觸摸屏控制的C-Bus智能燈光控制系統

郝翠霞 張 玲 王 明

(南京工業職業技術學院電氣工程學院)

觸摸屏控制的C-Bus智能燈光控制系統

郝翠霞 張 玲 王 明

(南京工業職業技術學院電氣工程學院)

基于C-Bus總線設計實現智能燈光控制系統，系統硬件采用奇勝C-Bus智能控制器件作為主控部分，實現整個過程的燈光控制；軟件利用奇勝C-Bus編程軟件Toolkit完成控制對象所在群組的設置；利用PICED觸摸屏編程軟件完成多路調光、開關和場景參數的設置和信息顯示。

智能燈光控制系統 多路調光 場景 觸摸屏控制 C-Bus總線

隨著自動控制技術的不斷發展，觸摸屏作為交互式輸入設備在燈光控制系統中越來越受到人們的青睞。觸摸屏具有反應速度快、節省空間及易于交流等優點[1]。紅外感應器智能面板作為輸入設備在C-Bus智能燈光控制系統的場景功能有限，無法編輯更多更復雜的場景，而采用觸摸屏作為輸入設備，發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，同時也可以實現節能的目的。筆者根據智能燈光控制系統的設計要求，基于觸摸屏控制，設計C-Bus智能燈光控制系統。

1 硬件部分

1.1系統原理

C-Bus系統應用于智能燈光控制，可以獨立運行，遵循標準通信協議CSMA/CD，其網絡結構是：所有C-Bus元件由一對通信信號線(UTP5)連接成網絡。每個元件均設置唯一地址，并用Toolkit軟件設置其功能，通過輸出元件控制各負載回路，輸入元件通過群組地址和輸出單元建立對應聯系。當有輸入時，輸入元件將它轉換成C-Bus信號在系統總線上廣播，所有的輸出元件接收并做出判斷，控制相應的輸出回路。

本設計中，通過Toolkit軟件對輸出繼電器、調光器等的地址進行設置，通過PICED軟件對觸摸屏進行多路燈光場景設置。操作人員可以根據照明需要，通過觸摸屏上的軟按鍵切換燈光的場景模式，同時實現節約電能的目的。C-Bus智能燈光控制系統原理如圖1所示。

圖1 C-Bus智能燈光控制系統原理示意圖

1.2硬件選型

系統硬件選型主要包括3類：

a. 電源模塊、邏輯模塊及網橋模塊等系統單元，給C-Bus系統提供控制電源和系統時鐘；

b. 智能控制面板、觸摸屏、紅外探測器及干接點接收模塊等輸入單元，用于觸發控制，且將外界的控制信號轉換為C-Bus信號在總線上傳播；

c. 繼電器、調光器、模擬量輸出模塊及DMX信號輸出模塊等輸出單元，用于接收總線上的信號，并直接輸出控制信號，控制相應回路輸出，實現對負載的控制。

綜合C-Bus系統的控制要求，給出的關鍵配置見表1。

5050CT2 WE型觸摸屏具有場景設置，調光、開關、延時、定時、多功能圖形界面和控制頁面設置，密碼保護，遙控，背景燈光控制調整，時鐘與日期顯示，系統自診斷，超薄超輕，以及C-Bus總線供電等特性。支持10個Applications，每個Appli-cation提供0～254共255個組地址。

表1 系統關鍵硬件選型清單

1.3硬件實現

智能燈光控制回路中，調光回路共設計為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專業級大功率調光器進行控制，剩余6路開關量則用8路智能繼電器L5508RVF控制。C-Bus智能燈光控制系統如圖2所示。

圖2 智能燈光C-Bus控制系統結構示意圖

在設計時需注意：C-Bus單一網絡最多可以安裝10個帶電源模塊(或最多安裝100個不帶電源模塊)，一個帶電源模塊可提供200mA的電流，因此一個C-Bus網絡中總線的電流不得超過2A，否則導致系統通信不正常。

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

該系統用到的模塊總數未超過100個，所有光源在一個網絡中共用一個時間控制模塊，帶邏輯功能的觸摸屏和邏輯模塊都可提供該功能，考慮價格因素，采用邏輯模塊提供時間控制。

2 軟件部分

2.1工作流程設計

設計采用施耐德奇勝公司的E5031PE型觸摸屏對燈光進行控制。操作人員手動觸摸屏，將此作為輸入信息傳遞到觸摸屏的CPU。E5031PE觸摸屏可以實現燈光的開關、調光、時間設定及用戶預設等控制功能[2]。PICED觸摸屏編程軟件具有自診斷工具，多功能圖形界面設計、主畫面與多層分畫面的設計等功能。智能燈光控制軟件的工作流程如圖3所示。

圖3 智能燈光控制系統工作流程

2.2軟件實現

系統設計為6個基本場景選擇：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)和全關模式。

設計完場景界面后，在PICED中點擊場景設計圖案，添加場景“日常模式(白天)”等模式，并在Scene Components中設置具體場景狀態，這里場景名稱和場景可根據需要自行調配，包括調光的亮度百分比、場景狀態等(圖4)。

智能燈光控制設計以集控和節能為主，不同場景選擇讓燈光控制方便簡單，還可以對區域燈光進行單獨自選控制。在自選控制里設計了開關和調光功能，將同類型燈光集中管理和控制，讓用戶有自主控制權。

圖4 場景狀態具體設置界面

3 結束語

采用施耐德奇勝C-Bus總線對智能燈光控制系統的硬件部分和軟件部分進行了設計與實現。利用C-Bus各控制模塊與Toolkit軟件相結合完成控制對象所在群組的設置，利用PICED軟件完成觸摸屏控制的程序編輯。通過該系統的設計應用，提高了燈光控制系統的控制和管理水平，減少燈光控制系統的維護成本；節約了能源，減少了燈光控制系統的運營成本。

[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設計[J].石油化工自動化，2015，51(3):38～40.

[2] 魏立明,李晨.基于C-Bus總線技術辦公樓宇智能照明控制系統設計[J].電氣應用,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

南京工業職業技術學院科研基金項目(YK12-04-07)。

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

TH89；TM923

A

1000-3932(2017)11-1078-04

2017-07-05，

2017-09-04)

參考文獻著錄規范

書[編號] 著者名.書名[M].版本.出版地:出版者,出版年：頁碼.

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

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

學位論文[編號] 著者名.題(篇)名[D].保存地：學位授予單位,年.

專利文獻[編號] 專利申請者名.專利題名[P].專利國別：專利號,出版日期.

注：①著者姓名應列全(3個以上的只列3個，并在第3個著者名后加“等”)；

②國外作者名應將“姓”排前，“名”排后。

2018年第26屆中國西部國際裝備制造業博覽會

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