Gebäudesystemtechnik
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Licht- und Beleuchtungstechnik
Lichtsteuerung mit DALI
ep11/2006, 3 Seiten
Positionierung Die auf Initiative einer ZVEI-Arbeitsgruppe von Leuchtenherstellern konzipierte DALI-Schnittstelle wurde als Ergänzung bzw. Ablösung der analogen 1-10V-Schnittstelle [1] platziert. Wie der englischen Bezeichnung „Digital Adressable Lithing Interface“ zu entnehmen ist, beschränkt sich DALI auf die Beleuchtung. Die Schnittstelle ist daher bezüglich Funktionsumfang und Preis zwischen den Gebäudebussystemen und der analogen 1-10V-Schnittstelle einzuordnen (Bild ). Bei der Festlegung des Leistungsumfanges hat man sich darüber hinaus auf die Lichtsteuerung eines Raumes beschränkt (Bild ). DALI ist daher keine Alternative zu einem Gebäudebussystem, sondern vielmehr eine sinnvolle Ergänzung desselben. Systemkonzept Ähnlich wie bei Gebäudebussystemen handelt es sich auch bei DALI um ein dezentrales System. Die Lampen sind an adressierbaren Vorschaltgeräten angeschlossen (Bild ). Die Steuerung erfolgt über ein DALI-Steuergerät. Statt von DALI-EVGs wird auch von Betriebsgeräten gesprochen. Die Verbindung zwischen dem Steuergerät und den Betriebsgeräten erfolgt über ein zweiadriges Kabel. Zur Bereitstellung der Betriebsspannung und zum Schutz werden noch drei weitere Adern (L, N, PE) benötigt. DALI-EVGs werden also wie 1-10V-EVGs über ein 5-adriges Kabel angeschlossen (Bild ). Der entscheidende Unterschied besteht darin, dass nicht jedes Gerät bzw. jede Gruppe gesondert an das Steuergerät angeschlossen wird. Alle Betriebsgeräte werden hier über ein 5-adriges Kabel als Bussystem mit dem Steuergerät und der Verteilung verbunden. Das bringt spürbare Vereinfachungen bei der Verkabelung des Systems. Das Steuergerät kommuniziert unter Nutzung der DALI-Adern über Datentelegramme mit den Betriebsgeräten. Die Betriebsgeräte werden über programmierte Adressen (Individual- und Gruppenadressen) angesprochen. Die Kommunikation erfolgt nach dem Master-Slave-Prinzip (Bild ). Es können nicht nur Telegramme vom Steuergerät gezielt zu ausgewählten (adressierten) Betriebsgeräten geschickt werden, sondern die Betriebsgeräte können ihrerseits - auf Anfrage - Informationen zu Betriebszuständen zum Steuergerät übermitteln. Diese Möglichkeit kann z. B. zur Anzeige von defekten Lampen genutzt werden. Was ist genormt? Die im Bild skizzierte Grundstruktur eines DALI-Systems verdeutlicht das Systemkonzept, ist aber als Ganzes nicht genormt. Genormt sind lediglich die Betriebsgeräte (Bild ), also die DALI-EVGs und die damit im Zusammenhang stehenden Aspekte. Daher wurde DALI zunächst in der Vorschaltgerätenorm IEC 60929 standardisiert. Eine Zusammenfassung der Eigenschaften und Besonderheiten der verschiedenen DALI-Betriebsgerätetypen findet man aktuell in der IEC 62386. Die DALI-EVGs verfügen - ähnlich wie die programmierbaren Module bei Gebäudebussystemen - über einen speziellen Mikrorechner mit Speicherplatz und Busankoppler. Bei der Programmierung werden dem Betriebsgerät die Individualadresse und die Gruppenadressen zugeordnet sowie weitere Einstellungen vorgenommen (Tafel ). Der durch Programmierung der Betriebsgeräte erreichbare Funktionsumfang ist als Mindestumfang im DALI-Standard festgelegt. Dieser Mindestumfang muss durch alle Betriebsgeräte gewährleistet sein. Den Herstellern steht es aber frei, über diesen Umfang hinaus Funktionen zu implementieren. Neben dem Funktionsumfang der Betriebsgeräte und dessen Parametrierung ist auch die Kommunikation zwischen dem Steuergerät und den Betriebsgeräten über den DALI-Bus genormt. Da für die Datenübertragung über die DALI-Adern bestimmte Spannungsbereiche als Low- und als High-Pegel festgelegt sind, wird die maximale Kabellänge zwischen Steuergerät und Betriebsgerät durch die vom Leiterquerschnitt abhängige Dämpfung des digitalen Signals bestimmt. Je nach Leiterquerschnitt ergeben sich daher verschiedene zulässige Längen. Ein Blick auf die in Tafel angegebenen Werte macht deutlich, dass die zulässigen Längen praktisch keine Einschränkung darstellen. Es handelt sich um die maximale Kabellänge zwischen Steuergerät und dem am weitesten entfernten Betriebsgerät. Durch geschickte Anordnung des Steuergerätes (in der Mitte) steht die doppelte Länge als maximale Kabellänge für die am weitesten voneinander entfernten Betriebsgeräte zur Verfügung. Bezüglich der Topologie sind Bus- und Sternanordnungen möglich. Ringe sind aus Gründen des Schutzes vor Einkopplungen von Überspannungen ausdrücklich ausgeschlossen. Bedingt durch die Systemgröße arbeitet DALI mit einer vergleichsweise geringen Nutzdatenrate von 1200 bit/sek. Die Datenübertragung ist daher recht stabil. Auf Abschlusswiderstände an den Kabelenden kann verzichtet werden. Elektropraktiker, Berlin 60 (2006) 11 920 BETRIEBSFÜHRUNG Lichtsteuerung mit DALI Mit DALI wurde in den letzten Jahren eine digitale Schnittstelle in der Lichtsteuerung erfolgreich am Markt etabliert. DALI ist vor allem ein Vorschaltgeräte- und Schnittstellenstandard. Dieser wird durch eine Vielzahl von Herstellern weltweit unterstützt. Im Beitrag werden die Positionierung, das Konzept und der praktische Einsatz von DALI-Systemen besprochen. ELEKTRO PRAKTIKER MEISTERWISSEN Tafel Wichtige Angaben auf einen Blick [2] DALI ist definiert für: · max. 64 Einzelgeräte (Individualadressen) · max. 16 Gruppen (Gruppenadressen) · max. 16 Szenen (Lichtszenenwerte) Im DALI-EVG werden gespeichert: · Individualadresse · Gruppenzugehörigkeit(en) · Lichtszenenwert(e) · Dimmgeschwindigkeit · Notstromlichtwert · Einschaltlichtwert bei Spannungswiederkehr Tafel Maximale Kabellänge zwischen Steuer- und Betriebsgerät Querschnitt der max. zulässige DALI-Adern Länge 0,5 mm2 100 m 1,0 mm2 150 m 1,5 mm2 300 m EP1106-917-923 19.10.2006 11:52 Uhr Seite 920 Elektropraktiker, Berlin 60 (2006) 11 921 BETRIEBSFÜHRUNG DALI als eigenständiges System Zum Aufbau eines auf DALI-EVGs basierenden eigenständigen Lichtsteuersystems wird ein DALI-Steuergerät mit angeschlossenen/integrierten Anzeige- und Bediengeräten bzw. Sensoren benötigt. Die Konfiguration eines solchen Systems entspricht der im Bild gezeigten Anordnung. Da sich die DALI-Standardisierung auf die Betriebsgeräte und die Schnittstelle beschränkt, sind die Ausgestaltung des Funktionsumfanges der Steuergeräte und die Programmierung des Systems in jedem Fall herstellerspezifisch. Herstellerspezifisch ist auch, ob lediglich mit einem Steuergerät gearbeitet wird oder ob mehrere Steuergeräte (Multi-Master-Betrieb) pro System installiert werden können. DALI in der Praxis Ausgehend von der Positionierung des DALI-Sytems zur Lichtsteuerung eines Raumes lassen sich praktisch verschiedene Anordnungen realisieren. DALI als Subsystem Der Einsatz eines DALI-Systems als eigenständiges System wird eher die Ausnahme sein. Für die Einbindung von Leuchten mit DALI-EVGs in ein Gebäudebussystem gibt es im Prinzip zwei Möglichkeiten. Die eine Möglichkeit besteht darin, dass das DALI-Steuergerät mit einer Verbindung zum Gebäudebussystem ausgerüstet wird. Diese Variante als eigenständiges Subsystem hat in der Praxis kaum Verbreitung gefunden. Durchgesetzt hat sich dagegen die im Bild dargestellte Lösung des Einsatzes als reines Subsystem. Für die verschiedenen Gebäudebussysteme stehen DALI-Gateways zur Verfügung, die direkt DALI-EVGs ansteuern. Die Aufgabe des DALI-Steuergerätes wird hier durch das Gebäudebussystem insgesamt und das Gateway im Detail mit übernommen. Spezielle Lösungen Die Beschränkung der DALI-Standardisierung auf die Schnittstelle, die Betriebsgeräte und das Festschreiben eines Mindestfunktionsumfanges eröffnet den Herstellern die Möglichkeit, Betriebsgeräte mit zusätzlichen herstellerspezifischen Einordnung in die Gebäudetechnik (in Anlehnung an [2]) Grundstruktur eines DALI-Systems Bussysteme LON, KNX/EIB, LCN, ... DALI 1...10 V Funktion Preis DALI - zwischen analoger Schnittstelle und Gebäudebussystemen [2] Beleuchtung Heizung Lüftung Klima Jalousien Gebäudekomplexe Gebäude Etagen/ Gebäudeteile/ Wohnungen Räume DALI Gebäudebussysteme DALI-Steuergerät Sensoren Bediengeräte DALI-EVG 1 DALI-EVG 2 DALI-EVG 3 DALI-EVG 64 L, N, PE DALI EP1106-917-923 19.10.2006 11:52 Uhr Seite 921 Funktionen auszurüsten. Ein typisches Beispiel hierfür ist die Zusatzfunktion Touch Dim der Firma Osram [3]. Über diese Funktion können DALI-EVGs über einen einfachen Taster (kurz Drücken - ein/aus, lang Drücken - Dimmen) ohne Programmierung und ohne Steuergerät angesteuert werden. Eine solche Anlage kann zu einem späteren Zeitpunkt durch Austausch des Tasters gegen ein Steuergerät bzw. Gateway relativ problemlos ausgebaut und in ein Gebäudebussystem integriert werden. Typische Fragen Der Einsatz von Beleuchtungssteuerungen von DALI-EVGs führt in der Praxis zu einigen immer wieder gestellten grundsätzlichen Fragen: · Was ist zu tun, wenn eine Lampe gewechselt wird? Es ist lediglich die Lampe zu wechseln, die Programmierung steckt im DALI-EVG und bleibt erhalten. · Welche Konsequenzen hat ein Leuchtenwechsel? Wird eine komplette Leuchte mit Vorschaltgerät gewechselt, muss neu parametriert/programmiert werden, es sei denn, es wird von einer vereinfachten Form der Ansteuerung (z. B. Touch Dim) Gebrauch gemacht. · Können DALI-EVGs verschiedener Hersteller in einer Anlage eingesetzt werden? Ja, das ist prinzipiell möglich, vorausgesetzt, es wird nicht von herstellerspezifischen Zusatzfunktionen Gebrauch gemacht. · Können Steuergeräte verschiedener Hersteller in einer Anlage kombiniert werden? Nein, auch dann nicht, wenn die betreffenden Geräte für den Multi-Master-Betrieb geeignet sind. · Ist Lichtsteuerung auch ohne DALI möglich? Selbstverständlich, alle Gebäudebussysteme verfügen über verschiedene Möglichkeiten zum Dimmen von Glühlampen, zur Vereinbarung von Lichtszenen, zur Ansteuerung von 1-10V- und DSI-EVGs usw. Fast alles was mit DALI möglich ist, kann auch auf diesem Weg realisiert werden. Aber in den meisten Fällen bringt der Einsatz von DALI-EVGs in Verbindung mit einem DALI-Gateway eindeutige Kostenvorteile. Insbesondere die bei DALI mögliche Rückmeldung (z. B. Ausfall des Leuchtmittels) eröffnet einen kostengünstigen Weg zu verschiedenen Funktionen. Fazit Mit den DALI-EVGs steht eine neue Generation von Vorschaltgeräten zur Verfügung. Die Funktionalität dieser Betriebsmittel wird nicht durch deren Verdrahtung festgelegt, sondern mittels Programmierung/Parametrierung bestimmt. Literatur [1] Möbus, H.: Lichtsteuerung - vom Dimmer zu DALI und DMX. Elektropraktiker Berlin 60(2006)10, S. [2] DALI-Handbuch der DALI AG. Ausgabe 2002, Herausgeber ZVEI, www.dali-ag.org [3] DALI - Technische Fibel; Lichtsteuersysteme mit DALI. OSRAM, April 2006 www.osram.de H. Möbus Elektropraktiker, Berlin 60 (2006) 11 922 BETRIEBSFÜHRUNG Anschluss über ein 5-adriges Kabel Quelle Osram Master-Slave-Prinzip - Kommunikation zwischen dem Steuergerät und den Betriebsgeräten Neutralleiter Phase DALI (DA) DALI (DA) Schutzerde DALI als Subsystem eines Gebäudebussystems DALI ist vor allem Normung der Betriebsgeräte und deren Schnittstelle DALI-Steuergerät DALI-EVG 1 DALI-EVG 2 DALI-EVG 3 DALI-EVG 64 DALI-EVG DALI-Schnittstelle (Adressen und Einstellungen) DALI-EVG 1 DALI-EVG 2 DALI-EVG 3 DALI-EVG 64 L, N, PE DALI DALI Gebäudebussystem DALI-Gateway EP1106-917-923 19.10.2006 11:52 Uhr Seite 922
Autor
- H. Möbus
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