www.aimlite.com Solutions de gestion d énergie intelligentes Systême de contrôle pour l eclairage DALI - 1,2,3 AIMLITE Inc. 2233 Rue de l Aviation, Dorval, QC H9P 2X6 T. 1-866-348-2374, F. 1-866-670-3975 www.aimlite.com 02-2014
Table des matières Introduction Chapitre 1 DALI établit une nouvelle norme Chapitre 2 Caractéristiques et avantages DALI 2.1 - Avantages des concepteurs d'éclairage 2.2 - Avantages DALI pour les gestionnaires 2.3 - Avantages DALI aux occupants d'immeuble Chapitre 3 La technologie et la Connectivité DALI 3.1 - Ballasts 3.2 - Unités de contrôle 3.3 - Câblage 3.4 - Alimentation de voltage (commande) 3.5 - Taille du système 3.6 - Compatibilité électromagnétique 3.7 - Modes d'opérations primaires Chapitre 4 Considérations de la conception DALI 4.1 - Disposition des ballasts et dispositifs 4.2 - Planifier la liste de contrôle 4.3 - DALI et les systèmes de gestion d'immeuble Chapitre 5 Installation DALI 5.1 - Liste de contrôle d'installation 5.2 - Mise en service 5.2.1 - Assigner des adresses 5.2.2 - Utilisation des adresses individuelles 5.2.3 - Utilisation des adresses de groupe 5.2.4 - Création et stockage des scènes d'éclairage 5.2.5 - Les dispositifs et éléments d'opération 5.2.6 - Commissionnement après la modification du sytème Chapitre 6 Installation DALI 6.1 - Schémas simples d'éclairage 6.2 - Schéma complexe d'éclairage Terminologie 1
Introduction DALI, comme concept, signifie un système de gestion intelligent d'éclairage qui fournit : une augmentation des économies en énergie, une installation, un entretien plus simple, un maximum de flexibilité de commandes et de modifications tout ceci dans un standard entièrement ouvert. DALI n'est pas un simple produit. C'est un protocole industriellement compatible qui permet à de différents fabricants (ballasts, systèmes de contrôle, capteurs de luminosité, contrôleurs rideau, station de contrôle, gradateurs, commutateurs, etc..) d'offrir un mélange assorti sans contrainte dans des systèmes complets. Sa conception et la flexibilité d'utilisation sont grandement améliorées si on compare aux systèmes conventionnels souvent fermés. Le but de ce document est de fournir un guide de référence pour architectes, ingénieurs, concepteurs d'éclairage ou quiconque cherchant à comprendre ce système révolutionnaire et l'interface numérique accessible pour l'éclairage. 2
Chapitre 1 DALI établit un nouveau standard La technologie de commande de l'éclairage utilise des méthodes analogique ou numérique de propriété industrielle fermée, mais celles-ci ont des inconvénients. Les systèmes utilisant un câblage analogique ne peuvent pas commander les éclairages individuels, demeurent assez complexes et coûteux à mettre en application et sont extrêmement difficiles à modifier dans l'utilisation d'une zone. Les méthodes de commande numériques de propriété industrielle fermée, tout en ayant une plus grande flexibilité que les systèmes analogues, sont encore incapables de commander les ballasts individuels pour une flexibilité ultime et sont plus complexes et coûteuses. L'interface numérique accessible d'éclairage (DALI) définit une norme pour la communication digitale entre les composants individuels d'un système d'éclairage. DALI fournit une communication et une installation simplifiée offrant un maximum de commande et de flexibilité. Le câblage devient plus simple. Les coûts d'installation sont plus bas. Chaque ballast peut être individuellement commandé (adressé) aussi bien qu'appartenir à n'importe lequel des différents 16 groupes ou à tous (voir Chapitre 2). Les coûts d'entretien sont réduits par une surveillance centrale du statut de ballast et de lampe. Les coûts d'énergie sont réduits par la gestion de lumière de jour et par des commandes standard telles que les sondes d'occupation et luxmètre. En outre, de manière plus importante, le standard ouvert permet l'interchangeabilité des ballasts DALI et des dispositifs de différents fabricants. DALI a été conçu dans un effort conjoint des principaux fabricants de ballast et d'équipement de commande avec l'idée d'offrir un standard au marché de l'éclairage qui se conforme à toutes les conditions et qui résout les tâches complexes d'éclairage d'une manière simple et rentable. Développé en Europe, le standard DALI est connu comme Annexe E du standard européen de ballast de lampe IEC 60929, et progresse pour devenir un standard global de communication d'éclairage. Il est de plus en plus utilisé en Amérique. 3
Chapitre 2 Caractéristiques et avantages DALI DALI est le moyen idéal de communication numérique, étant conçu pour les besoins d une meilleure gestion de l éclairage. La communication et l'installation ont été simplifiées. Tous les dispositifs intelligents communiquent dans un système local d'une manière qui est à la fois simple et libre d'interférence. Il n'y a pas de condition spéciale de câblage en fait, le câblage DALI et le câblage de courant peuvent résider en un conduit commun (sujet au code local). Le standard DALI fournit une solution de système complet (montage, lampe, ballast, dispositifs et câblage). Les avantages de DALI sont nombreux pour tous les bénéficiaires : que ce soit du concepteur d'éclairage au directeur de service, et même à l'occupant d'immeuble. 2.1 - AVANTAGES AUX CONCEPTEURS D'ÉCLAIRAGE La technologie DALI offre plusieurs avantages aux concepteurs d'éclairage : Simple câblage des dispositifs. Les groupes de dispositifs câblés sont éliminés; chaque dispositif individuel a seulement une entrée de courant et une de commande numérique qui sont non polarisées, éliminant les coûteuses et potentielles erreurs d'installation. Les dispositifs sont câblés utilisant le même type de câble comme celui utilisé pour le courant. Contrôle individuel de l'éclairage. Jusqu'à seize (16) niveaux différents d'éclairage, des scènes et les niveaux d éclairage peuvent être programmés et stockés dans la mémoire du ballast. Chaque boucle DALI peut supporter jusqu'à soixantequatre (64) dispositifs (incluant la sortie de la passerelle). Chaque boucle peut être exécutée avec un maximum de 16 groupes de ballasts/dispositifs Groupe 1 Groupe 5 Groupe 9 Groupe 13 Chaque groupe peut inclure un ou tous les 64 ballasts/dispositifs 4
Commande de groupe flexible Flexible group control. Chaque boucle DALI peut supporter jusqu'à seize (16) groupes individuels et chaque ballast peut appartenir à n'importe lequel des seize groupes ou à tous pour des définitions de scène d'éclairage. La commande simultanée de toutes les composantes est possible à tout moment par la diffusion d une adresse. La commande par logiciel permet une configuration et une modification simple. Les spécifications de gradation peuvent être finalisées plus tard dans un projet ainsi les bâtiments peuvent être adaptés plus facilement pour satisfaire les futurs besoins de l utilisateur. Les concepts d'éclairage peuvent être programmés et simulés sur un PC pour être téléchargés plus tard dans l'installation. Cette méthode de mise en marche offre aussi la flexibilité de changements de disposition de pièce sans câblage. Interface simple avec les systèmes de gestion d'immeubles (BMS). DALI peut ajouter une flexibilité additionnelle de valeur par sa rétroaction d'information de système d'éclairage au BMS, permettant une identification automatique de lampes et ballasts défaillants aussi bien que la surveillance centrale des niveaux de puissance de ballasts et de gradation. Dans la plus simple des situations le BMS peut être utilisé pour des actions tel que la commutation marche/ arrêt ou la gradation. 2.2 - AVANTAGES DALI POUR LES GESTIONNAIRES La technologie DALI fournit plusieurs avantages aux gestionnaires: Flexibilité et augmentation d'espace. Des commandes variées peuvent être programmées pour adapter les différentes tâches et situations, telles que : f Espaces de réunion qui demandent différentes scènes d'éclairage pour multiples usages ou événements. f Bureaux ouverts où les utilisateurs peuvent commander leur propre éclairage. f Zones telles que l'entrée ou restaurants qui reflètent les changements d'éclairage selon le temps de la journée. Modifications simplifiées. Les modifications en réponse aux changements de zone ou occupation sont faites rapidement et facilement par un PC, PDA ou une télécommande infrarouge. Pas de câblage nécessaire. Coûts d'entretien plus bas. L action de diagnostic de chaque ballast et de chaque lampe est envoyée à un moniteur central pour une identification proactive des erreurs et défectuosités. Les multiples déplacements de service sont éliminés. 5
Économies d'énergie. La consommation d'énergie peut être réduite de 30 à 60% par «le contrôle lumière de jour» (la gradation des lampes en réponse aux changements d'éclairage naturel) et par des stratégies telles que l'utilisation de détecteurs d'occupation et la commutation marche/arrêt programmée; les frais de demande de pointe peuvent aussi être évités avec des consignes de commande bien planifiées. 2.3 - AVANTAGES DALI AUX OCCUPANTS D'IMMEUBLE La technologie DALI fournit plusieurs avantages pour les occupants d'immeuble : Préférences adaptées d'éclairage. Toute combinaison de ballasts peut être groupée et contrôlée pour adapter les préférences des occupants d'immeuble individuel. Éclairage plus confortable. Un ajustement continu automatique de l'éclairage en réponse aux niveaux changeants d'éclairage ambiant fournit un niveau constant d'éclairage sur la surface de travail. La technologie de gradation logarithmique s'accorde avec la sensibilité de l'oeil. La fatigue des yeux est aussi évitée grâce à l'opération sans scintillement des luminaires. Commandes individuelles. Le système DALI peut être configuré pour permettre aux occupants de commander et ajuster les niveaux d'éclairage de leur espace de travail. Modification simple. Quand les besoins changent, les ballasts et dispositifs peuvent être simplement reprogrammés au lieu de déplacement disruptif et de recâblage des ballasts et dispositifs. 6
Chapitre 3 La Technologie et la connectivité DALI DALI est une architecture ouverte qui permet l'interchangeabilité des dispositifs de divers fabricants pour créer un système d'éclairage simple. Chaque boucle DALI peut contrôler jusqu'à 64 dispositifs (incluant la sortie de la passerelle), chacun d'eux étant individuellement adressable (à la différence des systèmes analogues qui ne peuvent être adressés). Les ballasts sont connectés avec un câble standard à une passerelle DALI (type I.P.) qui peut être connectée à d'autres contrôleurs pour une commande centrale de zones plus larges. Un système DALI peut être autonome ou un sous-système du système de gestion d'immeubles (BMS), en communiquant bi-directionnellement via une passerelle (I.P.). Un système DALI permet la création jusqu'à 16 groupes avec des ballasts individuels, dans n'importe lequel des groupes ou dans tous ces groupes. Chaque groupe peut aussi avoir jusqu'à 16 arrangements pour des scènes différentes d'éclairage. Une configuration de système DALI peut être facilement modifiée sans aucune modification de l'installation elle-même. 3.1 - BALLASTS Les ballasts DALI utilisent un protocole standard de communication ouverte. Au sein d'un système DALI, chaque ballast à sa propre adresse comparable à un numéro de maison assigné ou à une maison individuelle dans la même rue. Poussant cette analogie plus loin, la boucle DALI (ou «loop») est comme la rue. Cette boucle comprend jusqu à 64 adresses et chacune de ces adresses communique individuellement avec le dispositif de commande. Toutes les unités, cependant, peuvent être contactées en même temps par voie d'émission. Les adresses de groupes sont aussi possibles. Jusqu'à 16 groupes peuvent être configurés pour satisfaire les demandes variées d'éclairage des occupants, les besoins d'espace de travail, de fonctionnalités de pièce, des niveaux d'éclairage ambiant du moment de la journée. Les ballasts peuvent être individuellement configurés et les paramètres sont tenus dans la mémoire du ballast. 7
Ces paramètres sont : f Niveaux d'éclairage - Mise sous tension - Maximum - Défaillance du système f Temps de gradation et niveau f Adresse f Groupes assignés au ballast f Valeurs des scènes d'éclairage assignées au ballast (maximum 16) - Les ballasts peuvent être munis de scènes multiples. - Les scènes peuvent être sélectionnées par des dispositifs de boîtes murales Une communication bi-directionnelle permet l'écoulement d'information telle que: f État d'appareil d'éclairage (marche/arrêt) f Niveau d'énergie de lampe f Condition de lampe et de ballast La gradation des ballasts DALI est de 0.1% - 100%, la limite la plus basse dépendant du fabricant. La courbe de gradation logarithmique est standardisée et adaptée à la sensibilité de l'oeil. Quand les ballasts électroniques des différents fabricants sont utilisés, l'effet global d'éclat est très similaire si la limite la plus basse de la gamme de gradation est égale pour toutes les unités appartenant à la même classe (puissance des lampes). L'alimentation d'énergie d une boucle peut aussi fonctionner comme le pivot de la commande d'unité/communications, dépendamment de la conception du système et des dispositifs choisis. Un courant maximum de 250 ma est permis sur chaque boucle DALI. Chaque dispositif connecté à l'interface a une consommation variable. Une chute maximum de tension jusqu'à 2 Volts est permise le long des fils de l interface à chaque dispositif du système. Dû au bas taux de transmissions, il n est pas requis d'utiliser des fils ou des câbles spécifiques tels que les câbles torsadés ou protégés. En règle générale, une distance de 984 pieds (300 m) ne devrait pas être dépassée entre deux unités communicantes (du premier au dernier). 8
3.2 - UNITÉS DE CONTRÔLE DALI a été développé pour offrir de nombreux avantages aux systèmes de contrôle d'éclairage et qu ils soient plus accessibles à plus une large gamme d'applications. Avant DALI, les systèmes de commande étaient soit des systèmes locaux câblés inflexibles, ou des BUS complexes (propriétaire ou ouvert) donc des systèmes de gestion d'éclairage coûteux. DALI établit le lien entre ces deux mondes. Les applications d une aire spécifique comprennent les sondes, détecteurs de mouvements, luxmètre, etc L utilisation de contrôle Web pour la commande d'occupant individuel et les commandes fixées au mur permettent la commutation manuelle pour sélectionner les scènes programmées. DALI peut aussi être connecté à différentes architectures du système de gestion d'immeuble (BMS). Une application de base serait de simples commandes centrales telles que la commutation marche/arrêt ou la gradation de luminosité. DALI peut aussi ajouter une flexibilité supplémentaire aux applications existantes de ballasts 0-10V en y ajoutant des dispositifs 0-10 V vers DALI ou en remplaçant les ballasts standard 0-10V par des ballasts DALI. Dans cette modification, la rétroaction ou l'information du système d'éclairage est fournie au BMS, telles que les lampes et ballasts par défaut, la surveillance centrale de la tension de ballasts et les niveaux de gradation. (Notez, cependant, que sans unité de commande DALI, les ballasts ne pourraient pas être individuellement accessibles). La fonctionnalité d'un système DALI est définie principalement par les commandes. Les unités de commande fournissent la coordination logique entre les dispositifs, panneaux de commutateurs et équipements d'opération DALI. Ceci peut être fait par une unité autonome ou des panneaux de commutateurs avec des commandes intégrées. On devrait donner une attention particulière à la connexion entre dispositifs, commutateurs et unités de contrôle. Il y a deux variations de câblage pour une zone. Méthode 1 Les sondes et les commutateurs sont joints directement aux unités de contrôle par des connexions séparées. Cette méthode facilite l'usage des composantes DALI. Capteurs Unité de contrôle Panneaux de commutation 9
Les unités de commande peuvent être fixées au mur ou au plafond. Près de l entrée, on y trouve une interface simple qui permet n'importe quelles combinaisons des dispositifs DALI (détecteurs de mouvement, luxmètre, commande infrarouge) ou des commutateurs. Quelle que soit la combinaison choisie, le contrôleur modifie automatiquement le programme interne et la fonctionnalité pour la performance optimale. Le côté sorties (output) définit les commandes vers DALI aux ballasts. Méthode 2 Les dispositifs et les commutateurs sont connectés aux unités de contrôle par les câbles DALI. Dans ce cas, des fils supplémentaires ne sont pas nécessaires pour lier les dispositifs ou commutateurs aux unités de contrôle. Capteurs Unité de contrôle Panneaux de commutation L idée plug & play du système DALI fournit aux spécificateurs et installeurs une pleine compatibilité et interopérabilité entre les produits certifiés DALI. Caractéristiques techniques de l'interface numérique : f Le taux de transfert de données est de 1,200 bits par seconde (bps). Ceci permet une opération sans interférence. Le bas niveau physique a été défini avec le voltage à 0 Volt (-4.5 Volts à +4.5 Volts) sur le côté du récepteur. La condition haut-niveau est un voltage interface de 16 Volts (9.5 Volts à 22.5 Volts). Un voltage maximum diminue de 2 Volts entre l'expéditeur et le destinataire admissible sur les fils de l'interface. f Distance de sécurité du voltage d'interférence. Une opération sûre est garantie par la distance d'interférence de voltage à large échelle entre l'expéditeur et le destinataire. f Système d'entrée de tension maximum de 250 ma. Chaque dispositif connecté à l'interface peut consommer un nombre différent de ma. Ceci doit être pris en considération lors de la sélection de l'approvisionnement de tension et du design des boucles. f Nombre maximum de 64 unités avec une adresse individuelle (inclus le concentrateur). f Signaux de retour d'information. Rétroaction du diagnostic des lampes connectées fournit les fonctions suivantes : marche/arrêt, clarté, état de lampe et plus selon le manufacturer des ballasts. 10
f Câble à deux fils de contrôle. Les fils de contrôle et de puissance (120-277) peuvent être câblés dans le même conduit selon les codes électriques locaux. La longueur maximum du fil d une boucle ne doit pas dépasser 984 pieds (300 mètres). f Entrée de contrôle libre potentiellement. L'entrée de contrôle est isolée gavalniquement du voltage de tension. En conséquence, toutes les composantes opèrent avec différents conducteurs (phases). f Pas de résistance d'arrêt nécessaire. f Gradation de 0.1% - 100%. f Temps programmable de la gradation. f Interruption du transfert de données. Les ajustements d'éclairage fixe sont interprétés automatiquement (exemple : système d'urgence) f Capacité d'emmagasiner jusqu'à 16 scènes d'éclairage. f Connexion aux systèmes de gestion d'immeuble via des passerelles. L'intégration simple de contrôle de DALI est rentable pour les nouvelles installations aussi bien que les installations existantes. Comparé aux interfaces câblées analogues traditionnelles, DALI permet la définition sur place et l'ajustement des ballasts et groupes de ballasts sans recâblage. Les changements de disposition peuvent être faits juste par des altérations de logiciel, via une télécommande, PC ou PDA. 3.3 - CÂBLAGE Le système de câblage DALI est extrêmement simple et permet une flexibilité maximale en installation et conception de système. n simple câble standard peut être utilisé. À la différence de systèmes analogues, DALI ne demande pas de groupes de commande du circuit de tension câblée. L'installation est plus simple et plus économique. La combinaison d'adressage de ballast individuel avec le commutateur numérique élimine le câblage vertical du commutateur. Tous les luminaires dans une pièce sont connectés à l'alimentation directe la plus proche et à un câble de commande à deux fils simples venant du contrôleur d'éclairage DALI. Le câblage de commande bas voltage peut être installé dans le même conduit que le fil de courant si les codes locaux le permettent, ou peuvent fonctionner individuellement comme câblages ouverts suivant les codes locaux selon le type de câble nécessaire. 11
Si la disposition change, la reconfiguration peut être faite sans changer le câblage du ballast. Ceci peut permettre l'utilisation d'un câble cinq fils sous conduits pour installer tous les ballasts et les commandes d'éclairage (sujet aux codes locaux). Les illustrations suivantes comparent le câblage du système traditionnel analogue avec celui de DALI. Analogue La fonction est déterminée par le câblage des composants aussi bien que les dispositifs de commandes. La commutation et la gradation sont deux fonctions séparées Alimentation neutre Câblage 0-10V DALI La fonction est déterminée à partir des dispositifs de commande DALI qui est mis en service et par les caractéristiques techniques. La commutation et la gradation sont deux fonctions combinées Alimentation neutre Alimentation Commande de basse tension bifilaire Alimentation Câblage d'alimentation Il n'est pas nécessaire pendant la planification de considérer l'allocation des commutateurs, des panneaux de commande et des sondes aux ballasts puisque ceci peut être fait plus tard sans câblage. La configuration de la connexion aux ballasts peut aussi être considérée plus tard, puisque DALI permet une combinaison d'étoile de séries et un segment comme illustré ci-dessous. Le câblage en séries peut fournir une pose de câble plus simple, alors que la configuration en étoile peut offrir un avantage en ce qui concerne la longueur de câble. En règle générale, les connections en forme de bague devraient être évitées. Aucune terminaison de fin de réseau n est requise, éliminant une possible cause d'interférence dans le transfert de données. La sélection de câbles doit être adaptée à la longueur de la connexion et aux terminaux existants. Une baisse maximum de voltage jusqu'à 2 Volts est permise le long des câbles de connexion de l'interface à chaque dispositif du système. Le transformateur d alimentation peut être installé 12
n'importe où dans le système ou sur n'importe quel dispositif. La distance maximale d une boucle doit être de 300 mètres (984 pieds). Connexions en série Connexions en étoile Dû au bas taux de transmission, aucun câble ou fil spécifique, tel qu'un câble torsadé ou protégé n'est requis. Cependant, il est nécessaire de s'assurer qu'une méthode claire d'identification s applique. Le câblage de la commande peut fonctionner sur le même câble ou conduit comme câblage de puissance (vérifiez les codes électriques courants pour des mises à jour) comme illustré ci-dessous. Le bus de commande DALI consiste en une paire de câbles (les mêmes que pour l'interface 0-10 V) 13
Dans un système DALI : Les circuits et les arrangements d'éclairage sont définis et changés par télécommande, PC etc non par câblage dur. La libre topologie du câblage permet des connections en boucles ou l ajout d un segment, réduisant les coûts de câblage et d'installation. Les connections libres de polarité réduisent la possibilité d'erreurs. Tous les dispositifs sont connectés via câbles à prise douille (terminaux enfichables). Le fil de commande et le câblage de courant DALI peuvent fonctionner ensemble, permettant l'utilisation d'un câble cinq fils sous conduit (selon le code local) dans les nouvelles installations Les câblages de courant sont indépendants des circuits de commande, donc lors d une rénovation il est possible de réduire certains coûts en utilisant le câblage existant. 3.4 - ALIMENTATION DE VOLTAGE (COMMANDE) En général, le voltage d'interface numérique est de 16 Volts, allant de 22.4-9.5 Volts. Selon le manufacturier, différents dispositifs peuvent alimenter l'interface : f Une unité d'alimentation interface centrale, séparée. f Un dispositif de commande approuvé DALI avec une alimentation interne supplémentaire. Le courant maximum du système est limité à 250 ma, évitant une surcharge sur la fonction de commutation de l'interface incorporée dans chaque composant du système. Le plus petit système possible, un ballast électronique avec une unité de commande, demande un courant de 2 ma max pour le ballast électronique au-dessus du courant requis pour l'unité de commande. Avec les impédances des différents composants identiques sur le terrain, l'alimentation de la bonne puissance pour le système doit être sélectionnée pour se corréler au courant accumulé aux composants individuels. La bonne pratique est de permettre des marges suffisantes pour le courant d'alimentation. Cela garantira une fonctionnalité d'un système fiable sous différentes conditions, et de plus, elle permettra la flexibilité pour une expansion du système. 14
Quand un système est opéré avec plusieurs sources d'alimentation, la polarité de l'alimentation du système doit être considérée lorsqu'on connecte les fils du système. Le total maximum de courant qui est fourni par toutes les sources de l'alimentation de système ne doit pas dépasser 250 ma. 3.5 - TAILLE DU SYSTÈME DALI permet jusqu'à 64 adresses individuelles (incluant le concentrateur) d'être connectées à une interface, en plus des unités de commandes et des dispositifs. Dépasser cette limite aura pour conséquence une réduction de l'intégrité du signal. Ceci peut causer la défaillance de certains dispositifs pour communiquer ou répondre aux commandes et le système deviendra instable. Les planificateurs de système doivent prendre la consommation de chaque composant (ballasts, dispositifs et unités de commande) en considération en plus prévoir une certaine réserve pour fournir une expansion possible du système dans le futur. 3.6 - COMPATIBILITÉ ÉLECTROMAGNÉTIQUE Avec l'inclination de courbe des signaux de transmission et les limites de pointe des niveaux de voltage, il n'y a pas de haute interférence venant du fil de signal. Tout l'équipement utilisé dans une installation doit satisfaire aux spécifications définies dans la publication présente de CISPR 15, IEC 61 547, IEC 61 000-3-2 and IEC 61 000-3-3. 3.7 - MODES D'OPÉRATION PRIMAIRES Il y a deux options primaires pour connecter les actuateurs, les unités de commande et les ballasts l'un à l'autre : 1) Maître simple : Dans ce mode d'opération, une unité de commande fonctionne comme le maître de déclenchement d'une ligne d'interface. Les panneaux de commande DALI sont connectés à une unité de commande DALI qui contrôle aussi les ballasts reliés. Les ballasts fournissent l information sur demande par l'unité de commande seulement. La manipulation globale est assignée à cette unité de commande simple. 2) Maître mutliple : Dans ce mode d'opération, plusieurs boîtiers de commande DALI (dispositifs ou panneaux) fonctionnent comme maîtres d'une ligne d'interface. Ces boîtiers multiples de commande peuvent communiquer directement avec les ballasts DALI. Ce mode d'opération permet une installation plus simple dû à moins de câblage. Cependant, les contrôleurs doivent suivre certaines «règles de circulation» pour éviter la collision et maintenir les fonctions de système acceptables. 15
Chapitre 4 Considérations de la Conception DALI Alors qu un système avec dispositifs DALI est plus simple à concevoir et installer que les systèmes analogues ou numériques, une planification de conception demeure requise pour résulter en un système sans problème. La spécification établira les conditions et les détails techniques tels que le type de ballasts et commandes tels que le type de ballasts, les dispositifs, panneaux de commande et modules d'interface (voir Chapitre 3). La recommandation générale est d'utiliser seulement les dispositifs standard certifiés DALI. La fonctionnalité du système est définie principalement par les commandes. 4.1 DISPOSITIONS DES BALLASTS ET DISPOSITIFS La disposition des ballasts et des dispositifs est, bien sûr, faite pendant la phase de conception. Un schéma de disposition tel que l'exemple ci-dessous devrait indiquer les paramètres suivants : f Désignation d'éclairage f Plancher f Pièce Légende de l'éclairage étage 2 / bureau 31 f Position sur le plan f Référence de groupe f Adresse de commande f Appartenance au groupe No. de réf. Étage Pièce Position dans le plan Appartiens au groupe Adresse de contrôle DALI La configuration de l'éclairage est faite durant la mise en service sur-place (et peut être changée plus tard, si désirée). Les installeurs entreront les adresses appropriées durant la mise en service. 16
4.2 - PLANIFIER LA LISTE DE CONTRÔLE Sept points à considérer durant la phase de conception : 1) Deux fils ont ils été inclus pour l'interface DALI? 2) La longueur de câble a-t-elle été maintenue? 3) Tout câblage approprié et réglementation électriques ont-ils été observés? 4) Le nombre de dispositifs DALI a-t-il dépassé les recommandations? 5) Les champs pour les adresses des dispositifs DALI ont-ils été clairement indiqués sur les documents? 6) Tous les ballasts, sondes, panneaux de commutation et boîtes de commande ont-ils été considérés? 7) Existe-t-il de quelconques conditions spécifiques pour les boîtes de commande? 4.3 - DALI ET LES SYSTÈMES DE GESTION D'IMMEUBLE Dans sa plus simple forme, un système DALI consiste en un groupe de ballasts et de dispositifs de contrôle, cependant la flexibilité de DALI rend aisément adaptable l'intégration à un système de gestion d'immeuble BMS. Le boîtier de commande DALI au passage agit comme le maître pour les communications locales vers et à partir des ballasts. Il répond aux commandes à partir de la commande BMS et communique l'information sur le statut ballast et à la lampe de retour au BMS. L'intégration d'un système de commande de l'éclairage à un (BMS) pourrait être faite comme suit: 1) DALI en un système autonome Ceci est la plus simple option. Dans la plupart des cas, il consistera en un boîtier de commande simplifié n'utilisant pas la pleine fonctionnalité de DALI. C'est un vrai système de commande d'éclairage autonome sans connexions au BMS. Toutes les fonctions (même le démarrage, entretien, etc.) sont faites localement. Les éléments de commande et les sondes sont connectées au boîtier de commande, comme d'habitude, en forme analogue ou numérique. 17
2) DALI en un sous-système autonome Cette option est un sous-système autonome dans BMS. Cependant, comparé à l'option 1, il est connecté au système de gestion d'immeuble. Seules les plus importantes informations (statut de défaut, statuts des interrupteurs l etc...) seront échangées avec BMS. Cela peut être aussi simple qu'un «oui» ou «non» concernant les statuts de défauts. Les dispositifs certifiés DALI, les éléments de commandes, le boîtier de programmation et la télécommande peuvent y être intégrés. L'initialisation peut être faite via le BMS à condition que cette option soit offerte par le logiciel. Le système est aussi opérationnel sans BMS. 3) DALI en un sous-système pur au sein de BMS Un traducteur (concentrateur) est utilisé pour cette option. Tous les composants installés du BMS au DALI et dans l'ordre inverse pour établir une communication entre les boîtiers BMS et DALI. Les applications typiques sont BACnet et autres réseaux utilisant les éléments de commande appropriés, les commutateurs, sondes, etc. Le système d'éclairage n'a pas été conçu comme une solution autonome pour cette sorte d'application. L'initialisation du système de commande d'éclairage est une partie du processus de démarrage du système complet de gestion d'immeuble. 18
Chapitre 5 Installation DALI L'installation d'un système de commande d'éclairage avec une interface DALI doit être faite en accord avec les codes électriques et d'immeuble local applicable. Comparée à l'interface 0-10V, la ligne de commande DALI ne demande aucun autre outil d'installation électrique, dispositif auxiliaire, ou équipement de mesure et d'essai. Il n'y a pas de condition pour un fil spécial de données. Cependant une méthode claire d'identification est nécessaire. L'alimentation en courant et la ligne de commande DALI peuvent fonctionner en même temps à travers un conduit 5 fils, selon le code local. Le système DALI fournit la flexibilité en disposition et connexion des dispositifs individuels DALI à la ligne de courant DALI. Cependant, il est recommandé pour la clarté qu'un système de câblage uniforme soit utilisé dans l ensemble de l immeuble. Les lignes de tension et DALI aussi bien que l'installation d'équipement qui en est associée peuvent être installés en parallèle sur des terminaux. La chute de tension maximalesur la ligne DALI ne peut pas dépasser 2V. La longueur maximale d'une ligne en boucle est de 300 mètres (984 pieds), la distance la plus large permise entre deux composants DALI, comme illustrés ci-dessous. 19
5.1 - LISTE DE CONTRÔLE D'INSTALLATION Les détails spécifiques sur la conception et les caractéristiques d'opération des composants variés du système DALI sont fournis dans le Chapitre 3. Cependant, les points suivants doivent être documentés durant le contrôle final de l'installation DALI. f L'installation a-t-elle été faite en accord avec les codes en vigueur? f Les longueurs de ligne entre les composants DALI. - Le maximum de tension sur la ligne DALI ne doit pas dépasser 2V. - Le maximum de longueur de ligne entre le premier et le dernier composant DALI ne doit pas dépasser 300 mètres (984 pieds). - Vérifier que la longueur de ligne spécifiée et la longueur de ligne réelle sont les mêmes. Nombre maximum des composants DALI pour chaque boucle : - Le nombre maximum de composants dépend du type de dispositif DALI. - Le standard DALI spécifie une tension de 22.5V et un courant de 250 ma. Les composants électroniques DALI représentent une consommation maximum de 2 ma. - Vérifier que le nombre maximum permis de dispositifs d'opération (64) n est pas dépassé. f Fonction des dispositifs d'opération DALI : Lorsqu alimentés en énergie, les ballasts DALI sont à pleine puissance (100%). Vérifier que tous les dispositifs d'opération commutent au maximum d'éclairage. f Contrôle de câblage DALI: - Vérifier que les ballasts peuvent être commutés en marche et en arrêt via le boîtier de commande. f Essayer les fonctions du boîtier de commande DALI: - La procédure dépend du fabricant et doit être faite en accord avec les spécifications du fabricant. - Vérifier l'isolation : Le fil utilisé doit avoir le voltage approprié en accord avec les codes locaux et remplir toutes autres conditions pour installation dans un plafond. f Y a-t-il de quelconques conditions spécifiques pour les boîtiers de commande? 20
5.2 - MISE EN SERVICE La mise en service est le processus d'assignement des adresses et le stockage de l'information des commandes du système. La mise en service des systèmes DALI dépend principalement des dispositifs de commande utilisés et les instructions de chaque fabricant doivent être suivies. Le logiciel des dispositifs déterminera la plupart des caractéristiques techniques. Cette section décrit les procédures de mise en service comme définies par le standard DALI. 5.2.1 - ASSIGNER DES ADRESSES L'identification des ballasts et dispositifs connectés au système DALI (est possible aussitôt que le système est alimenté en énergie). La recherche des ballasts et dispositifs DALI peut être faite de deux différentes manières : 1) Le dispositif de commande enregistre tous les dispositifs et ballasts opérants connectés au système DALI utilisant sa propre ID de base stockée par le fabricant durant la production (la longueur d'adresse est 24 bit). Si deux adresses sont identiques, une fonction aléatoire déclenchée par le dispositif de commande et peut-être exécutée au sein de la composante, créant une nouvelle adresse. 2) L'utilisateur DALI sera identifié en débranchant la connexion du dispositif (le dispositif doit être connecté au courant à ce moment) Dans chaque cas, sur leur identification, l'adresse d'un dispositif ou d'un groupe sera assignée à chaque dispositif DALI connu selon les conditions de conception. Les adresses peuvent aussi être assignées avant l'installation, permettant l'harmonisation de tous les dispositifs d'opération DALI. 5.2.2 - UTILISATION DES ADRESSES INDIVIDUELLES L'assignation d'une adresse individuelle permettra à chaque dispositif d être vérifié ou détecter une erreur. 5.2.3 - UTILISATION DES ADRESSES DE GROUPE Les adresses de groupe peuvent être assignées à toute combinaison de dispositifs d'opération possible. Ceci fournit la commande combinée d'un groupe. Chaque ballast peut appartenir à un maximum de 16 groupes. Les adresses de groupe peuvent être assignées par l'utilisateur via le dispositif de commande durant la phase d'identification détaillée dans la Section 5.2.1. Le groupage peut être facilement changé plus tard lorsque l'occupation ou l'utilisation de la pièce change. 21
5.2.4 - CRÉATION ET STOCKAGE DES SCÈNES D'ÉCLAIRAGE Une fois que le dispositif a été identifié (ou les groupes identifiés), les scènes peuvent être créées en plaçant les niveaux individuels d'éclairage pour les dispositifs individuels ou de groupes. Les scènes individuelles sont programmées via le contrôleur et envoyées aux dispositifs d'opérations DALI (ballasts) où elles sont réellement stockées. Un maximum de 16 scènes ou niveaux d'éclairage peuvent être stockés pour chaque utilisateur. Les scènes peuvent être facilement changées plus tard lorsque l'occupation ou l'utilisation de la pièce change. 5.2.5 - LES DISPOSITIFS ET ÉLÉMENTS D'OPÉRATION La structure DALI permet l'utilisation des dispositifs tels, des boutons poussoirs, des consoles de scènes, des panneaux de touche ou même des interfaces d'opération de PC. L'information peut être transmise via un lien infrarouge ou lien radio. Les composants doivent être certifiés DALI et le lien au système DALI doit être fait en accord avec les spécifications fournies par le fabricant du boîtier de commande principale. 5.2.6 - COMMISSIONNEMENT APRÈS LA MODIFICATION DU SYSTÈME Chaque fois que de nouveaux dispositifs sont ajoutés ou que les dispositifs existants sont remplacés vous devez suivre les étapes de la Section 5.2.1. Ceci peut être fait en changeant toutes les adresses ou juste celles sélectionnées en accord avec le système de commande. Les instructions d'opération du dispositif de commande devraient être suivies. 22
Chapitre 6 Applications DALI 6.1 - SCHÉMAS SIMPLES D'ÉCLAIRAGE Application A Besoin Un gymnase est utilisé pour des activités sportives et des événements spéciaux tels que des concerts. Un côté du gym a de larges fenêtres. Des niveaux constants d'éclairage sont désirés pendant le jour et tiennent compte de la luminosité naturelle, celle-ci est désirée pour un maximum de conservation d'énergie. Pour le nettoyage, des niveaux suffisants d'éclairage et la conservation d'énergie sont ciblées. Solution DALI Quatre groupes sont d'abord définis et programmés comme suit : f Les Groupes 1, 2 et 3 sont arrangé en parallèle aux fenêtres afin de créér des conditions idéales pour le contrôle de la lumière du jour. f Le Groupe 4 est câblé séparément pour activer la scène pendant les occasions spéciales telles que des concerts. Cinq programmes d'éclairage ont été définis et programmés à l'installation pour ce scénario simple (bien que 16 programmes soient possibles) : Scénario 1 : Scénario 2 : Commande constante d'éclairage (utilisation de lumière de jour) pour les activités sportives. Les groupes 1, 2 et 3 sont programmés pour des niveaux variés d'éclairage. Activités de sport du soir. Les Groupes 1, 2 et 3 sont programmés à des niveaux d'éclairage de 100%. Scénario 3 : Scénario 4 : Éclairage de scène pour concerts. Le Groupe 4 est programmé. Éclairage pour le nettoyage. Les Groupes 1, 2 et 3 sont programmés à des niveaux d'éclairage de 50%. Scénario 5 : Éclairage de sécurité. Un éclairage de chacun des Groupes 1,2 et 3 est programmé à 100%. 23
Application B Besoin La conservation maximum d'énergie est désirée pour un petit bureau avec un côté de fenêtre. Le bureau sera seulement utilisé sporadiquement durant le jour, quelquefois pour des présentations. Le concepteur de l'éclairage a l'option d'utiliser un système conventionnel analogue de commande, un système numérique de propriété industrielle sans adressage, ou un système DALI. Le but est un contrôle maximum pour un bas coût d'installation. Solution DALI Le bureau est divisé en deux circuits. La rangée de fenêtres est installée adéquatement pour économiser l'énergie et prioriser ainsi une gradation augmentée des éclairages (comme les niveaux de lumière de jour). Le bureau entier est contrôlé par une sonde d'occupation, mais quand la salle est utilisée pour des présentations, elle peut être obscurcie avec un commutateur à télécommande infrarouge mural pour le dépassement manuel. Un système DALI a été choisi parce qu'il a simplifié l'installation et baissé les coûts. (Le graphique du bas droit illustre une installation de modification). 24
Application C Exemple Une salle dans un atelier pour les handicapés aura 8 bancs de travail et un bureau de travail pour l'instructeur. Chaque rangée de bancs de travail aura une commande pour la commutation et la gradation de la rangée d'éclairage au-dessus de ce banc de travail. La salle est aussi utilisée comme une salle de formation d'instruction technique. L'éclairage sur demande est requis, ceux travaillant dans la salle ne doivent pas à devoir à commander leur propre éclairage. L'instructeur doit avoir la commande centrale à partir du bureau de travail. L'utilisation de la salle comme une salle de formation requiert aussi que l'instructeur soit en mesure de commuter et de gérer le niveau d'éclairage en rangées simples ou doubles. Solution DALI DALI fournit le plus haut degré de flexibilité en commande de groupe. Les adresses spécifiques DALI vues sur le tableau ci-dessous sont assorties à la demande exprimée par l'utilisateur. Quatorze (14) groupes différents sont programmés, mais ces groupes peuvent aussi être ajustés facilement si le profil de l'éclairage change. (Noter que cette application n'a qu'une scène d'éclairage parce que l'occupation de la salle change plusieurs fois par jour). Éclairage No. de groupe Peut être DALI (16 max.) opéré de 1 ère rangée de lumières, établi Établi 1, bureau 2 e rangée de lumières, établi Établi 2, bureau 3 e rangée de lumières, établi 4 e rangée de lumières, établi 5 e rangée de lumières, établi 6 e rangée de lumières, établi 7 e rangée de lumières, établi 8 e rangée de lumières, établi Éclairage du bureau et du tableau noir Toutes les lumières 1 ère et 2 e rangées de lumières 3 e et 4 e rangées de lumières 5 e et 6 e rangées de lumières 7 e et 8 e rangées de lumières Établi 3, bureau Établi 4, bureau Établi 5 bureau Établi 6, bureau Établi 7, bureau Établi 8, bureau Bureau Porte, bureau Bureau Bureau Bureau Bureau 6.2 - SCHÉMA COMPLEXE D'ÉCLAIRAGE Exemple Un immeuble de bureau a cinq (5) étages, chacun consistant en un passage couvert et un accès de service avec cinq zones séparées se prolongeant comme des blocs adjacents. Chaque bloc a la même disposition : une zone de travail à plan ouvert et une salle de réunion associée. Trois côtés de chaque extension de bloc ont des murs en verre. Pour des raisons esthétiques, les éclairages doivent être allumés en tout temps. Cependant, un système de gestion d'immeuble (BMS) est utilisé pour réduire les niveaux d'éclairage et les restaurer en niveaux fonctionnels le matin suivant. Le BMS doit enregistrer l'action et le statut de chaque zone en tout temps. 25
Chaque zone de travail doit avoir une commande manuelle au moyen d'un simple bouton-poussoir. Chaque salle de réunion doit être télécommandée par le BMS sur une base d'occupation. Solution DALI Le système DALI a été déployé comme sous-système au BMS, utilisant une passerelle pour communiquer du BMS au DALI et vice-versa. Le BMS a une commande de marche/arrêt et de gradation des niveaux d'éclairage, cependant les conditions d'éclairage d'occupation locale sont définies. Comme illustré ci-dessous, un bouton pour chaque zone de travail, positionné près de l'entrée permet un nombre de scènes pour les utilisateurs. Toutes les actions du bouton sont communiquées au BMS via la passerelle pour maintenir le statut du système de toutes interventions manuelles. Un détecteur de double technologie est utilisé pour la salle de réunion, fournissant une détection occupationelle, une mesure d'éclairage et un lien infrarouge à distance. Un second bouton est utilisé pour offrir une commande autonome de la salle de réunion. L'information d'occupation est transmise au BMS en faciliter la commande HVAC en ligne avec l'occupation. Aussi, des changements planifiés de niveau d'éclairage sont activés si la salle est occupée. Le choix de ballasts DALI simplifie l'installation, ainsi les ballasts fournissent le courant aux dispositifs de commande et les multi sondes, supprimant le besoin de modules d'approvisionnement DALI séparés. (Voir illustrations ci-dessous). Passerelle Panneau de contrôle Multi-capteurs Passerelle Le plan d'étage illustre un bureau à aires ouvertes et sa salle de réunions connexe. Passerelle 26
Terminologie Actuateurs Adresse Adresse individuelle Ballast électronique BMS Communication Dépassement manuel Diffusion d information IEC 60929 Expéditeur Gradation Gradation logarithmique HVAC Interface analogique Interface digitale Intégrité du signal Interface de ligne Interférence Longueur de réseau Mode urgence Modes d opération Multiple unités maître Paramètre Passerelle Polarité Potentiel libre Réaction Récepteur Taux de transfert de données Dispositif (moteurs, ballasts, senseurs) lesquelles reçoivent une information et la traite. Identification unique d un dispositif. (ballasts). Adresse unique de chaque dispositifs d un réseau Dispositif (ballast) de contrôle de lampes. Systéme d automatisation de bâtiment. Transmission de données digitales. Un mode manuel de contournement du système automatique. Messages envoyés à tous les dispositifs en réseau Norme Internationale sur la performance des dispositifs (Ballast). Transmetteur d un signal. Temps de fermeture ou ouverture des lampes Chaque gradation ou augmentation du niveau de luminosité comparé à la commande précédente. Chauffage, ventilation, air conditionnée Dispositifs de commande avec entrées et sorties analogiques. Dispositifs de commande avec entrées et sorties digitales Signal sans erreur. Une boucle ou sont raccordés divers dispositifs. (ballast, senseurs, interrupteurs etc ) Effet nuisible en provenance de dispositifs externes. Longueur total en mètre du câble de réseau (boucle). Action spécifique relié à un mode urgence. Divers modes de fonctionnement sur un même système. Plusieurs unités maître sur une même boucle. Diverses valeurs de contrôles Dispositifs de conversion de données entre protocole ou groupe du réseau. Différence entre le côté positif ou négatif d une alimentation électrique. Libre de charge électrique Données retransmise d un dispositifs. Dispositf de réception de signal. Vitesse des données en mesuré en (Kps) 27
www.aimlite.com Solutions de gestion d énergie intelligentes Systême de contrôle pour l eclairage DALI - 1,2,3 AIMLITE Inc. 2233 Rue de l Aviation, Dorval, QC H9P 2X6 T. 1-866-348-2374, F. 1-866-670-3975 www.aimlite.com 02-2014