基于DDC控制的智能樓宇照明系統(tǒng)研究

何晶

摘要： 隨著智能建筑，特別是智能辦公大廈的出現(xiàn)，使建筑要求與設(shè)計(jì)方法跟傳統(tǒng)的辦公樓比較起來大為不同。照明作為建筑不可缺少的部分，隨著國(guó)際上“智能建筑”的大量出現(xiàn)，與之配套的智能照明技術(shù)也迅速地發(fā)展，并成為二十一世紀(jì)照明技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向。本文主要討論基于DDC控制的智能樓宇照明系統(tǒng)問題。

Abstract： With the emergence of intelligent buildings， especially intelligent office buildings， the construction requirements and design methods are quite different from the traditional office buildings. As an indispensable part of building lighting， with the emergence of a large number of international intelligent building， the intelligent lighting technology is also developing rapidly and becomes an important development direction of lighting technology in twenty-first Century. This paper mainly discusses the intelligent building lighting system based on DDC control.

關(guān)鍵詞： DDC控制；智能控制；照明系統(tǒng)

Key words： Directed digital control；intelligent control；lighting system

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）09-0089-02

0 引言

在智能建筑中，電氣照明作為建筑民居的一個(gè)必備功能，體現(xiàn)著建筑安全舒適、高效、便利的應(yīng)用特點(diǎn)。現(xiàn)代建筑中的電氣照明，應(yīng)該為人類的工作、生活提供足夠的視覺條件，同時(shí)燈具造型和光色應(yīng)該具有設(shè)計(jì)感，以滿足人們的審美需要。除此以外，還應(yīng)該體現(xiàn)出現(xiàn)代建筑照明節(jié)能的特點(diǎn)。智能建筑中照明用電僅次于空調(diào)系統(tǒng)，如何在基本的照明功能之上實(shí)現(xiàn)對(duì)能源的節(jié)約，是以自動(dòng)化運(yùn)行管理為主的現(xiàn)代智能照明系統(tǒng)研究的一個(gè)重點(diǎn)。本文主要研究由繼電器、DDC、LON板卡、電腦、觸摸屏及照明電路組成的智能照明控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)燈光系統(tǒng)的智能化管理及自動(dòng)控制，便于營(yíng)造出舒適的照明環(huán)境，有利于人們的身體健康，將成為未來照明技術(shù)發(fā)展的新趨勢(shì)。

1 智能照明前景分析

目前中國(guó)的智能樓宇照明系統(tǒng)處于起步階段，與國(guó)外發(fā)展較好的地區(qū)還有一定的差距。推廣智能樓宇照明有幾個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)。

①利用智能照明系統(tǒng)可以更好的節(jié)約能源。

②利用智能照明系統(tǒng)可以提高管理水平。

③利用智能照明系統(tǒng)可以更好的檢測(cè)燈具的運(yùn)行異常，便于及時(shí)的維修與更換。

④利用弱電控制強(qiáng)電燈具的運(yùn)行，使操做者遠(yuǎn)離高壓運(yùn)行燈具，使控制變得更加安全。

可見隨著科技的發(fā)展，智能照明的控制已經(jīng)成為了技術(shù)進(jìn)步一種標(biāo)志。因此在樓宇照明控制中運(yùn)用智能照明系統(tǒng)是可行的。

2 DDC簡(jiǎn)介

系統(tǒng)中采用的照明系統(tǒng)主要控制模塊為德易安的DED-BA-E7501 DDC 通用控制模塊，DED-BA-E7501DDC 控制模塊是智能樓宇控制系統(tǒng)的一部分，具有12 路通用輸入端口，具有6 路開關(guān)量輸出端口，具有4 路模擬量輸出端口。

DED-BA-E7501DDC 控制模塊以FT3150 神經(jīng)元芯片為核心，擴(kuò)展輸入采樣和輸出控制電路[1]。電腦和觸摸屏發(fā)出的控制信號(hào)接入輸入端口，采樣電路將采集到的模擬量或者開關(guān)量信號(hào)經(jīng)A/D 變換轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)輸入CPU，經(jīng)過各種邏輯變換和算術(shù)運(yùn)算，然后將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)輸出到LonWorks 網(wǎng)絡(luò)，供LonWorks 網(wǎng)絡(luò)上的監(jiān)視設(shè)備顯示或控制；同時(shí)模塊也接收來自LonWorks 網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)，經(jīng)過邏輯變換和算術(shù)運(yùn)算，經(jīng)輸出擴(kuò)展電路轉(zhuǎn)換成開關(guān)量或者模擬電壓信號(hào)輸出，控制各種執(zhí)行器或者繼電器等動(dòng)作。

3 智能樓宇照明系統(tǒng)架構(gòu)

本系統(tǒng)主要由照明系統(tǒng)，DDC（直接數(shù)字控制系統(tǒng)）、LON板卡、計(jì)算機(jī)及觸摸屏組成。如圖1所示。本系統(tǒng)可以通過LON板卡的連接設(shè)置，應(yīng)用計(jì)算機(jī)中的MCGS觸摸組態(tài)軟件直接控制DDC的常開端，靠DDC常開端的控制來實(shí)現(xiàn)對(duì)相應(yīng)通用輸入端的控制達(dá)到照明系統(tǒng)的控制目的。整套控制系統(tǒng)還具有運(yùn)用昆侖通態(tài)觸摸屏，通過RS485通訊串口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸來控制DDC實(shí)現(xiàn)智能照明控制的目的。

4 DDC對(duì)照明系統(tǒng)的控制

DDC對(duì)照明系統(tǒng)的控制是以中間繼電器為橋梁實(shí)現(xiàn)的。應(yīng)用這種控制的方法的好處是精準(zhǔn)、運(yùn)用低電壓控制220V照明電路工作。其DDC控制的一路照明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖中DDC與電腦或觸摸屏之間的數(shù)據(jù)通信依靠RS-485實(shí)現(xiàn)。DDC的供電電壓為直流24V。繼電器的電源部分受DDC的D01的公共端COM1與D01的常開端N01控制。當(dāng)上位機(jī)（電腦或觸摸屏）發(fā)出DDC常開DO1端的閉合信號(hào)時(shí)，中間繼電器的13和14引腳得電，繼電器工作，繼電器5-9與8-12常開觸點(diǎn)吸合。繼電器8-12的常開觸點(diǎn)與DDC的通用輸入1端UI1連接。8-12常開觸點(diǎn)吸合后將繼電器的工作信號(hào)反饋給DDC，DDC再將繼電器的反饋信號(hào)傳給上位機(jī)，在上位機(jī)上用戶就可以看到照明系統(tǒng)被點(diǎn)亮后的反饋。5-9常開端與照明電路與電源火線相連接，繼電器上電工作后5-9常開觸點(diǎn)吸合控制照明電路的工作。

5 上位機(jī)部分設(shè)計(jì)

上位機(jī)的部分應(yīng)用的是MCGS觸摸組態(tài)軟件和昆侖通態(tài)的觸摸屏設(shè)計(jì)。其中MCGS觸摸組態(tài)軟件的3路照明控制組態(tài)畫面如圖3所示。

點(diǎn)擊第一路的開關(guān)按鈕，在組態(tài)界面下第一路的燈由綠變紅，同時(shí)第一路的照明電路工作。這種遠(yuǎn)程利用上位機(jī)和觸摸屏控制照明電路可以使用戶實(shí)現(xiàn)低壓設(shè)備控制高壓設(shè)備運(yùn)行的效果。

在進(jìn)行上下位機(jī)通訊的時(shí)候Lon通訊（上位機(jī)和Lon設(shè)備）傳輸?shù)氖亲址?，Lon設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)變量的設(shè)備數(shù)據(jù)類型和上位機(jī)的數(shù)據(jù)類型基本都可以采集字符串的通訊方式。若數(shù)據(jù)類型的不匹配會(huì)導(dǎo)致通訊出現(xiàn)故障等問題。

6 結(jié)束語(yǔ)

無論是照明功能的安全性還是節(jié)能效果，無論是家用還是商務(wù)辦公，智能照明都展現(xiàn)出傳統(tǒng)照明不可比擬的優(yōu)勢(shì)。通過實(shí)現(xiàn)對(duì)照明電路系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制，可以實(shí)現(xiàn)高效、節(jié)能、安全、舒適和提供便利服務(wù)等。

智能樓宇設(shè)計(jì)項(xiàng)目的效益回報(bào)率應(yīng)達(dá)到每年15%-30%，所以，一般的智能樓宇建筑應(yīng)在3-5年時(shí)間內(nèi)收回投資成本。

嚴(yán)格來講，中國(guó)目前的智能照明市場(chǎng)還未健全，智能照明的應(yīng)用領(lǐng)域仍局限在商務(wù)辦公、酒店、市政基建等公共領(lǐng)域，家用方面僅應(yīng)用在了一部分高端別墅中。隨著科研技術(shù)的進(jìn)步，智能照明必將以強(qiáng)大的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)占領(lǐng)未來市場(chǎng)，特別是將在家居領(lǐng)域展現(xiàn)出強(qiáng)大的適用性，并逐漸從高端別墅拓展到普通家庭。

參考文獻(xiàn)：

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