DALI-Lichtsteuerungssystem
Lichtsteuerungssysteme
Durch die Ernennung integrierter Lichtsteuerungssysteme geht es in erster Linie um eine Steigerung der Energieeffizienz, eine Steigerung des Wohnkomforts und eine Verbesserung der Betriebseigenschaften von Industriegebäuden. Untersuchungen zu einfachen Lichtsteuerungssystemen auf Basis analoger Sensoren haben gezeigt, dass solche Systeme den Energieverbrauch effektiv senken können. Erweitert Lichtsteuerungstechnologien bieten noch größere Einsparungen, verfügen über zusätzliche Möglichkeiten und bieten eine Reihe von Vorteilen gegenüber einfachen Steuerungsmethoden.
Der Markt für Lichtsteuerungssysteme wird hauptsächlich von Herstellern von Komponenten (Steuergeräten, Schaltern, Vorschaltgeräten) und nicht von technischen Lösungen repräsentiert. Oftmals stellen diese Komponenten als Teil der Systeme nicht die erforderliche Funktionalität bereit. Dies gilt in erster Linie für die Lichtsteuerung. Dazu gehören auch die Komplexität der Verkabelung und die Schwierigkeit, Tageslichtsteuerungsgeräte zu installieren.Diese Umstände führen zu Fehlfunktionen der Beleuchtungssysteme und Verbraucherbeschwerden. Dies sind die häufigsten Nachteile analoger Lichtsteuerungssysteme.
In den letzten 15 Jahren waren alle Lichtsteuerungssysteme analog... Die Geräte mehr oder weniger komplexer Systeme unterschieden sich kaum voneinander und waren nach dem klassischen Automatisierungsschema aufgebaut. Basis des Systems ist in der Regel eine Steuerung, an die auf der einen Seite verschiedene Sensoren und auf der anderen Seite Aktoren angeschlossen sind. Die Verbindung zwischen den Sensoren und dem Controller ist größtenteils analog, die gleiche Verbindung besteht zwischen den ausführenden Mechanismen und dem Controller.
Der Hauptzweck solcher Geräte ist ein effizientes Energiemanagement. Die Inbetriebnahme und Konfiguration solcher Systeme ist recht komplex und noch schwieriger, wenn das System mehrere dieser analogen Lichtsteuerungen umfasst.
Übergang zu digitalen Systemen
Um diese Mängel und Schwierigkeiten zu überwinden, begannen Unternehmen, die Beleuchtungssysteme herstellen, die Produktion digitaler Lichtsteuerungssysteme zu beherrschen... Der Hauptvorteil digitaler Systeme gegenüber analogen ist die Kommunikation, die Kommunikation zwischen einzelnen in ein System integrierten Geräten.
Digitale Systeme erfordern keine separaten Leitungen für die Kommunikation; Die meisten digitalen Geräte können Stromkabel zur Übertragung von Informationen verwenden. Eine der neuesten Entwicklungen im Bereich Lichtmanagement ist DALI (Digitally Addressable Lighting Interface). Diese Schnittstelle ermöglicht durch die Integration von Mikrocontrollern in Beleuchtungsvorschaltgeräte den ersten mutigen Schritt in die digitale Welt.
Intelligente DALI-Schnittstelle
Die DALI-Schnittstelle wurde 1999 entwickelt. Sie löste das DSI-Steuerungssystem (Digital Serial Interface) ab. Da DALI für die Lichtsteuerung konzipiert ist, waren führende Hersteller elektronischer Vorschaltgeräte, vor allem Osram, Philips, Tridonic, Trilux, Helvar, an der Entwicklung des Systems beteiligt.
Die Lichtsteuerung kann als eine Art Kunst betrachtet werden, die bei der Beleuchtung einer Theaterbühne, eines Industriegeländes, einer Straße und schließlich eines Wohngebiets erforderlich sein kann. In letzter Zeit erfreut sich das „Smart Home“ immer größerer Beliebtheit und Verbreitung. Daher ist das Lichtsteuerungssystem einer seiner Bestandteile, und um den Komfort des Hauses zu gewährleisten, ist es nicht der letzte Ort. Das DALI-System eignet sich als solches nahezu ideal.
Die Wahl der Parameter für jedes Steuerungssystem richtet sich nach der Aufgabe, die mit seiner Hilfe ausgeführt werden soll. Es ist wichtig, dass sich das neue System problemlos in das bestehende integrieren lässt, mit ihm verschmelzt, zusammenarbeitet und nicht an seiner Stelle. Hinsichtlich der Integration in andere Steuerungssysteme ist das DALI-System recht einfach und wirtschaftlich.
Die DALI-basierte Lichtsteuerung lässt sich problemlos in verschiedene Gebäudeautomationssysteme wie LON, BACNet, KNX/EIB integrieren. Für eine solche Kombination stellen viele Unternehmen KNX-DALI- und LON-DALI-Gateways her. Diese Verbindung ermöglicht es Ihnen, die Zeit für die Installation des Systems zu verkürzen, es kostengünstiger zu machen und auch flexibler in der Verwaltung zu sein.
Der Protokollstandard und die DALI-Hardware sind ausschließlich für die Lichtsteuerung vorgesehen, was auf eine enge Spezialisierung dieses Systems hinweist. Daher erwies sich das Gesamtsystem als äußerst effizient und kostengünstig. Die Anbindung von Geräten über das DALI-Protokoll ist in Abbildung 1 dargestellt.
Abbildung 1. Blockdiagramm des DALI-Systems.
Datenübertragung und Systemprogrammierung
Das DALI-System ist derzeit nach der Norm IEC 60929 standardisiert. Wie in Abbildung 1 dargestellt, erfolgt die Kommunikation zwischen dem DALI-Controller und den einzelnen Geräten über eine Zweidrahtleitung. Die DALI-Leitung ist eine bidirektionale Schnittstelle, die die Übertragung von Informationen sowohl vom Controller zu Peripheriegeräten als auch umgekehrt ermöglicht.
Zur Datenübertragung wird eine extrem niedrige Gleichspannung von 22,5 V verwendet. In diesem Fall spielt die Polarität beim Anschluss der Leitung an verschiedene Geräte keine Rolle und die Leitung selbst ist vor der Spannung des Beleuchtungsnetzes geschützt. Die Störfestigkeit der Leitung ist so bemessen, dass sie in einem Stromkabel verlegt werden kann und auch nur freie Adern dieses Kabels genutzt werden kann.
Der DALI-Netzwerkbus verfügt über keinen zentralen Prozessor, d. h. dezentral. Diese Organisation ermöglicht es Ihnen, jedes Gerät, das für den Betrieb mit dem DALI-Bus ausgelegt ist, an dieses Netzwerk anzuschließen. Solche Geräte verfügen in der Regel über einen eingebauten nichtflüchtigen Speicher, der die Speicherung verschiedener Informationen ermöglicht. Dabei handelt es sich zunächst um die Adresse des Geräts, Informationen über das Gerät und den Status der daran angeschlossenen Lampen sowie ganze Befehlssätze, auch Skripte genannt.
Die Programmierung des Systems ist im Allgemeinen recht einfach. Jede Nachricht, die das Gerät vom DALI-Controller empfängt, besteht aus zwei Teilen – einer Adresse und einem Befehl. Im Grunde könnte der Befehl so aussehen: {Device_0022, 25 %}. Das bedeutet, dass das Gerät mit der Adresse 0022 das Licht mit 25 % Leistung einschalten soll.
Es ist zu beachten, dass das Dimmen (Leistungssteuerung) im DALI-System nur bei Verwendung von Glühlampen möglich ist. Es ist auch möglich, Geräte zu Gruppen zusammenzufassen, dann könnte der Befehl so aussehen: {Group_0210, Script_7}. Dieser Befehl weist die Geräte in der Gruppe Group_0210 an, Script_7 auszuführen.
Das Skript enthält eine Reihe von Befehlen, zum Beispiel OFF, 10 %, 50 %, 100 %, 50 %, 10 %. Gemäß diesem Befehlssatz ist es erforderlich, die angegebene Gruppe auszuschalten und dann die Leistung entsprechend dem angegebenen Prozentsatz zu ändern. Über die Kommunikationsleitung übertragene Befehle können für jedes Gerät, für eine Gruppe von Geräten oder für alle Geräte gleichzeitig (Broadcast) individuell sein.
Das DALI-Protokoll ist so konzipiert, dass es die direkte Adressierung von 64 Geräten ermöglicht, die an einer einzigen Steuerleitung angeschlossen sind. Besteht Bedarf an mehr gesteuerten Geräten, kommen DALI-Router (Router) zum Einsatz, die eine Erhöhung der Kapazität des DALI-Netzwerks auf 200 Geräte ermöglichen. Reicht diese Anzahl nicht aus, werden DALI-Gateways zur Kombination von DALI-Routern eingesetzt. In diesem Fall erhöht sich die Anzahl der Adressen auf maximal 12800.
Für den Entwurf von DALI-Netzwerken wird spezielle Software verwendet. Geht man davon aus, dass ein bestimmtes Netzwerk nicht mehr als 200 Adressen enthält, was einem Peer-to-Peer-Netzwerk innerhalb eines DALI-Routers entspricht, dann reicht dafür das Softwarepaket Helvar Toolbox völlig aus Ziele. Um größere Netzwerke mit DALI-Gateways zu erstellen, benötigen Sie das Paket Helvar Designer.
DALI-Aktionen
Zunächst einmal handelt es sich um ein einfaches Ein- und Ausschalten sowohl einzelner Beleuchtungskörper als auch ganzer Gruppen. Darüber hinaus können Glühlampen gedimmt werden.Beim Dimmen mehrerer Leuchtengruppen ist deren Synchronisation gewährleistet.
Ein DALI-Steuergerät kann bis zu 16 Lichtszenarien nachbilden und Informationen über verschiedene Systemparameter empfangen und speichern: den Zustand der Leuchten, ob die Leuchte ein- oder ausgeschaltet ist, die vorgegebene Beleuchtungsstärke.
Elektronische DALI-Vorschaltgeräte finden das Steuergerät automatisch und verschiedene Einstellungen werden in den Vorschaltgeräten gespeichert. Dies sind zunächst Geräteadressierung, Lichtszenarien, Gruppenverteilung, Dimmgeschwindigkeiten, Notlichtleistungswerte.
Das DALI-System sieht den Einsatz von Bewegungs-, Präsenz- und Lichtsensoren vor, was die Funktionalität des Gesamtgerätes etwas erweitert. Dadurch ist es möglich, helle Szenen mit Tageslicht zu programmieren. Bewegungsmelder sind auf eine Reaktionszeit von bis zu 30 Minuten programmierbar.
Die Programmierung und Steuerung des Gerätes ist recht einfach und erfolgt über Tasten mit Schließerkontakt. Die Außenansicht des Bedienfelds des DALI-Controllers ist in Abbildung 2 dargestellt.
Abbildung 2. Bedienfeld des DALI-Controllers.
Bei einem Stromausfall merkt sich der DALI-Controller den aktuellen Zustand und stellt bei Spannungswiederkehr automatisch den letzten Betriebszustand wieder her. Daher funktioniert das System nicht ordnungsgemäß.