觸摸屏控制的C-Bus智能燈光控制系統(tǒng)

郝翠霞 張 玲 王 明

(南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程學(xué)院)

觸摸屏控制的C-Bus智能燈光控制系統(tǒng)

郝翠霞 張 玲 王 明

(南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程學(xué)院)

基于C-Bus總線設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)智能燈光控制系統(tǒng)，系統(tǒng)硬件采用奇勝C-Bus智能控制器件作為主控部分，實(shí)現(xiàn)整個(gè)過(guò)程的燈光控制；軟件利用奇勝C-Bus編程軟件Toolkit完成控制對(duì)象所在群組的設(shè)置；利用PICED觸摸屏編程軟件完成多路調(diào)光、開(kāi)關(guān)和場(chǎng)景參數(shù)的設(shè)置和信息顯示。

智能燈光控制系統(tǒng) 多路調(diào)光 場(chǎng)景 觸摸屏控制 C-Bus總線

隨著自動(dòng)控制技術(shù)的不斷發(fā)展，觸摸屏作為交互式輸入設(shè)備在燈光控制系統(tǒng)中越來(lái)越受到人們的青睞。觸摸屏具有反應(yīng)速度快、節(jié)省空間及易于交流等優(yōu)點(diǎn)[1]。紅外感應(yīng)器智能面板作為輸入設(shè)備在C-Bus智能燈光控制系統(tǒng)的場(chǎng)景功能有限，無(wú)法編輯更多更復(fù)雜的場(chǎng)景，而采用觸摸屏作為輸入設(shè)備，發(fā)出指令完成不同操作，成為目前能夠滿足用戶所需的最佳選擇，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。筆者根據(jù)智能燈光控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，基于觸摸屏控制，設(shè)計(jì)C-Bus智能燈光控制系統(tǒng)。

1 硬件部分

1.1系統(tǒng)原理

C-Bus系統(tǒng)應(yīng)用于智能燈光控制，可以獨(dú)立運(yùn)行，遵循標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議CSMA/CD，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是：所有C-Bus元件由一對(duì)通信信號(hào)線(UTP5)連接成網(wǎng)絡(luò)。每個(gè)元件均設(shè)置唯一地址，并用Toolkit軟件設(shè)置其功能，通過(guò)輸出元件控制各負(fù)載回路，輸入元件通過(guò)群組地址和輸出單元建立對(duì)應(yīng)聯(lián)系。當(dāng)有輸入時(shí)，輸入元件將它轉(zhuǎn)換成C-Bus信號(hào)在系統(tǒng)總線上廣播，所有的輸出元件接收并做出判斷，控制相應(yīng)的輸出回路。

本設(shè)計(jì)中，通過(guò)Toolkit軟件對(duì)輸出繼電器、調(diào)光器等的地址進(jìn)行設(shè)置，通過(guò)PICED軟件對(duì)觸摸屏進(jìn)行多路燈光場(chǎng)景設(shè)置。操作人員可以根據(jù)照明需要，通過(guò)觸摸屏上的軟按鍵切換燈光的場(chǎng)景模式，同時(shí)實(shí)現(xiàn)節(jié)約電能的目的。C-Bus智能燈光控制系統(tǒng)原理如圖1所示。

圖1 C-Bus智能燈光控制系統(tǒng)原理示意圖

1.2硬件選型

系統(tǒng)硬件選型主要包括3類：

a. 電源模塊、邏輯模塊及網(wǎng)橋模塊等系統(tǒng)單元，給C-Bus系統(tǒng)提供控制電源和系統(tǒng)時(shí)鐘；

b. 智能控制面板、觸摸屏、紅外探測(cè)器及干接點(diǎn)接收模塊等輸入單元，用于觸發(fā)控制，且將外界的控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為C-Bus信號(hào)在總線上傳播；

c. 繼電器、調(diào)光器、模擬量輸出模塊及DMX信號(hào)輸出模塊等輸出單元，用于接收總線上的信號(hào)，并直接輸出控制信號(hào)，控制相應(yīng)回路輸出，實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載的控制。

綜合C-Bus系統(tǒng)的控制要求，給出的關(guān)鍵配置見(jiàn)表1。

5050CT2 WE型觸摸屏具有場(chǎng)景設(shè)置，調(diào)光、開(kāi)關(guān)、延時(shí)、定時(shí)、多功能圖形界面和控制頁(yè)面設(shè)置，密碼保護(hù)，遙控，背景燈光控制調(diào)整，時(shí)鐘與日期顯示，系統(tǒng)自診斷，超薄超輕，以及C-Bus總線供電等特性。支持10個(gè)Applications，每個(gè)Appli-cation提供0～254共255個(gè)組地址。

表1 系統(tǒng)關(guān)鍵硬件選型清單

1.3硬件實(shí)現(xiàn)

智能燈光控制回路中，調(diào)光回路共設(shè)計(jì)為11路，其中3路功率在3kW以上，6路功率在1kW以上，剩余兩路功率在1kW以下。綜合成本、工程施工等因素，選用C-Bus輸出單元L5112D20LP專業(yè)級(jí)大功率調(diào)光器進(jìn)行控制，剩余6路開(kāi)關(guān)量則用8路智能繼電器L5508RVF控制。C-Bus智能燈光控制系統(tǒng)如圖2所示。

圖2 智能燈光C-Bus控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

在設(shè)計(jì)時(shí)需注意：C-Bus單一網(wǎng)絡(luò)最多可以安裝10個(gè)帶電源模塊(或最多安裝100個(gè)不帶電源模塊)，一個(gè)帶電源模塊可提供200mA的電流，因此一個(gè)C-Bus網(wǎng)絡(luò)中總線的電流不得超過(guò)2A，否則導(dǎo)致系統(tǒng)通信不正常。

C-Bus調(diào)光回路配置模塊時(shí)，要注意調(diào)光回路的負(fù)載類型和調(diào)光方式，模塊要留有余量，回路功率需要給予一定的功率因素考慮。

該系統(tǒng)用到的模塊總數(shù)未超過(guò)100個(gè)，所有光源在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中共用一個(gè)時(shí)間控制模塊，帶邏輯功能的觸摸屏和邏輯模塊都可提供該功能，考慮價(jià)格因素，采用邏輯模塊提供時(shí)間控制。

2 軟件部分

2.1工作流程設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)采用施耐德奇勝公司的E5031PE型觸摸屏對(duì)燈光進(jìn)行控制。操作人員手動(dòng)觸摸屏，將此作為輸入信息傳遞到觸摸屏的CPU。E5031PE觸摸屏可以實(shí)現(xiàn)燈光的開(kāi)關(guān)、調(diào)光、時(shí)間設(shè)定及用戶預(yù)設(shè)等控制功能[2]。PICED觸摸屏編程軟件具有自診斷工具，多功能圖形界面設(shè)計(jì)、主畫(huà)面與多層分畫(huà)面的設(shè)計(jì)等功能。智能燈光控制軟件的工作流程如圖3所示。

圖3 智能燈光控制系統(tǒng)工作流程

2.2軟件實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)設(shè)計(jì)為6個(gè)基本場(chǎng)景選擇：日常模式(白天)、日常模式(夜晚)、清掃模式、迎賓模式(白天)、迎賓模式(夜晚)和全關(guān)模式。

設(shè)計(jì)完場(chǎng)景界面后，在PICED中點(diǎn)擊場(chǎng)景設(shè)計(jì)圖案，添加場(chǎng)景“日常模式(白天)”等模式，并在Scene Components中設(shè)置具體場(chǎng)景狀態(tài)，這里場(chǎng)景名稱和場(chǎng)景可根據(jù)需要自行調(diào)配，包括調(diào)光的亮度百分比、場(chǎng)景狀態(tài)等(圖4)。

智能燈光控制設(shè)計(jì)以集控和節(jié)能為主，不同場(chǎng)景選擇讓燈光控制方便簡(jiǎn)單，還可以對(duì)區(qū)域燈光進(jìn)行單獨(dú)自選控制。在自選控制里設(shè)計(jì)了開(kāi)關(guān)和調(diào)光功能，將同類型燈光集中管理和控制，讓用戶有自主控制權(quán)。

圖4 場(chǎng)景狀態(tài)具體設(shè)置界面

3 結(jié)束語(yǔ)

采用施耐德奇勝C-Bus總線對(duì)智能燈光控制系統(tǒng)的硬件部分和軟件部分進(jìn)行了設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。利用C-Bus各控制模塊與Toolkit軟件相結(jié)合完成控制對(duì)象所在群組的設(shè)置，利用PICED軟件完成觸摸屏控制的程序編輯。通過(guò)該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)用，提高了燈光控制系統(tǒng)的控制和管理水平，減少燈光控制系統(tǒng)的維護(hù)成本；節(jié)約了能源，減少了燈光控制系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)成本。

[1] 孟磊,鄒志云,趙丹丹,等.基于PLC和觸摸屏的電加熱水浴溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].石油化工自動(dòng)化，2015，51(3):38～40.

[2] 魏立明,李晨.基于C-Bus總線技術(shù)辦公樓宇智能照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電氣應(yīng)用,2014,33(18):26～28.

DesignofC-BusIntelligentIlluminationControlSystemBasedonTouchScreenControl

HAO Cui-xia, ZHANG Ling, WANG Ming

(CollegeofElectricalEngineering,NanjingVocationalInstituteofIndustryTechnology)

The C-Bus-based intelligent illumination control system was designed, in which, having Clipsal C-Bus controller adopted as the master control to realize light control in whole process and then having Clipsal software Toolkit employed to set objects controlled as well as having Clipsal PICED touch screen programming software used to complete the multiple dimming, parameter setting of switch and scene and the information display.

intelligent illumination, multiple dimming, scene, touch screen control, C-Bus

南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院科研基金項(xiàng)目(YK12-04-07)。

郝翠霞(1976-)，講師、工程師，從事電氣自動(dòng)化、智能控制等的教學(xué)與研究，njhaocx@163.com。

TH89；TM923

A

1000-3932(2017)11-1078-04

2017-07-05，

2017-09-04)

參考文獻(xiàn)著錄規(guī)范

書(shū)[編號(hào)] 著者名.書(shū)名[M].版本.出版地:出版者,出版年：頁(yè)碼.

期刊[編號(hào)] 著者名.題(篇)名[J].刊名,出版年,卷號(hào)(期號(hào)): 頁(yè)碼.

論文集[編號(hào)] 著者名.題(篇)名[C].文集名.出版地:出版者,出版年:頁(yè)碼.

學(xué)位論文[編號(hào)] 著者名.題(篇)名[D].保存地：學(xué)位授予單位,年.

專利文獻(xiàn)[編號(hào)] 專利申請(qǐng)者名.專利題名[P].專利國(guó)別：專利號(hào),出版日期.

注：①著者姓名應(yīng)列全(3個(gè)以上的只列3個(gè)，并在第3個(gè)著者名后加“等”)；

②國(guó)外作者名應(yīng)將“姓”排前，“名”排后。

2018年第26屆中國(guó)西部國(guó)際裝備制造業(yè)博覽會(huì)

展會(huì)時(shí)間2018年3月15～18日展會(huì)地點(diǎn)西安曲江國(guó)際會(huì)展中心

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主辦方中國(guó)西部國(guó)際裝備制造業(yè)博覽會(huì)組委會(huì)

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