DALI电子镇流器的调光

中心议题：

电子镇流器的常用调光控制方法

数字式可寻址照明调光接口标准

DALI可调光照明控制软件

解决方案：

通过照明节能，可节能达30%；

可方便的实现照明控制；

通过灯工作状态和电子镇流器的中央监控可降低系统的维护费用

系统安装简单，使用元器件较模拟控制系统少，系统成本低

1电子镇流器的常用调光控制方法

随着计算机技术的发展，计算机技术和计算机网络技术不断渗透到各种电子产品中，使其性能指标得到了很大的提高。由于电子镇流器具有节能，易于实现调光控制的优点，在全世界得到了广泛的应用。而照明计算机调光控制目前常用的控制方法有：DALI、DMX512、TCP/IP、各种不同的现场总线（如CAN、C-BUS、CC-LINK、欧洲安装总线EIB等）。

利用TCP/IP控制协议组成的计算机调光控制系统具有技术成熟、使用方便、控制范围宽和易于推广的优点，它在大型调光控制系统中应用具有较大的优势，但是成本较高，较为复杂。而DMX512控制协议在影视行业中应用较多，相对TCP/IP控制协议的控制能力和控制范围要弱些。而DALI电子镇流器调光控制协议是IEC929附录E中针对荧光灯电子镇流器的调光控制而专门提出的一种控制协议，使用较为简单、方便，更为易于实现。

本文主要针对DALI控制协议和美国IR公司和Microchip公司合作开发推出的DALI电子镇流器调光控制软件的特点与使用加以介绍。

2数字式可寻址照明调光接口标准（DALI）

DALI由于具有开放性好，采用数字控制技术，采用DALI构成的可寻址数字调光控制系统，具有造价低、易于安装、系统重构灵活，可以级联（组成主/从控制系统）的特点，很适用于办公楼、会议厅、音乐厅、仓库、大学和住宅区等建筑的照明控制系统，和目前得到广泛应用的建筑物管理系统（如EIB、LON、LUXMATE和BATIBUS）一起可为建筑物提供更为复杂、集成度更高的照明控制系统，目前已成为照明控制（电子镇流器）的国际标准IEC929和欧洲照明控制（电子镇流器）标准EN60929的一部分（附录E），可以起到节能（节能可达30%）、环境保护的作用，得到了世界上主要电子镇流器生产厂商的支持，得到了越来越广泛的应用。

2.1采用DALI的原因

DALI是一种可寻址、用于荧光灯照明电子镇流器控制的新工业标准协议，可引起照明工业的又一场革命。具有以下功能：

（1）通过照明节能，可节能达30%；

（2）可方便的实现照明控制；

（3）通过灯工作状态和电子镇流器的中央监控可降低系统的维护费用；

（4）系统安装简单，使用元器件较模拟控制系统少，系统成本低；

（5）由于采用数字控制，DALI调光控制系统可实现对每只电子镇流器的控制，而模拟控制系统只能实现对每组电子镇流器的控制，所以DALI调光控制系统的灵活性很高；

（6）“即插即用”，各厂家产品的互换性、灵活性好；

（7）DALI为一开放控制系统，不同生产厂家生产的电子镇流器均可接到DALI。

2.2DALI的开发背景

由于节能的需求在20世纪90年代欧洲开始进行数字式荧光灯照明控制系统的开发、研究，一些主要的照明生产企业提出了采用标准通信协议来加速群控照明节能产品的推广使用。

建筑师们也对照明群控通信协议和设备的兼容性非常关心，采用DALI以后可使不同照明设备厂家生产的产品（如控制系统、电子镇流器、传感器等产品）无缝的互连，系统连接可靠、方便，从而降低系统的开发、安装、维护费用和风险，增加产品的适用范围。

欧洲的主要电子镇流器生产厂家（如Halvar、Hüco、Philips、Osram、Tridonic、Trilux和Vosslohschwabe）都纷纷加入到DALI标准的制定工作中。电子控制工作组（ECG）、（IEC929/EN60929）成立，开始起草照明标准，并形成欧洲标准草案，生成的DALI草案后来就成为欧洲电子镇流器标准EN60929的附录E部份的内容。由于DALI是一种开放式的系统结构标准，利用它可实现不同厂家生产的电子镇流器、调光控制设备、传感器等构成一个照明控制系统，每个DALI控制系统可通过双绞线连接最多64个电子镇流器，而这个DALI控制系统又可以和另一个DALI控制系统级连构成更大控制范围的控制中心，并且通过控制协议可确保每只灯和电子镇流器的工作状态信号反馈回DALI控制系统。

2.3关于DALI标准

每个DALI控制系统的控制范围可达300米（最大250mA的驱动电流、2V的线路压降）,每个DALI控制接口可用于一个中等规模的建筑物内，现DALI已成为一个大建筑物管理系统中的一个子系统，通过网关或传送器可实现双向通信。

利用DALI可简化系统的布线，每个照明装置、控制电路、调光器或电子镇流器只有一个供电输入和数控输入，由于每个照明装置通过总线连接到了一起，可对每组照明装置在不更改走线的条件下，加以定义和调节，而这点在模拟调光系统中是很难做到的。每个DALI可组成16组子系统并可级连，在任何时刻可使任何一只电子镇流器被分配到任一组中，控制灵活、方便。

2.4 DALI是一种软件控制方法

DALI标准的关键是软件核心命令的定义，DALI数据信息应包含误差检测、地址和命令信息，地址信息决定所传信息是至那个DALI模块，所有的DALI模块采用“广播”寻址的命令方式，可寻址64个终端或16组地址。

在DALI中调光信号用8位二进制，“0”表示关断，采用对数调光曲线，变化范围为0.1%～100%，二进制的调光信号“1”对应0.1%的发光亮度，所有的DALI调光电子镇流器都应满足这个对数调光曲线，以使人眼感到调光为线性变化规律。一些典型的DALI调光命令如表1所示。现DALI在欧洲已得到了广泛的应用（如OSRAM公司和PHILIPS公司都有许多相关产品推出），是一种采用数字通信协议来传送指令信息的双线系统，对双向传送的数字控制信息流格式在DALI中都有所规定。
表1为一些DALI的典型调光命令

2.5DALI是一种用途广泛的控制系统

DALI控制的灵活性，安装是否方便，费用高低关系到它否能得到广泛的应用，最简单的照明系统应含有电子镇流器和控制器，如果在DALI系统再采用传感器、恒亮度控制、发包光变化控制和红外遥控功能，则DALI的控制功能会更强。电子镇流器与控制器之间可以传递灯和电子镇流器的工作状态信息，这些信息可用于灯和电子镇流器的显示报告。

利用DALI可以构成主/从级联控制系统，DALI控制单元或网关可用作“主控”单元用于本地通信，也可传递和响应来自任何电子镇流器的反馈信息，这样便可对每层楼或仓库的照明设备进行预先设置，以实现节能效果。每个DALI终端控制器查询来自电子镇流器的调光状态信息，并将得到的调光状态反馈信息和由本地DALI终端控制器设定的参数比较，从而实现灯光控制功能。

利用DALI也可以自动的实现如会议室、音视频应用场合的特殊照明调节效果，DALI系统的用户可以根据自己的要求来预选自己的音视频照明效果，由DALI自动调节，一旦活动结束，DALI将关断照明或调光。

2.6 DALI电子镇流器调光系统的应用

数控调光系统较传统的模拟调光系统有许多优点，1V～10V的模拟电子镇流器调光系统已用的很广泛，但是模拟控制由于连线固定，不易更改，使用不灵活，有时还需一些如继电器的额外元器件，控制信号在控制信号线上也会产生电压降，它又会导致每只电子镇流器的发光设定值发生变化。但是DALI系统不会发生这种情况，由于采用了双绞线的数字总线和供电电路，所以每只电子镇流器的引线也得到了简化。并且现已有DALI集成电路系列可供选用，构成的电路使用元件数量也较少。
DALI可提供如图1所示的对数256级调光特性，即使在较亮的照明环境条件下，调光级变化较大，反之变化较小，这种非线性的对数非线性调光相对于人眼的视觉特性为线性变化规律。调光效果很适应人眼的视觉特性。

3DALI可调光照明控制软件

3.1DALI可调光照明控制软件的功能

(1)可实现电子镇流器的地址、组地址和广播寻址；

(2)电子镇流器工作状态的有关指示器；

(3)接口电路的有关指示器；

(4)电子镇流器的工作状态设置等；

(5)电子镇流器的历史工作状态信息；

(6)电子镇流器工作的高级显示界面；

(7)DALI的基本接口命令等。

3.2软件的使用

（1）DALI的主控制界面

DALI电子镇流器调光控制软件可以通过一个桥电路板和RS232—DALI接口电路实现通信。下面介绍如何使用DALI命令软件和关于DALI接口电路的有关信息。图2表示DALI的主控制界面，主要功能有调节灯功率、淡光调节，开/关控制，接入控制及相关状态信息的显示。

图2DALI的主控制界面

(2)灯功率调节

利用主界面上的%输出功率调节钮可针对特定地址号的电子镇流器的输出功率加以调节，如果选择的灯功率调节对象为一组灯，则整个组灯的输出功率被调节。反之，如果选择广播寻址方式，则可同时调节所有灯的输出功率。灯功率的调节范围为1%～100%，灯功率的变化规律为对数式（由DALI定义），以适应人眼视觉的变化规律

(3)淡光时间调节

淡光时间是指由灯功率的某一值变化到灯功率的又一新值时所需的时间，利用淡光时间滑动控制条（见主界面图2）可选择16个不同的淡光时间值（如表2所示）。表216个不同的淡光时间值

(4)电源开/关

在主控制界面上有二个电源开关，它们是“ON”、“OFF”。当按下“ON”按钮时，软件发出DALI的控制命令1至DALI电子镇流器，当按下“OFF”按钮时，软件发出DALI的控制命令0至DALI电子镇流器。

(5)电子镇流器地址、组地址和广播地址选择

端口选择、指示器和灯发光电平的轮询、事件定时器、更新率选择等。如图3表示程序设置工作界面所示。

(6)I/O端口选择

可启动程序自动故障诊断功能来检测串行I/O端口1，有四个I/O端口可供选择。所以，如果RS232—DALI接口不是连至端口1，则在启动时就加以相应更改。如果主界面的发光指示器发蓝光而不是绿光，则表示接至相应端口的接口电路工作正常。

(7)事件定时器

通过堆栈寄存器、DALI控制命令程序可完成所需的各项工作。当执行一条命令时（如改变灯功率、改变淡光时间等），相应数据先入栈再执行相应操作，当出现一个定时器信号时，堆栈中的所有信号有效并被执行。故障诊断相对应的事件定时器定时时间为500ms。当改变“事件定时器”设置后按下“update”按钮。

(8)指示器/发光电手查询和更新率

“指示器查询”有效/无效可控制指示器的亮暗状态。当主界面的利用主界面的发光无效时无含义，利用“更新率”设置可更新指示器的发光程度，故障诊断更新率为20，这意味着更新率为事件定时器的20倍。按下“Update”按钮后可改变“UpdateRate”的设置。通过“发光电平”的“工具”菜单可置发光电平查询有效/无效，在“发光电平”窗口中该功能有效。

(9)电子镇流器的设置

在DALI中可对每只电子镇流器完成相关设置，从而完成每只电子镇流器功能的控制，在如图4所示的“电子镇流器设置（Ballastsetting）”界面中可完成相应的设置。

(10)下载设置

当程序第一次加载时，“电子镇流器设置（Ballastsetting）”窗口将没有数据显示，要完成一只实际电子镇流器的设置，应在主界面设置适应的地址，并按下“电子镇流器设置（Ballastsetting）”窗口中的“Down/Load”按钮。

(11)更改设置和加载（uploading）

有时在“电子镇流器设置（Ballastsetting）”窗口中可以更改相应的设置，阴影部份窗口内的内容不可以更改。进行设置或多重设置，填入方框中的数值并按下“upload”按钮。相关数据将加载至每个电子镇流器，相应的地址如DALI命令界面图4所示。

(12)有关工具

对DALI接口电路和DALI命令软件有一系列的相应工具可用以监测和控制其电子镇流器的一些功能，如堆栈信息、组信息、背景信息和发光电平等。

(13)信息堆栈（informationstack）

通过DALI命令软件可由信息堆栈报告相应的事件，图5表示含有相关信息的堆栈界面。

(14)电子镇流器的组寻址

在DALI中具有电子镇流器的组寻址的能力，“Groups”工作界面提供了电子镇流器组寻址的设置功能。电子镇流器组寻址界面如图6所示。

(15)电子镇流器组设置的编辑

先按下“Download”按钮可以下载电子镇流器的最新设置数据，首先可得到正在工作电子镇流器组的相关信息。在按下“Upload”按钮后可完成检查/不检查的相应电子镇流器组检测，并完成相应电子镇流器组新设置参数的加载。注意这个工作界面的“加载”、“卸载”按钮会影响所有设置参数的“加载”、“卸载”。

(16)背景

在DALI接口中的每只电子镇流器都有其相应的背景功能，背景是指预先设定的灯功率，相关信息并储存在电子镇流器中，这些信息可以通过相关指令再加以调用。当电子镇流器执行一条相应指令时，电子镇流器将会将其发光值调至预先设定值，通过背景设置界面可实现对每只电子镇流器的背景发光设置。通过这个界面利用“GotoSceneLevel”命令可实现所有工作模式下电子镇流器的寻址。图7表示背景设置的高级工作界面。

(17)选择背景

按下“scenexx”按钮可工作在预先定义的背景级，背景级的选择支持所有工作模式，利用主界面的“广播”寻址并按下“scene3”按钮将使所有电子镇流器预先定义的“scene3”背景级（如果预先有定义）。

(18)改变和加载背景级

在改变背景级时应先下载最新的背景级参数，这可通过按下“Download”按钮实现。编辑所需改变的背景级并按下“Upload”按钮。预先背景级设定值为255，注意这个工作界面中的“Upload”和“Download”按钮将影响所有设置值的加载和卸载（如图4所示）。

(19)发光级（发光电平）

发光级界面提供一个光输出%比的对数曲线，这仅对每个电子镇流器寻址工作模式有效，图8表示其“调光级”曲线的工作界面。

(20)更新率的改变

更新率“updateRate”表示“发光级”工作界面的更新的快慢，故障诊断界面的更新率是5，它表示如图3所示的事件定时器的5倍时间。

通过上面的讨论可以看出DALI调光控制协议和软件具有很好的实用性,在楼宇建筑照明、剧场照明、大厦照明、大学照明、仓库照明和体育场馆照明调光等应用场合有很好的应用前景,节能效果明显，是一种值得推广应用的技术。