控制,为四线制协议,包含双绞线两对,其中一对双绞线负责为设备提供电源(DC12V),另一对则负责对设备信息的传输。为了做好全面的准备,在进行总线安装时一般建议应用5类线,除4对双绞线外,多余的线留存备用。Dynet这种传输协议以RS485四线制为基础,拓扑结构仅有总线形一种,主网与子网(64个)之间的连接主要通过网桥来实现,而子网又与设备单元进行连接,设备单元的数量也是64个。在该系统中,主网的传输速率至多为57.6kbps,而子网则为9.6kbps。

4、 DALL

DALL为数字化可寻址调光接口,该协议被纳入到IEC60929标准当中(1994年),自此以后,国际上的相关制造商,如夹具商、灯具商、芯片商等都对其予以了极大的支持与认可。飞利浦公司于1999年完善了该协议的部分内容,同时也在该协议的基础上制造出了智能灯具产品。在DALL基础上设计出的控制系统具有简洁、结构清晰的主要特征,室内所需的高性能照明与智能照明都能够在该协议的基础上实现。其功能包括状态显示、场景、调光、开关等,镇流器为系统中的受控对象。

5、HBS

HBS也叫做家庭总线系统,日本企业率先提出这一协议,该协议能够实现电话、照明设备、视频、音频等装置之间的相互连接,利用同轴电缆或双绞线实现这一协议的内容,实现家用电器的自动化与综合化。HBS协议也对远程服务的内容进行了综合考虑,包括家庭内部的远程教学、远程医疗以及购物等。该协议可以通过专用总线实现对简单模拟量与电器开关量的控制,其优势在于风险低、抗干扰性强、成本低、反应快等。

6、DMX512

DMX512这一协议为数字多路复用协议,既不是国家标准也不是行业标准,它由USITT提出,该协议最初用于对剧场或舞台的控制器与调光器进行兼容处理。其优势在于实用性强、操作简单,因此国际上的很多厂商都认可这一协议。在设计或生产数字调光设备时,国内也越来越关注DMX512这一协议的应用。无论是剧场、舞台,还是演播室使用的调光器等设备,都可以在该协议系统的支持下开展数字化控制,在主从式控制系统中该协议的作用更为突出,该协议具有可靠性高、操作简单、信息通路通畅等显著特点。

7、X-10

X-10协议广泛应用与北美地区,它依托电力线载波技术进行控制,具有较高的实用性。其传输工作是否可以顺利展开主要依赖于120kHz脉冲信号,当电力信号从零点处通过时观察脉冲信号是否产生,然后确定信号能够进行传输。在传输的过程中,1110为信号帧头所显示的以真值形式存在的标识符,而其它的信号于交流点中进行传送,在零相位以补码或真值的形式存在。该协议的优势在于使用便捷、可适用于改建项目。

结语

智能照明控制系统是科技发展的产物,与传统的照明控制设计相比,依现场总线为基础的照明控制系统具有较强的优势,使用便捷、适应性强,系统内的灯具能够受到统一且集中的监控与管理。当前市场上的相关协议种类极多,如C-bus、i-bus、Dynet、DALL、HBS、DMX512、X-10等,虽然种类繁多、优势显著,但是各协议适用的环境与条件存在一定的差异,为了扩大系统的应用范围,应当制定统一的行业标准与相关规范。

 

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