触摸屏控制的C-Bus智能灯光控制系统

郝翠霞 张 玲 王 明

(南京工业职业技术学院电气工程学院)

触摸屏控制的C-Bus智能灯光控制系统

郝翠霞 张 玲 王 明

(南京工业职业技术学院电气工程学院)

基于C-Bus总线设计实现智能灯光控制系统，系统硬件采用奇胜C-Bus智能控制器件作为主控部分，实现整个过程的灯光控制；软件利用奇胜C-Bus编程软件Toolkit完成控制对象所在群组的设置；利用PICED触摸屏编程软件完成多路调光、开关和场景参数的设置和信息显示。

智能灯光控制系统 多路调光 场景 触摸屏控制 C-Bus总线

随着自动控制技术的不断发展，触摸屏作为交互式输入设备在灯光控制系统中越来越受到人们的青睐。触摸屏具有反应速度快、节省空间及易于交流等优点[1]。红外感应器智能面板作为输入设备在C-Bus智能灯光控制系统的场景功能有限，无法编辑更多更复杂的场景，而采用触摸屏作为输入设备，发出指令完成不同操作，成为目前能够满足用户所需的最佳选择，同时也可以实现节能的目的。笔者根据智能灯光控制系统的设计要求，基于触摸屏控制，设计C-Bus智能灯光控制系统。

1 硬件部分

1.1系统原理

C-Bus系统应用于智能灯光控制，可以独立运行，遵循标准通信协议CSMA/CD，其网络结构是：所有C-Bus元件由一对通信信号线(UTP5)连接成网络。每个元件均设置唯一地址，并用Toolkit软件设置其功能，通过输出元件控制各负载回路，输入元件通过群组地址和输出单元建立对应联系。当有输入时，输入元件将它转换成C-Bus信号在系统总线上广播，所有的输出元件接收并做出判断，控制相应的输出回路。

本设计中，通过Toolkit软件对输出继电器、调光器等的地址进行设置，通过PICED软件对触摸屏进行多路灯光场景设置。操作人员可以根据照明需要，通过触摸屏上的软按键切换灯光的场景模式，同时实现节约电能的目的。C-Bus智能灯光控制系统原理如图1所示。

图1 C-Bus智能灯光控制系统原理示意图

1.2硬件选型

系统硬件选型主要包括3类：

a. 电源模块、逻辑模块及网桥模块等系统单元，给C-Bus系统提供控制电源和系统时钟；

b. 智能控制面板、触摸屏、红外探测器及干接点接收模块等输入单元，用于触发控制，且将外界的控制信号转换为C-Bus信号在总线上传播；

c. 继电器、调光器、模拟量输出模块及DMX信号输出模块等输出单元，用于接收总线上的信号，并直接输出控制信号，控制相应回路输出，实现对负载的控制。

综合C-Bus系统的控制要求，给出的关键配置见表1。

5050CT2 WE型触摸屏具有场景设置，调光、开关、延时、定时、多功能图形界面和控制页面设置，密码保护，遥控，背景灯光控制调整，时钟与日期显示，系统自诊断，超薄超轻，以及C-Bus总线供电等特性。支持10个Applications，每个Appli-cation提供0～254共255个组地址。

表1 系统关键硬件选型清单

1.3硬件实现

智能灯光控制回路中，调光回路共设计为11路，其中3路功率在3kW以上，6路功率在1kW以上，剩余两路功率在1kW以下。综合成本、工程施工等因素，选用C-Bus输出单元L5112D20LP专业级大功率调光器进行控制，剩余6路开关量则用8路智能继电器L5508RVF控制。C-Bus智能灯光控制系统如图2所示。

图2 智能灯光C-Bus控制系统结构示意图

在设计时需注意：C-Bus单一网络最多可以安装10个带电源模块(或最多安装100个不带电源模块)，一个带电源模块可提供200mA的电流，因此一个C-Bus网络中总线的电流不得超过2A，否则导致系统通信不正常。

C-Bus调光回路配置模块时，要注意调光回路的负载类型和调光方式，模块要留有余量，回路功率需要给予一定的功率因素考虑。

该系统用到的模块总数未超过100个，所有光源在一个网络中共用一个时间控制模块，带逻辑功能的触摸屏和逻辑模块都可提供该功能，考虑价格因素，采用逻辑模块提供时间控制。

2 软件部分

2.1工作流程设计

设计采用施耐德奇胜公司的E5031PE型触摸屏对灯光进行控制。操作人员手动触摸屏，将此作为输入信息传递到触摸屏的CPU。E5031PE触摸屏可以实现灯光的开关、调光、时间设定及用户预设等控制功能[2]。PICED触摸屏编程软件具有自诊断工具，多功能图形界面设计、主画面与多层分画面的设计等功能。智能灯光控制软件的工作流程如图3所示。

图3 智能灯光控制系统工作流程

2.2软件实现

系统设计为6个基本场景选择：日常模式(白天)、日常模式(夜晚)、清扫模式、迎宾模式(白天)、迎宾模式(夜晚)和全关模式。

设计完场景界面后，在PICED中点击场景设计图案，添加场景“日常模式(白天)”等模式，并在Scene Components中设置具体场景状态，这里场景名称和场景可根据需要自行调配，包括调光的亮度百分比、场景状态等(图4)。

智能灯光控制设计以集控和节能为主，不同场景选择让灯光控制方便简单，还可以对区域灯光进行单独自选控制。在自选控制里设计了开关和调光功能，将同类型灯光集中管理和控制，让用户有自主控制权。

图4 场景状态具体设置界面

3 结束语

采用施耐德奇胜C-Bus总线对智能灯光控制系统的硬件部分和软件部分进行了设计与实现。利用C-Bus各控制模块与Toolkit软件相结合完成控制对象所在群组的设置，利用PICED软件完成触摸屏控制的程序编辑。通过该系统的设计应用，提高了灯光控制系统的控制和管理水平，减少灯光控制系统的维护成本；节约了能源，减少了灯光控制系统的运营成本。

[1] 孟磊,邹志云,赵丹丹,等.基于PLC和触摸屏的电加热水浴温度控制系统设计[J].石油化工自动化，2015，51(3):38～40.

[2] 魏立明,李晨.基于C-Bus总线技术办公楼宇智能照明控制系统设计[J].电气应用,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

南京工业职业技术学院科研基金项目(YK12-04-07)。

郝翠霞(1976-)，讲师、工程师，从事电气自动化、智能控制等的教学与研究，njhaocx@163.com。

TH89；TM923

A

1000-3932(2017)11-1078-04

2017-07-05，

2017-09-04)

参考文献著录规范

书[编号] 著者名.书名[M].版本.出版地:出版者,出版年：页码.

期刊[编号] 著者名.题(篇)名[J].刊名,出版年,卷号(期号): 页码.

论文集[编号] 著者名.题(篇)名[C].文集名.出版地:出版者,出版年:页码.

学位论文[编号] 著者名.题(篇)名[D].保存地：学位授予单位,年.

专利文献[编号] 专利申请者名.专利题名[P].专利国别：专利号,出版日期.

注：①著者姓名应列全(3个以上的只列3个，并在第3个著者名后加“等”)；

②国外作者名应将“姓”排前，“名”排后。

2018年第26届中国西部国际装备制造业博览会

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