基于DDC控制的智能樓宇照明系統研究

何晶

摘要： 隨著智能建筑，特別是智能辦公大廈的出現，使建筑要求與設計方法跟傳統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，隨著國際上“智能建筑”的大量出現，與之配套的智能照明技術也迅速地發展，并成為二十一世紀照明技術發展的一個重要方向。本文主要討論基于DDC控制的智能樓宇照明系統問題。

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.

關鍵詞： DDC控制；智能控制；照明系統

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

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：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必備功能，體現著建筑安全舒適、高效、便利的應用特點。現代建筑中的電氣照明，應該為人類的工作、生活提供足夠的視覺條件，同時燈具造型和光色應該具有設計感，以滿足人們的審美需要。除此以外，還應該體現出現代建筑照明節能的特點。智能建筑中照明用電僅次于空調系統，如何在基本的照明功能之上實現對能源的節約，是以自動化運行管理為主的現代智能照明系統研究的一個重點。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。本系統可實現對燈光系統的智能化管理及自動控制，便于營造出舒適的照明環境，有利于人們的身體健康，將成為未來照明技術發展的新趨勢。

1 智能照明前景分析

目前中國的智能樓宇照明系統處于起步階段，與國外發展較好的地區還有一定的差距。推廣智能樓宇照明有幾個突出的優點。

①利用智能照明系統可以更好的節約能源。

②利用智能照明系統可以提高管理水平。

③利用智能照明系統可以更好的檢測燈具的運行異常，便于及時的維修與更換。

④利用弱電控制強電燈具的運行，使操做者遠離高壓運行燈具，使控制變得更加安全。

可見隨著科技的發展，智能照明的控制已經成為了技術進步一種標志。因此在樓宇照明控制中運用智能照明系統是可行的。

2 DDC簡介

系統中采用的照明系統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的一部分，具有12 路通用輸入端口，具有6 路開關量輸出端口，具有4 路模擬量輸出端口。

DED-BA-E7501DDC 控制模塊以FT3150 神經元芯片為核心，擴展輸入采樣和輸出控制電路[1]。電腦和觸摸屏發出的控制信號接入輸入端口，采樣電路將采集到的模擬量或者開關量信號經A/D 變換轉換為數字信號，數字信號輸入CPU，經過各種邏輯變換和算術運算，然后將轉換后的數據輸出到LonWorks 網絡，供LonWorks 網絡上的監視設備顯示或控制；同時模塊也接收來自LonWorks 網絡的數據，經過邏輯變換和算術運算，經輸出擴展電路轉換成開關量或者模擬電壓信號輸出，控制各種執行器或者繼電器等動作。

3 智能樓宇照明系統架構

本系統主要由照明系統，DDC（直接數字控制系統）、LON板卡、計算機及觸摸屏組成。如圖1所示。本系統可以通過LON板卡的連接設置，應用計算機中的MCGS觸摸組態軟件直接控制DDC的常開端，靠DDC常開端的控制來實現對相應通用輸入端的控制達到照明系統的控制目的。整套控制系統還具有運用昆侖通態觸摸屏，通過RS485通訊串口實現數據傳輸來控制DDC實現智能照明控制的目的。

4 DDC對照明系統的控制

DDC對照明系統的控制是以中間繼電器為橋梁實現的。應用這種控制的方法的好處是精準、運用低電壓控制220V照明電路工作。其DDC控制的一路照明系統結構如圖2所示。

圖中DDC與電腦或觸摸屏之間的數據通信依靠RS-485實現。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。當上位機（電腦或觸摸屏）發出DDC常開DO1端的閉合信號時，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常開觸點吸合。繼電器8-12的常開觸點與DDC的通用輸入1端UI1連接。8-12常開觸點吸合后將繼電器的工作信號反饋給DDC，DDC再將繼電器的反饋信號傳給上位機，在上位機上用戶就可以看到照明系統被點亮后的反饋。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常開觸點吸合控制照明電路的工作。

5 上位機部分設計

上位機的部分應用的是MCGS觸摸組態軟件和昆侖通態的觸摸屏設計。其中MCGS觸摸組態軟件的3路照明控制組態畫面如圖3所示。

點擊第一路的開關按鈕，在組態界面下第一路的燈由綠變紅，同時第一路的照明電路工作。這種遠程利用上位機和觸摸屏控制照明電路可以使用戶實現低壓設備控制高壓設備運行的效果。

在進行上下位機通訊的時候Lon通訊（上位機和Lon設備）傳輸的是字符串，Lon設備的網絡變量的設備數據類型和上位機的數據類型基本都可以采集字符串的通訊方式。若數據類型的不匹配會導致通訊出現故障等問題。

6 結束語

無論是照明功能的安全性還是節能效果，無論是家用還是商務辦公，智能照明都展現出傳統照明不可比擬的優勢。通過實現對照明電路系統的遠程控制，可以實現高效、節能、安全、舒適和提供便利服務等。

智能樓宇設計項目的效益回報率應達到每年15%-30%，所以，一般的智能樓宇建筑應在3-5年時間內收回投資成本。

嚴格來講，中國目前的智能照明市場還未健全，智能照明的應用領域仍局限在商務辦公、酒店、市政基建等公共領域，家用方面僅應用在了一部分高端別墅中。隨著科研技術的進步，智能照明必將以強大的應用優勢占領未來市場，特別是將在家居領域展現出強大的適用性，并逐漸從高端別墅拓展到普通家庭。

參考文獻：

[1]DED-BA-E7501 DDC 通用控制模塊安裝使用說明書[Z].

[2]張志明，莊瑋琳，余有靈，許維勝，王翠霞，陸繼誠，譚學軍.節能道路照明系統的無線智能控制設計[J].照明工程學報，2010（02）.

[3]李琛.智能照明控制系統[J].智能建筑與城市信息，2011（09）.