4 подписчика

Системы освещения с возможностью регулирования светового потока. Часть 2

9 октября 20199 окт 2019

12 мин

Действенной мерой защиты от проблем, описанных в первой части, является увеличение количество шлейфов для DALI-линий, приходящих в щит управления. Конечно, более простым и надежным решением всех проблем было бы предоставление проектировщикам (на этапе проектирования кабельных трасс DALI) точных технических характеристик светильников, которые будут устанавливаться на объекте. Но в нашей российской действительности это происходит настолько редко, что поступление светильников на объект и начало подключения к ним линий DALI можно сравнить с игрой в русскую рулетку. Нормальный человек, который не сталкивался ранее с технологией DALI, прочитав написанное выше, может подумать: «Что за люди используют DALI? Наверное, это какие-то светотехники-экстремалы? Зачем создавать сложности, чтобы потом их преодолевать?». Но возможности, которые открывает использование технологии DALI в светотехнических инсталляциях, в конечном итоге, значительно перевешивают трудности, возникающие из-за технических ог

Нормальный человек, который не сталкивался ранее с технологией DALI, прочитав написанное выше, может подумать: «Что за люди используют DALI? Наверное, это какие-то светотехники-экстремалы? Зачем создавать сложности, чтобы потом их преодолевать?». Но возможности, которые открывает использование технологии DALI в светотехнических инсталляциях, в конечном итоге, значительно перевешивают трудности, возникающие из-за технических ограничений технологии и неполной, на сегодняшний день, стандартизации применяемых в светотехнических инсталляциях устройств.

Для меня основным мотивом при написании данной статьи было желание донести до специалистов, занимающихся проектированием систем управления освещением, объективную информацию, полученную из собственного опыта, о потенциальных сложностях, ожидающих проектировщика при проектировании DALI-системы управления освещением. Именно поэтому я не буду сейчас подробно презентовать преимущества DALI, поскольку я уверен, что Вам приходилось читать много маркетинговых и рекламных материалов на эту тему, в которых очень подробно и увлекательно описаны преимущества использования DALI.

Я опишу несколько причин, по которым мне нравится использовать DALI для управления освещением в коммерческих зданиях. Я специально акцентирую ваше внимание на том, что речь идет именно о коммерческих зданиях, так как преимущества использования DALI в коттеджах и квартирах не столь очевидны.

Итак, попробую резюмировать основные преимущества:

Можно отдельно проектировать электрические сети системы освещения от системы управления освещением. При проектировании системы DALI нет необходимости делить светильники на группы освещения. Это можно сделать позже, при программировании системы.
В одну логическую группу можно объединять даже светильники, подключенные на разные фазы. Это позволяет спроектировать и смонтировать систему освещения без каких-либо данных о делении светильников на группы освещения и уже на последнем этапе выполнить настройку системы. А далее, в процессе эксплуатации и возможных реконструкций здания, можно изменять количество и состав групп освещения простым перепрограммированием системы.
Один DALI-светильник может одновременно относиться к 16-ти группам освещения и к 16-ти световым сценам. В устройствах DALI предусмотрены следующие настройки, которые сохраняются даже при длительном отключении питания:
сцены освещения (максимум 16 сцен, от 0 до 15),
принадлежность к группам (максимум 16 групп, от 0 до 15),
индивидуальный адрес (в одной линии максимум 64 устройства, от 0 до 63),
скорость регулирования света,
яркость света при прерывании линии управления, например, в режиме аварийного освещения (значение от 0 до 254),
яркость света после восстановления электроснабжения (значение от 0 до 254),
ограничение минимального и максимального уровня светового потока при диммировании (значения от 0 до 254).
Стандарт DALI обеспечивает значительно более простой монтаж по сравнению с другими цифровыми интерфейсами управления освещением и даже по сравнению с аналоговым интерфейсом 1-10 V:
Не нужно соблюдать полярность +/- DALI-линии управления. Лично для меня это очень важный фактор, так как при пуско-наладке систем с управлением 1-10 V или KNX очень много времени уходит на поиск неправильных подключений.
Линия управления DALI и сетевой провод могут быть проложены не просто рядом, а в одном кабеле. Например, можно применить кабель 5х1,5, и три жилы использовать для подключения светильников к питающей сети 230 V, а две оставшиеся – для подключения шины управления. Все подключения можно выполнять шлейфом или звездой или использовать смешанную топологию.
Система DALI позволяет контролировать и получать информацию о состоянии ламп и аппаратов (например, неисправность лампы, положение светорегулятора и т.д.).
На рынке представлено большое количество DALI-шлюзов в самые разные системы управления и протоколы передачи данных: KNX, LON, Modbus, Ethernet, – и многие другие.

Это далеко не полный перечень приятных и полезных особенностей систем управления освещением, построенных на DALI. Дополнительно к выше изложенным четырем пунктам считаю полезным прояснить вопрос экономики бюджета проекта. В последние пять лет стоимость DALI ЭПРА заметно снизилась, и сейчас существует крайне незначительная разница между ценами на ЭПРА DALI и ЭПРА с 1-10 V. Стоимость системы управления освещением на DALI становится ниже, чем при применении 1-10 V (начиная, примерно, с десяти групп диммируемых светильников с люминесцентными лампами). Если рассматривать управление освещением на объектах с сотнями или тысячами диммируемых светильников с люминесцентными лампами, то вариант применения DALI выглядит очень выгодным с экономической точки зрения. Кроме этого, применение DALI дает ощутимую экономию при эксплуатации за счет сокращения трудовых затрат на визуальную диагностику исправности ламп в светильниках.

Для лучшего понимания особенностей работы устройств DALI полезно знать, каким образом происходит передача управляющих телеграмм в шине. Шина передачи данных DALI состоит из двух проводов. Для корректной работы линии и передачи данных необходим блок питания DALI. При передаче данных используется импульсно-кодовая модуляция. Логическим «0» является диапазон напряжений от –6,5 V до 6,5 V, а логической «1» является диапазон напряжений от 9,5 V до 22,5 V. Диапазон от 6,5 V до 9,5 V не определен, как полезный сигнал.

На рисунке 1 схематично показаны уровни напряжения, соответствующие логическим уровням «0» и «1».

Шина DALI обеспечивает эффективную скорость передачи данных 1.200 bit/s. Крайне важным физическим параметром для передачи данных является падение напряжения на линии между передающим и приемными устройствами в линии DALI. Нормальная передача данных возможна при падении напряжения не более чем на 2 V. Из этого требования вытекают имеющиеся требования к длинам и сечению кабелей, используемых для DALI-шины. Кроме величины падения напряжения, важным параметром является время роста и снижения напряжения при смене логических «0» и «1». На рисунке 2 показаны допустимые временные интервалы логических уровней и время их смены. Эти значения должны выдерживаться при любых типах и сечениях кабеля, а также при всех возможных температурных диапазонах работы системы DALI.

Рис. 2. Допустимые временные интервалы логических уровней и время их смены

Длина кабеля, мМинимальное сечение кабеля, мм2Менее 1000,5От 100 до 1500,75Более 1501,5

* Максимальное расстояние от DALI-контроллера до самого удаленного DALI-устройства не должно превышать 300 метров.

** При выборе сечения кабеля 1,5 мм2 и выше необходимо убедиться, что кабель данного сечения можно коммутировать в клеммы применяемых DALI-устройств или предусмотреть в проекте дополнительные клеммы и провода для осуществления коммутации.

Однако, чтобы проектировать DALI-системы управления освещением, совершенно не обязательно досконально знать физический и логический уровни передачи данных в шине. Достаточно выполнять несложные рекомендации при проектировании и монтаже системы управления. Постараюсь сейчас их кратко изложить.

Необходимо соблюсти рекомендации по длине и сечению кабеля в линиях DALI и убедиться, что к каждому светильнику подведены два провода шины DALI.
Необходимо убедиться, что количество управляемых устройств DALI на одной линии не превышает 64 штуки, и количество контроллеров на линии также не превышает 64 штуки. При этом желательно сделать количество шлейфов от одного контроллера с запасом, чтобы при ошибочном предоставлении данных о количестве ЭПРА DALI в светильниках можно было увеличить количество DALI-контроллеров в щите без дополнительной прокладки проводов.
Необходимо убедиться, что на каждую DALI-линию предусмотрен специальный DALI-блок питания. На блоках питания для DALI присутствует маркировка «DALI», напряжение 16-18 V DC, и, что очень важно, у них есть ограничение по максимальному току в 250 мА. Желательно использовать БП, сертифицированный для DALI (на них обязательно должен быть логотип «DALI»). На блоках питания, произведенных для работы в DALI, но не сертифицированных, присутствует надпись «DALI», но нет логотипа. Скорее всего, устройство без логотипа DALI будет нормально работать, так как спецификации DALI являются открытыми, и любой производитель может производить вполне надежные и качественные устройства по этим спецификациям. Наличие логотипа DALI на изделиях говорит о том, что производитель сертифицировал данные устройства в одной из специально аккредитованных лабораторий, и что конструкция этого изделия проверена на соответствие стандарту.
Необходимо убедиться, что на каждую линию предусмотрены не менее одного DALI контроллера или одного канала контроллера, если применены шлюзы с несколькими выходами на DALI-линии.
Необходимо убедиться, что светильники, используемые в проекте, имеют интерфейс DALI.

Выполнив эти несложные рекомендации при проектировании DALI-системы управления освещением, можно обеспечить гарантию работоспособности системы при условии соблюдения рекомендаций по монтажу, которых не так много:

1. Перед подключением к шине DALI-шлюзов интерфейсов для программирования необходимо проверить напряжение. Часто при монтаже на шину DALI ошибочно подключают фазные провода с напряжением 230 V.

ЭПРА DALI по стандарту должны иметь защиту от такого подключения и в большинстве случаев не выходят из строя. Но многие интерфейсы для программирования и шлюзы такой защиты не имеют и могут выйти из строя, а также вы можете оказаться под воздействием напряжения в 230 V, подключая провода управления к интерфейсу или шлюзу.

2. Необходимо проверить наличие качественного подключения DALI-шины к клеммам всех устройств. В большинстве DALI ЭПРА по умолчанию настроен максимальный уровень освещения при отключенной шине DALI, поэтому в начале программирования системы полезно послать в линию бродкаст-команду на уровень освещения в 50% – это «127» в единицах системы DALI.

При этом у ламп, которые будут продолжать гореть на полную яркость, нужно проверить исправность ЭПРА и наличие подключения к DALI.

Это основные требования, которые необходимо соблюдать при монтаже системы DALI. Кроме этих требований, конечно, необходимо соблюдать требования и рекомендации производителей светильников и различного DALI-оборудования.

Перед началом программирования и настройки системы DALI необходимо составить с заказчиком техническое задание, в котором, как минимум, необходимо отразить следующие нюансы настройки системы:

минимальный и максимальный уровень светового потока ламп (значение от 0 до 254);
уровень светового потока ламп при подаче питания на светильники (значение от 0 до 254);
время плавного выключения и включения (значение в секундах);
количество логических групп и их состав. Одно ЭПРА DALI может быть не более чем в 16-ти логических группах (нумерация от 0 до 15);
количество и состав световых сцен. Одно ЭПРА DALI может участвовать не более чем в 16-ти световых сценах (нумерация от 0 до 15);
количество и номера светильников, которые управляются индивидуальными командами;
необходимость контроля исправности ламп.

В этих семи пунктах перечислен минимальный, по моему мнению, набор данных для начала настройки системы DALI, который необходимо согласовать с заказчиком.

Также необходимо понимать, какие команды для управления освещением мы можем использовать. Я сейчас не буду перечислять все команды, которые можно использовать в DALI-системах, а остановлюсь на основных, которые чаще всего используются:

«Broadcast» или широковещательная команда.
Такого типа команды исполняют все DALI-устройства на линии, в которую она передается. Для работы с широковещательными командами не нужно делать адресацию устройств, они могут иметь свои заводские ID, и не нужно проводить какие-либо настройки системы.
Групповые команды.
Для работы с групповыми командами необходимо в линии сформировать группы. Такие команды выполняют только те устройства, в памяти которых записан номер группы, на которую передается команда. Светильники, логически объединенные в группы, будут синхронно управляться по полученному в групповой команде значению.
Команды вызова световой сцены.
Для работы такого типа команд в устройства должны быть запрограммированы световые сцены. Команду будут исполнять только те устройства, в памяти которых записана сцена, номер которой передается в команде.
Команды, отправляемые на индивидуальный (short) адрес устройства.
Для корректной работы команды необходимо назначить индивидуальные адреса устройствам. Если нескольким устройствам будет назначен один индивидуальный адрес, то светильники с одинаковыми адресами будут выполнять команды синхронно, так же, как и при объединении в группы.
Команды запроса статуса устройств.
С помощью команд этого типа можно получать данные о состоянии устройства, уровне диммирования ламп на текущий момент, данные о вышедших из строя лампах.

В заключении повествования хочется отметить, что DALI – это не альтернатива KNX, LON или какой-либо системе автоматизации. DALI – это органичное дополнение для KNX, LON и многих других открытых и проприоритарных систем, стандартов и протоколов, выводящее управление световыми инсталляциями на новый уровень.

Предложение на рынке различных DALI-контроллеров и шлюзов позволяет управлять системой освещения на DALI практически из любой системы управления автоматизации, визуализировать на iPad и прочих интернет-планшетах. Например, очень легко осуществляется интеграция DALI и KNX с помощью широкого ассортимента шлюзов KNX-DALI, которые присутствуют в ассортименте таких производителей, как: «ABB», «GIRA», «Berker», «Jung», «Schneider Electric» и многих других. А при использовании оборудования производителя «Embedded systems» – линейки контроллеров «LogicMachine» третьего или второго поколения и подключаемых к нему до 64-х шлюзов в DALI «LMADALIRS485» – открываются практически безграничные возможности создания интеллектуальных сценариев, визуализации и интеграции DALI с другими системами.

Возможно создание сценариев управления на полноценном языке разработки сценариев «LUA» (эти сценарии смогут работать со всеми DALI-линиями в инсталляции одновременно). Можно создавать визуализацию на WEB-сервере с возможностью вывода на практически любого устройства, на котором работает современный WEB-браузер. Можно интегрировать DALI с KNX, DMX512, EnOcean, Bacnet, XML, Modbus и многими другими протоколами, благодаря возможности разработки на «LUA» дополнительных приложений и драйверов.