陈小荣, 黄 蓉

(北京电子科技职业学院 自动化工程学院, 北京 100176)

一种基于DDC的照明控制系统装置

陈小荣, 黄 蓉

(北京电子科技职业学院 自动化工程学院, 北京 100176)

设计出了一个照明控制系统装置,实现了对实验室内各照明灯组的现场/远程、手动/自动控制,可以对照明灯组的状态进行集中控制,并且可根据室内自然光照度自动开关照明灯具,直接数字控制器(DDC)采用西门子PXC24,软件采用西门子楼控管理平台软件Insight3.8。

照明控制系统； 直接数字控制器； 楼控管理平台软件

本文采用直接数字控制器(direct digital controller,DDC),设计开发出一种基于485总线的照明控制系统,系统可控制灯光回路连续调光或开关,接入各种传感器对灯光进行自动控制。

1 照明控制系统装置总体设计

照明控制系统装置设计了室内一般房间照明、会议室照明、公共区域照明和室外景观照明。要求通过光照度传感器检测室外光线强弱,实现对会议室内照明灯具的自动调光控制；通过被动红外探测器检测人体动静活动,实现对公共区域内照明灯具的自动开关控制；要求实现对室外景观照明的定时控制。

根据照明控制系统的要求所设计的装置结构框图见图1[7]。

图1 照明控制系统装置结构框图

控制系统的上位机为PC机,安装西门子楼控管理平台软件Insight3.8,照明灯组采用DDC控制,DDC选用西门子PXC24,传感器及从现场反馈的灯组的状态信号连接DDC的输入DI点,DDC的输出DO点连接照明灯组,从而通过现场控制装置实现各照明灯组的自动控制；通过通信网络和计算机软硬件系统平台,实现工作人员在控制计算机上对各照明灯组的远程控制。

1.1 DDC控制器

DDC控制器是整个控制系统的核心,是系统实现控制功能的关键部件。本照明控制系统装置采用西门子直接数字控制器PXC24。PXC控制器是西门子楼宇管理和控制系统INSIGHT的有机组成部分，它是一种自控级ALN(automation level network) 网络上的控制器,自身携带固定的输入输出点,可支持一条FLN总线(floor level network,需要另配FLN授权),支持以太网或RS-485 网络。PXC24提供24个输入输出点,包括3个通用输入(UI),9个通用输入/输出 UI/O,4个超级通用输入/输出(XI/O),3个模拟量输出(AOV)和5个数字量输出(DO)[8]。

1.2 光照度开关

采用光照度控制的开关,通过设定一个开关阀值作为动作标准,当环境的亮度达到设定值以下,这种开关就会开启,为控制器提供开关信号[9]。本照明控制系统装置室外照明控制中主要采用定时控制,考虑特殊情况加装光照度控制。

1.1.1 病例选择 收集2017年1—12月收集无锡市中医院肾内科和无锡市中西医结合医院介入科诊断为透析瘘失功、行透析及透析瘘腔内治疗的患者49例作为透析组。选取无锡市中西医结合医院药物临床试验中心的健康成人22例作为对照组。

1.3 光照度传感器

光照度传感器用来测量环境中光照,把光照度的变化转换成电信号,采集到的信号传送给DDC控制器,当作业面的照度高于预设照度值,关闭或调暗采光系统；当作业面的照度低于预设照度值,开启或调亮采光系统[10]。照度传感器主要用于对天然采光的补偿和利用,以达到恒照度。本照明控制系统装置采用武汉中科能慧科技发展有限公司NHZD10AI室内光照度传感器 ,具有较高灵敏度,配合高精度线性放大电路,线性电流输出4 ～20 mA,24 V DC供电,测量范围0～2 000 LX。

1.4 被动红外探测器

本系统采用的是热释电红外传感器。人体都有恒定的体温,一般在37 ℃,所以会发出特定波长10 μm 左右的红外线,通过菲泥尔滤光片增强后聚集到红外感应源上[11]；红外感应源采用热释电元件,这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡,向外释放电荷,后续电路经检测处理后就能产生电平变化,即表示人体存在的信号。本照明控制系统采用深圳市浩博特电子有限公司HP-208产品,它在人进入感应范围时输出高电平(3.3 V),人离开应范围则自动延时关闭高电平,输出低电平(0.3 V)；工作电压为DC 3 V～24 V；感应范围大,小于140°锥角,感应距离为7 m以内,其静态电流小于50 μA,功耗低；工作温度介于-15～+70 ℃之间,适应性强。

1.5 光源选择

本装置采用4种光源。会议室照明采用可调LED灯,一般房间照明采用荧光灯,公共区域照明采用紧凑型节能灯,室外景观照明采用金卤灯。

2 程序设计

2.1 I/O设备的设置

编写程序前首先对照明控制系统装置的控制器I/O地址进行分配,见表1。

表1 I/O地址分配

2.2 程序设计要求

该照明控制系统装置对4种不同区域照明有不同的要求。一般房间照明要求可以实现手自动控制。会议室照明的LED灯可以自动调光控制,即当光照度传感器检测室外光达到规定照度时自动关闭照明灯具；当光照度传感器检测室外光较强时,降低照明灯具亮度；当光照度传感器检测室外光线较弱,则提高照明灯具亮度。公共区域照明要求当被动红外探测器检测到有人在区域内活动时,自动打开公共区域内照明灯具；当检测到没有人体活动,延迟一定时间后自动关闭公共区域内照明灯具。室外照明要求能定时控制,在规定时间白天自动关闭照明灯具、夜晚自动打开。

2.3 程序流程图

照明控制系统装置程序设计流程图见图2。

图2 照明控制系统装置程序设计流程图

2.4 组态界面设计

上位机采用Insight软件对DDC进行组态控制[12],组态状态框图见图3。

图3 照明控制系统装置组态状态框图

3 结束语

本文开发设计一种照明控制系统装置,该装置以DDC作为现场控制的设备,以及现场与上位机之间的数据传输设备,通过Insight软件设计,实现了照明系统中各照明灯组的现场控制与远程集中控制结合的功能,该装置采用实际工程主流控制器,编程简单,运行稳定,具有较高应用价值。

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[12] 张超敏.DDC在楼宇自动化控制系统中的应用[J].网友世界,2014(15):72.

A lighting control system based on DDC

Chen Xiaorong, Huang Rong

(Automation Engineering Institute,Beijing Polytechnic,Beijing 100176,China)

This paper proposes a new lighting control system. In this system,each lighting group can achieve the field/remote control and the manual/automate control. A centralized control mode is implemented and the lighting devices can switch automatically according to the indoor natural light. In this system, Siemens PXC24 is used as the direct digital controller. Meanwhile, the Insight3.8 designed by Siemens is used as the building control management platform software.

lighting control system； direct digital controller； management platform software

2015- 03- 25 修改日期：2015- 04- 10

北京市高校教学名师项目(PXM-2015-014306-000019)

陈小荣(1969—)，女，山西襄汾，工程硕士，副教授/注册电气工程师，研究方向为建筑电气与智能化.

E-mail：13621008117@139.com

TP23

A

1002-4956(2015)10- 0090- 03