Управление освещением и автоматика освещения

§ 19.6. Автоматизация управления освещением

Управление освещением зданий.На освещение мест общего поль­зования жилых, административных и общественных зданий затра­чивается много электроэнергии. Автоматизация управления освеще­нием позволяет установить оптимальный режим работы осветитель­ной сети, что дает экономию электроэнергии и снижает эксплуатаци­онные расходы.

В настоящее время применяются три основные схемы дистанци­онно-автоматического включения освещения лестничных клеток и этажных коридоров зданий: 1) дистанционное включение освеще­ния с помощью кнопочных автоматов с выдержкой времени на от­ключение; 2) управление с помощью фотовыключателей; 3) управ­ление с помощью фотовыключателей и реле времени.

Первая схема предусматривает диспетчерское дистанционное управление, осуществляемое в директивные сроки. Такая схема, как правило, имеет несколько цепей и соответственно автоматических выключателей. Эта схема — пример децентрализованного управле­ния.

Вторая схема работает в автоматическом режиме. Сигнал на включение осветительной сети вырабатывается фотодатчиками, ко­торые устанавливаются в нескольких контрольных точках. При наступлении темноты во всех точках вырабатывается сигнал на вклю­чение Осветительной сети. При дневном освещении аналогично происходит отключение сети. Эта схема обычно применяется в помещениях с естественным освещением. Управление освещением по данной схеме происходит централизованно.

Третья схема работает так же, как и вторая, но в ней предусмат­ривается возможность с помощью реле времени отключать часть осве­щения в ночное время. Эта схе­ма— пример автоматического про­граммного управления осветитель­ной сетью. Применение каждой из трех схем определяется технической и экономической целесообразностью.

Так, например, применение пер­вой схемы целесообразно в зданиях до пяти этажей. На рис. 19.8 пред­ставлена схема лестничного осве­щения секции четырехэтажного до­ма с чердаком: при нажатии любой из кнопок автоматических выключателей А свет зажигается на всех лестничных площадках на период времени, достаточной для подъема на верхний этаж. В случае необходимости свет может быть включен на любой лестничной площадке по пути следова­ния. Если освещение необходимо на более продолжительное вре­мя, то свет может быть включен выключателемВ, установлен­ным на первом этаже.

В этой схеме применяется автоматический выключатель АВ-2 (рис. 19.9), который устанавливается на лестничных площадках и обеспечивает включение освещения на период от по­лутора до трех минут. Выдержка времени обеспе­чивается специальным пневматическим устройством, представляющим собой резиновую мембрану, кото­рая изгибается при нажатии кнопки и постепенно выпрямляется, продавливая воздух через калибро­ванное отверстие в корпусе. Схема с автоматически­ми выключателями имеет ряд недостатков: 1) необ­ходимость прокладки третьего провода и установки большого количества автоматических выключате­лей; 2) постоянная затемненность лестничной клетки.

Схема централизованного управления с фотовы­ключателями нашла широкое применение для зда­ний в 9—12 этажей. Институт «МосжилНИИпроект» разработал специализированный фотовыключатель для управле­ния освещением. В качестве чувствительного элемента выключа­теля использовано фотосопротивление ФСК, внутреннее сопротив­ление которого находится в обратной зависимости от освещенности. С наступлением темноты величина сопротивления ФСК возрастает и падение напряжения на нем увеличивается. Это на­пряжение оказывается достаточным для зажигания неоновой лампочкиМН (рис. 19.10). В цепи лампы МН — РП — РПТ на­чинает протекать ток, достаточный для срабатывания чувстви­тельного поляризованного реле ОРП-4. Последнее своим переключающим контактом включает катушку реле РПТ-100, реле срабатывает и включает исполнительное реле ИР, которое коммути­рует цепь освещения. Кон­денсатор С предназначен для исключения ложных срабатываний при кратко­временных освещении, или затемнении фотосопротив­ления.

В настоящее время про­мышленностью выпускается большое количество фоторе­ле различных типов и Кон­струкций, пригодных для использования в устройст­вах автоматического управ­ления освещением. В каче­стве примера рассмотрим фотореле типа ФР-1 с чувствительным элементом, реагирующим на естествен­ную освещенность фотосо­противлением ФС-К1Г (рис. 19.11). Последова­тельно с фотосопротивле­нием включена катушка по­ляризованного реле типа РП-7, реагирующая на ток в цепи фотосопротивлейия. Но так как контакты реле РП-7 коммутируют незна­чительный по значению ток и, следовательно, не могут включать осветительную цепь, то в качестве выходное реле типа РПНВ, с более мощными контактами, включенными в цепь осветительной сети. Резистор R₂, включенный последовательно с катушкой реле РП-7, ограничивает значение тока, протекающего через фотосопротивление, а резистор R₁ служит для настройки тока срабатывания реле. Ре­зистор R₃, включенный последовательно с катушкой реле РПНВ, является делителем напряжения. Диоды Д₁, Д₂, Д₃ и Д₄ служат для получения постоянного тока.

Фотореле работает следующим образом: при достаточной естест­венной освещенности значение фотосопротивления мало и по об­мотке реле РП-17 протекает ток, равный или несколько больший тока срабатывания. Контакт реле РП-7 замкнут и шунтирует ка­тушку реле РПНВ, которое находится в отключенном состоянии.

При уменьшении естественной освещенности увеличивается значение фотосопротивления и ток, протекающий по катушке реле РП-7, постепенно уменьшается. При достижении определенного значения тока магнитный поток катушки перестает удерживать сер­дечник и реле отключается. Размыкается контакт, шунтирующий катушку реле РПВН, оно срабатывает и включает цепь осветитель­ной сети. При увеличении освещенности цикл повторяется.

Для автоматизации управления освещением могут применяться фотореле других типов, имеющие различные электрические схемы, и в качестве чувствительного элемента могут использоваться фото диоды или фототранзисторы, но во всех случаях принцип действия их аналогичен описанному.

В домах свыше 12—16 этажей применяется программное управ­ление освещением, переключающее в ночные часы рабочее освеще­ние на аварийное, что позволяет иметь минимально необходимое освещение и получить значительную экономию электроэнергии. С этой целью в схему управления вводят специальное моторное реле времени с часовым механизмом. Принцип работы реле за­ключается в том, что электродвигатель через редуктор приводит во вращение программный диск с двумя кулачками, которые воз­действуют на выходные контакты.

На рис. 19.12, а приведена кинематическая схема моторного реле времени. Пружинный двигатель 10 часового механизма приводит во вращение оси минутного вращения 4 и суточного 8. Скорость движения осей поддерживается часовым регулятором 1 через зуб­чатый редуктор 2 и 9. На оси 4 фрикционно насажен минутный диск 5, устанавливаемый по указателю 3. На оси 8 фрикционно на­сажен диск 6 с двумя временными, шкалами, устанавливаемый по указателю 7. Часовой диск имеет отверстия, в которых укрепляются специальные штифты 25. При вращении диска штифты входят в зацепление со звездочкой 26 кулачкового механизма 21-24, управ­ляющего контактными пружинами 19, 20. Кулачковый механизм уст­роен таким образом, что замыкание и размыкание контактных пру­жин 19, 20 происходит скачкообразно. Каждая из временных про­грамм может настраиваться независимо по своей шкале. Автомати­ческий завод пружины часового механизма осуществляется электродвигателем 18 через зубчатую передачу 17, 16. Для управле­ния электродвигателем служит микровыключатель 15, который в свою очередь, приводился в действие дифференциальным механиз­мом 11—14.

На рис. 19.12, б приведена принципиальная электрическая схема моторного реле времени. Внешние цепи подключаются к контактам 1—2 (первая программа) и 6—7 (вторая программа). Питание на электродвигатель подается на зажимы 3—5. Для заземления ис­пользуют зажим 4.

На рис. 19.13 приведена схема управления освещением лестнич­ных маршей и коридоров 16-этажного дома. Как видно из схемы, лампы объединены в группы, которые включаются промежуточными реле 2Р и ЗР, причем реле 2Р работает только от фотореле, а реле ЗР соединено с реле времени и отключает часть освещения по за­данной программе. Реле 1P предназначено для переключения пи­тания фотореле при аварийном отключении одного из вводов в здание, что могло бы привести к выключению как рабочего, так и аварийного освещения.

Существенная экономия электрической энергии может быть по­лучена при автоматизации управления освещением некоторых по­мещений в школах больницах и зданиях другого назначения. Так, например, в школах включают на время уроков часть освещения коридоров и некоторых других помещений.

На рис. 19.14 приведена типовая схема автоматического управления освещением в школьном здании, объединенная с звонковой сигнализации и работающая от электрочасов. Для

установления заданных временных периодов включения и отключения освещения необходимо осуществить первоначальное включение автомата 1АВ в начале периода отключения освещения (во время урока). Вклю­чение автомата 1АВ сформирует первый импульс на включение реле 1Р. В дальнейшем периоды работы будут устанавливаться автома­тически и точность их выполнения будет зависеть от работы электрических часов.

Реле 1Р сработает и своим замыкающим кон­тактом в цепи 1—7 замк­нет цепь питания первой катушки двухкатушечного реле ЗР, оно сработает и разомкнет свой замы­кающий контакт в этой же цепи. Реле ЗР зафиксируется в этом положе­нии специальной пружи­ной и замкнет своим замыкающим контактом цепь 10—11 питания ка­тушки реле времени РВ, если замкнуты контакты программного реле вре­мени РВМ и фотовыклю­чателя ФВК. Настройка реле РВМ производится таким образом, что его контакт замыкается за 30—40 мин до начала за­нятий в школе и размы­кается через некоторое время после окончания всех занятий. Контакт ФВК замкнут при недостаточно наружной освещенности. Реле времени РВ своим замыкающим контактом в цепи 1-12 включает цепь питания катушки магнитного пускателя МП, который включит освещение в цепи А-13, В-14, С-15.

После окончания перемены импульс от звонка поступает уже на катушку реле 2Р, так как в цепи реле 1Р размыкающий контакт реле ЗР разомкнут; а в цепи катушки 2Р замыкающий контакт реле ЗР замкнут; замыкающий контакт реле 2Р в цепи 1-8 замкнется и подаст напряжение на вторую катушку реле 3Р через его замкнутый контакт, реле опять сработает и зафиксируется пружиной в новом положении. Одновременно разомкнется его контакт в цепи катушки реле РВ, которое с выдержкой времени, необходимой для того, чтобы все учащиеся успели войти в классы, обесточит катушку МП и лампы освещения ЛО погаснут.

После очередного звонка на перемену импульс от звонка посту­пит опять на реле IP и процесс повторится. Использование двухкатушечного реле типа РП-12 с пружинными защелками (на схеме реле ЗР) обеспечивает нормальную работу схемы без повторной на­стройки при временном отключении напряжения. При ремонтных работах имеется возможность включить освещение вручную с помо­щью выключателя ВК. Рассмотренная схема предназначена только для управления рабочим освещением. Аварийное освещение на пе­риод проведения уроков не отключается и управляется фотореле.

Управление наружным освещением. Управление наружным ос­вещением—сложная техническая задача, так как в условиях круп­ных городов это десятки тысяч светильников, зажигаемых и отклю­чаемых в определенное время, это большие мощности электроэнер­гии, одновременно подключаемые к энергосистеме и отключаемые от нее, это специальные длинные линии управления.

В настоящее время приняты две системы управления освещени­ем: дистанционное (местное) с ограниченной зоной действия на квартал (улицу, площадь) и централизованная с зоной действия на микрорайон (район, город).

Особую трудность в организации управления наружным освеще­нием представляет устройство электрического соединения аппарату­ры управления и светильников. В качестве линий соединения при­меняются: специально проложенные линии (воздушные или ка­бельные), силовые линии электрических сетей (воздушные или кабельные), кабели городской телефонной сети. Вид соединитель­ных линий определяется условиями монтажа и экономическим

Специальные линии управления наиболее просто решают вопрос электрического соединения. Они удобны и надежны в эксплуатации, но их устройство связано с большими затратами.

Силовые линии электрических сетей позволяют передавать по ним одновременно и команды управления. Для устройства такого электрического канала необходима специальная аппаратура. Усло­вия эксплуатации канала требуют особого режима, так как его ра­бота связана с двумя самостоятельными электрическими системами: управлением наружным освещением и силовым электроснабжением.

Городская телефонная сеть имеет наиболее развитые электриче­ские каналы, позволяющие также одновременно использовать их для передачи команд управления. При использовании телефонных линий для управления наружным освещением напряжение команд ограничивается 60 В постоянного тока. Это вызвано тем, что фон переменного тока может мешать телефонным переговорам, а на­пряжение лимитируется изоляционными свойствами телефонного кабеля.

Электрическая схема дистанционного (местного) управления наружным освещением выполняется на тех же аппаратах, какие применяются для освещения внутри зданий, включая и фотовыключатели. Аппараты управ­ления и коммутации устанавливаются на каждом из осве­щаемых участков территории. При этом управление освеще­нием может осуществляться из одного или нескольких мест.

Централизованное управ­ление наружным освещением, как правило, осуществляется из одного пункта (диспетчер­ской) и предусматривает от­ключение части освещения в ночное время, а также получе­ние информации о состоянии освещения. В связи с более широкими задачами централи­зованной системы (управле­ние, контроль и сигнализа­ция) для ее устройства при­меняется более сложная аппа­ратура и требуется квалифи­цированное обслуживание.

Осветительная сеть группи­руется по секциям, каждая из которых подсоединена к опре­деленному контактору, уста­навливаемому .рядом с сек­цией, а катушки контакторов подключаются к. каналу уп­равления. Таким образом, по цепям управления протекают лишь токи, потребляемые ка­тушками контакторов. Однако при большой протяженности цепей управления одновремен­ное включение многих контак­торов становится затрудни­тельным из-за значительного падения напряжения в цепях управления. В этом случае применяют каскадную схему централизованного управле­ния, осуществляющую после­довательное включение секций осветительной сети.

В качестве примера рас­смотрим схему каскадного включения контакторов (рис. 19.15). Каждая секция осветительной сети имеет свой пункт силового электропитания 1ЙП, 2ПП и т.д., на которых также установлена коммутационная аппара­тура управления. Если переключатели 1ИУ, 2ИУ и т. д. (изби­ратели управления) установлены в положение П и на пункте управления ПУ замкнут выключатель 1, то образуется электри­ческая цепь 1П2 (предохранитель), В (выключатель), 1СД₂ (со­противление добавочное), контакт 2 переключателя 1ИУ, 1ЛК (катушка линейного контактора), контакт 4 переключателя 1ИУ. Контактор 1ЛК сработает и своими силовыми контактами вклю­чит освещение своей зоны. При этом по аналогичной цепи полу­чит питание катушка контактора 2ЛК второго силового пункта питания 2ПП, который включит освещение своей зоны и подаст напряжение в цепь управления третьим контактором, и т. д.

Для управления освещением при необходимости с силового пункта питания избиратели управления ИУ устанавливают в положение 1. При этом создается цепь питания катушки контактора, например, 1ЛК — предохранитель 1П, добавочное сопротивление 1СД₁ контакт 1 и контакт ЗИУ. В результате произойдет срабаты­вание контактора 1ЛК и всех последующих, если их ИУ остались в положении П. Следовательно, с любого силового пункта питания можно осуществить управление всеми зонами.

Дополнительные сопротивления СД служат для подбора рабоче­го напряжения катушек контакторов. К недостатку каскадной схе­мы включения следует отнести нарушение всей цепи управления освещением при аварии на одном из силовых питательных пунк­тов.

Датчики автоматического управления освещением

Автоматическое управление освещением не только упрощает жизнь и экономит электроэнергию, но и во многом увеличивает безопасность как вашего жилья, так и любого другого объекта. Однако выбор датчиков для автоматического включения света введёт в ступор начинающего электрика или просто домашнего мастера. В этой статье мы рассмотрим какими они бывают.

Виды датчиков управления освещением

Датчики для автоматического управления освещением можно классифицировать по типу срабатывания:

• Датчики освещенности. Включают свет, когда на улице темнеет. Преимуществом является то, что не будет ложных срабатываний в светлое время суток, а недостаток один – бесполезный расход электроэнергии при освещении, когда рядом нет людей.
• Акустические датчики. Реагируют на звуки и шумы поблизости, например, на шаги и голос.
• Датчики движения или присутствия. Срабатывают, когда кто-то проходит рядом или появляется в поле зрения другим.Что и является преимуществом — свет включается только тогда, когда есть движение в поле зрения датчика, но это же и недостаток — нужно предусмотреть возможность его отключения днём (и не забывать включать его ночью).
• Комбинированные устройства срабатывают по двум вышеперечисленным факторам. Например, комбинированный датчик движения включает освещение при наличии движения в его зоне контроля только при недостаточной освещенности, а при достаточном уровне освещенности включение света происходить не будет, таким образом устраняется главный недостаток датчика движения.

Из приведенного выше обзора можно сделать следующие выводы:

Для решения проблемы с автоматическим включением и отключением света нужно определиться должен ли быть свет включен постоянно в темное время суток или должен включаться и выключаться в темноте при появлении человека или другого объекта.

У датчиков одного типа может быть разный принцип работы, от чего и зависит точность его срабатывания. Рассмотрим их подробнее.

Датчик освещенности (фотореле)

Датчики освещенности или как их ещё называют фотореле нашли широкое применение в области управления наружным освещением. Например, там, где желательно чтобы свет горел постоянно. Принцип их работы основан на том что светочувствительный элемент изменяет свою проводимость в зависимости от степени освещенности. В качестве такого элемента используют:

• Фоторезисторы (чаще и дешевле всего);
• Фотодиоды;
• Фототранзисторы.

Все три типа светочувствительных элементов объединяет то, что их проводимость возрастает вместе с освещенностью. Простым языком, они проводят ток тогда, когда на них попадает свет. Отличием является лишь чувствительность. Сигнал с датчика освещения приходит на усилитель, который в свою очередь управляет силовым коммутационным прибором – электромагнитным реле или симистором. В дешевых малогабаритных устройствах в качестве усилителя используется 1 транзистор. А в дорогих – микросхемы.

Чаще всего их называют «фотореле» или «сумеречный выключатель». Распространенные модели этих датчиков маркируются так – ФР-601, ФР-01 и т.д.

По конструкции фотореле выпускают трёх типов:

• Со встроенным датчиком;
• С выносным (внешним) датчиком (одним или несколькими);
• Встроенные в светильники.

А по типу монтажа они могут быть:

• Для установки на DIN-рейку электрощита;
• Для монтажа на стену, например с кронштейном.

Датчики движения

Датчики движения используют для управления светом в подъезде, на входе в дом и в других местах. Он будет реагировать на движения, как ночью, так и днём – независимо от освещенности

Принцип работы датчика движения зависит от его типа. Они бывают трёх видов:

• Инфракрасные (ИК);
• Ультразвуковые (УЗ);
• Микроволновые.

4.1 Инфракрасные датчики движения

В качестве чувствительного элемента используются т.н. PIR-сенсоры (пироэлектрический датчик). Это пассивные устройства – они ничего не излучают, а лишь воспринимают излучения окружающей среды:

Для того, чтобы сформировать направленное поле зрения используются линзы Френеля. Они наносятся на одной пластине, что легко заметить, если посмотреть на внешний вид такого устройства. Количество линз в мультилинзе может варьироваться в районе 20-60 штук, в некоторых случаях и более.

Датчики с круговым полем зрения содержат в себе несколько чувствительных элементов и мультилинзу в форме купола или его сектора.

Достоинства ИК датчиков:

• Низкая стоимость;
• Распространённость;
• Простота настройки.

Недостатки ИК датчиков:

• Слепнут в жаркое время года – возможны ложные срабатывания, например от потоков тёплого воздуха (ветер), испарений от обогревателей и даже сквозняков.
• Могут не срабатывать на человека, который зашёл в помещение из улицы в жаркую погоду, а также на фоне окон и прочих источников тепловых излучений. Исходя из этого – не слишком высокая точность обнаружения движения.

4.2 Ультразвуковые и микроволновые датчики движения

В основе принципа работы ультразвуковых датчиков лежит эффект Доплера. Это явление, при котором волна изменяет свою длину при движении излучателя или приёмника. Такие устройства состоят из двух элементов – излучателя и приёмника. Они закреплены неподвижно на стене или потолке.

В нормальном состоянии, когда ничто в поле действия не движется – посылаемые и принятые отраженные волны одинаковы, при возникновении движений – волны изменяются.На это реагирует схема приема сигнала УЗ-датчика, после чего включается исполнительный (силовой) элемент – реле или симистор.

Кстати, таким же образом в пространстве ориентируются некоторые птицы и животные, например, летучие мыши. В технике такой же принцип используется и для обнаружения преград при движении автомобилей (система «парктроник») и других механизмов.

Важно! Учтите, что животные реагируют на ультразвук, поэтому если ваш кот или собака стали себя ненормально вести после установки такого устройства – просто поменяйте его на ИК-датчик, например.

Достоинства УЗ датчиков:

• в отличие от приборов предыдущего типа не страдают от ложных срабатываний на перемещение тепловых воздушных масс;
• большая точность срабатывания.

Недостатки УЗ датчиков:

• Срабатывают на любые движущиеся предметы, а не только на человека.Это значит, что занавески или качающиеся ветви деревьев (если использовать на улице) станут причиной включения света.
• Не всегда реагируют на плавные движения.
• Могут раздражать животных.

4.3 Микроволоновые (радиоволновые) датчики

Микроволновые или, как их еще называют, радиоволновые датчики действуют по тому же принципу – есть приёмник и излучатель (обычно у них одна общая антенна), которые реагируют на изменение характера волн. Только в этом случае используются не звуковые, а радиоволны. Их принцип работы вы видите на рисунке ниже.

В отличие от ультразвуковых, микроволновые датчики движения не раздражают животных. При этом могут улавливать движения через стены и двери, что может быть как полезно, так и вредно в эксплуатации. Также существует мнение, что электромагнитные высокочастотные излучения могут быть вредны для живых организмов.

Акустические (шумовые) датчики

Как можно догадаться по названию акустические датчики реагируют на появление шумов и звуков. Самое близкое устройство к ним – хлопковый выключатель света. Отличием от последнего является лишь большая чувствительность и шире диапазон настроек. Чаще всего встречаются в составе комбинированных устройств, работая в паре с фотореле — так называемый светошумовой или фотоакустический датчик (выключатель). Отдельно акустические датчики используются чаще не в схемах управления освещением, а в охранных системах.

Пример фотоакустического выключателя (ФАВ):

Схемы подключения и советы по выбору датчиков

Схемы подключения фотореле:

Цветовая маркировка проводов и схемы могут незначительно отличаться, поэтому уточняйте в инструкции к конкретной модели. Чтобы сделать принудительное включение или отключение света схему можно дополнить выключателем как показано на рисунках ниже.

При такой схеме, фотореле управляет освещением, однако имеется возможность принудительно включить освещение выключателем независимо от освещенности.

Так же может применяться схема, при которой выключатель способен принудительно отключать освещение, даже при недостаточной освещенности:

В случае если нагрузка освещения превышает номинальный ток реле можно использовать схему подключения освещения через контактор.

При такой схеме фотореле управляет не осветительными приборами, а контактором, а он, в свою очередь, осуществляет включение и отключение освещения, таким образом ток нагрузки проходит не через контакты фотореле, а через контакты контактора.

Примечание: На рисунке приведен пример для трёхфазной цепи, для однофазной подключать таким же образом, отличаться будет лишь то что в силовой цепи будет 2 провода, а не 4.

Как уже говорилось выше существуют фотореле для монтажа в электрощит на дин-рейку с внешним светочувствительным датчиком. Схема их подключения несколько иная, но в целом особых отличий нет. У вашего прибора могут быть другие назначения клемм, проверяйте это в паспорте завода-изготовителя.

Чтобы свет включался вечером и горел до утра – используйте датчики освещенности (фото- или сумеречное реле). Если нужно чтобы свет включался только тогда, когда вы подходите к дверям или заходите в комнату – используйте один или несколько датчиков движения любого типа либо акустические (светошумовые) датчики . Подключаются они, в большинстве своём, аналогично фотореле.

Схемы подключения датчиков движения и фотоакустических (светошумовых) датчиков:

При такой схеме управление освещением осуществляется только датчиком движения. Так же можно применять и схемы с выключателем:

В случае если необходимо, чтобы свет включался, когда вы захотите в небольшую комнату с разных дверей (например, коридор или прихожая) – самым оптимальным будет установка двух ИК-датчиков движения в противоположных углах или на стенах:

Чтобы датчик движения не включал свет днём – либо подключите его последовательно с выключателем, либо используйте в паре с сумеречным реле. Для этих же целей разработаны комбинированные датчики света.

Такие устройства в себе совмещают фотореле и ИК-датчик движения. Ярким примером являются светошумовые датчики – их используют совместно или в составе светильников для ЖКХ. Часто их устанавливают в подъездах и других общественных местах, пример такого светильника вы видите на рисунке ниже.

Настройка датчиков управления освещением

Что объединяет все виды устройств для автоматического управления освещением, так это возможность везде настраивать чувствительность к движениям или пороговое значение освещенности. А также одинаковые или подобные схемы подключения.

В датчиках движения зачастую есть регулировка задержки отключения света.

То есть вы можете установить сколько секунд или минут будет гореть свет после срабатывания датчика. Это удобно, например, если датчик установлен около ворот участка частного дома, и вам нужно чтобы свет оставался включенным пока вы не дойдете до входной двери, где вас «встретит» второй датчик.

При выборе датчика обращайте внимание на его мощность. Это особенно важно, если вы собираетесь включать группу осветительных приборов, например, мощные прожекторы.Если вам не удалось найти прибор нужной мощности – не расстраивайтесь, к любому датчику движения или освещенности можно подключить контактор нужной величины, как мы показывали на схеме выше.

Была ли Вам полезна данная статья? Или может быть у Вас остались вопросы? Пишите в комментариях!

Не нашли на сайте статьи на интересующую Вас тему касающуюся электрики? Напишите нам здесь. Мы обязательно Вам ответим.

Автоматизация освещения

В наше время нет такой отрасли промышленности или в хозяйства, где бы отсутствовала потребность в искусственном освещении. Система освещения является одной из важнейших составляющих любого производства, с помощью которой обеспечиваются оптимальные условия труда и безопасности персонала. Конечно же, мы понимаем, что все элементы искусственного освещения, потребляют электричество, за которое приходится платить. Совершенно естественно, что любое предприятие желает сэкономить и именно поэтому, самым оптимальным вариантом не смотря на вложения, является автоматизация освещения. Эффективное внедрение и управление системой освещения позволяет существенно сократить расходы на электроэнергию и значительно снизить затраты на обслуживание и эксплуатацию системы.

Автоматизированная система управления освещением это комплекс технологических решений, способный обеспечивать нужное количество света в нужное время и в нужном месте. Автоматизация освещения является одним из трех главных механизмов, направленных на оптимизацию освещения – наряду с переходом на энергоэффективные лампы и правильным расположением осветительных приборов.

Автоматизация освещения, есть ли выгода?

Любая автоматизация на предприятии начинается с разработки комплексного проекта, подбора подходящего по характеристикам оборудования и последующего его монтажа на предприятии. Получить реальный положительный эффект от автоматизации, это естественное желание руководства на любом предприятии. Поэтому качественную автоматизацию в том числе и освещения, лучше заказывать в профильной организации. Разработка проекта, закупка оборудования, монтажные и пуско – наладочные работы и т.д являются серьезной нагрузкой на бюджет. Для небольшого предприятия, такая нагрузка может быть реальным поводом отказаться от внедрения автоматизации освещения. Но все же не стоит делать опрометчивых решений, инвестиции в автоматизацию освещения это выгодно. Давайте рассмотрим данный вопрос не со стороны предприятия , а на примере среднестатистического жителя. Допустим, у вас в комнате перегорела лампочка, какие действия вы предпримите:

Конечно, на первый взгляд самый бюджетный вариант это приобрести лампочку накаливания, такая лампочка стоит гораздо дешевле, чем светодиодная, но имеют очень важный существенный минус. Они потребляют очень много электроэнергии. Поэтому в этом случае, особенно если короткий световой день об экономии можно и не мечтать, тем более если в доме электричество потребляют и другие бытовые приборы.

Второй вариант приобрести светодиодную лампу, хоть и стоит она дороже, будет более выгодным вариантом. Она потребляет значительно меньше электроэнергии и работает намного дольше.

В целях экономии большинству из нас, будет казаться, достаточным установить светодиодную лампочку. Но в действительности есть реальная возможность снизить электропотребление еще больше. Сделать это возможно, если использовать элементы системы автоматизации освещением, допустим установить простейшие датчики движения, освещенности, когда каждый прибор будет включаться по мере необходимости, например при приближении человека к нему. Да, в этом случае, нужно вложиться в оборудование, но если рассматривать на перспективу, то все вложения окупятся реальной экономией электроэнергии.

А как вы считаете, какой будет эффект, если автоматизировать освещения на предприятие, где много рабочих и есть сменный график? Где много оборудования и несколько производственных площадок?

Выгода очевидна. Внедрение автоматизированной системы управления освещением на предприятие обеспечивает в автоматическом режиме требуемый уровень освещенности на всех производственных площадках и рабочих местах, а также существенно повышает энергоэффективность и безопасность систем освещения предприятий.

Основные виды автоматизированной системы освещения

Наиболее экономичным вариантом является дискретное управление освещением, при котором освещенность регулируется датчиками присутствия, таймерами, фотоэлементами путем полного или частичного отключения приборов. У данного типа автоматизации есть недостаток – срок службы ламп при постоянном включении или отключении снижается.

Альтернативный вид – плавная настройка яркости, меняющаяся в зависимости от времени суток и степени естественной освещенности помещения. За счет плавного затухания без резких отключений технология несколько дороже в эксплуатации, одна она бережет лампы от перегорания и обеспечивает больший комфорт находящимся в здании людей.

Автоматизация освещения: основные функции.

Какие основные функции могут выполнять автоматизированные системы управления освещением на производстве.

В – первых, точное подержание искусственной освещенности в помещении на заданном уровне. Как это достигается. В систему управления вводится фотоэлемент, который находится внутри помещения, который контролирует создаваемую осветительной установкой освещенность. Функция позволяет экономить энергию за счет отсечки «излишка освещенности».

Во- вторых, учет естественной освещенности в помещении. Осуществляется тем же фотоэлементом, только с дополнительными условиями он отслеживает полную освещенность(естественную, искусственную). В определенное время года и суток, возможно использование одного естественного освещения. Таким образом экономия электроэнергии составляет 20-40%.

В – третьих, функция учета времени и дня суток. Для ее реализации автоматизированная система освещения должна быть оборудована собственными часами реального времени. В автоматизации освещения благодаря этой функции можно получить значительную экономию электроэнергии. Автоматическое отключение осветительной установки происходит в определенное время суток, а также в выходные и праздничные дни. Данная функция исключает человеческий фактор, такой как забыть отключить освещение на рабочем месте перед своим уходом.

В- четвертых, функция учета присутствия людей в помещении. Данная функция работает за счет отключения и включения светильников по сигналам таймера и датчиков в зависимости от того, есть ли люди в данном помещении. В этом случае достигается экономия 10-25%.

И еще одна из основных функция это дистанционное беспроводное управление осветительной установкой. Хотя такая функция не является автоматизированной, она часто присутствует в автоматизированных системах управления освещением благодаря тому, что ее реализация на базе электроники системы управления освещением очень проста, а сама функция добавляет значительное удобство в управлении осветительной установкой.

Методами непосредственного управления осветительной установкой является дискретное включение/отключение всех или части светильников по командам управляющих сигналов, а также ступенчатое или плавное снижение мощности освещения в зависимости от этих же сигналов.

Вообще перечень возможных функций в автоматизации освещения практически ничем не ограничен. Он должен составляться в индивидуальном порядке в зависимости от специфики конкретного объекта, потребностей коллектива и пожеланий заказчика.

Классификация автоматизированных систем освещения.

Существуют локальные системы управления, с применением только датчиков движения, присутствия и освещенности. Датчики в свою очередь уже имеют все необходимые устройства в одном корпусе для автоматического управления освещением по вышеуказанным факторам. В этих решениях датчики могут управлять не только освещением, но и другими нагрузками, такими как кондиционеры, вентиляторы, и другими. Их включение и выключение не должны зависеть от текущей освещенности. Например, когда человек заходит в кабинет, освещенности достаточно и свет не включается, но кондиционер должен включиться. Локальные системы, не могут в полном объеме интегрироваться в общую систему диспетчеризации здания. У них есть целый ряд недостатков:

Ограниченное количество подключаемых светильников, управляющих устройств и необходимость прокладки отдельного кабеля управления к каждой группе светильников;

• Ограниченное количество подключаемых светильников, управляющих устройств и необходимость прокладки отдельного кабеля управления к каждой группе светильников;
• Отсутствие функции управления освещением по времени;
• Нет возможности расширения и масштабирования системы в случае необходимости;

Централизованные системы управления освещением, Это системы более высокого уровня, в которой может быть реализована полноценная автоматизация управления освещением. Система строятся на основе микропроцессоров, обеспечивающих возможность практически одновременного многовариантного управления значительным (до нескольких сотен) числом светильников. Такие системы могут применяться либо только для управления освещением, либо также и для взаимодействия с другими системами зданий (например, с телефонной сетью, системами безопасности, вентиляции, отопления и солнцезащитных ограждений).

Централизованные системы выдают также управляющие сигналы на светильники по сигналам локальных датчиков.

Однако преобразование сигналов происходит в едином (центральном) узле, что предоставляет дополнительные возможности вручную управлять освещением здания. Одновременно существенно упрощается ручное изменение алгоритма работы системы.

На любом предприятии можно создать и самую простую и наиболее сложную систему автоматизированного освещения. Автоматизация и диспетчеризация освещения могут представлять собой целый комплекс систем с расширенным функционалом. Существует возможность автоматизировать диспетчерские процессы на основе беспроводных технологий. Со специалистами компании «АртПроект» на своем предприятии вы сможете создать экономически выгодную автоматизированную систему освещения.

Что такое система управления освещением?

Что такое система управления освещением? Это интеллектуальная сеть, которая позволяет обеспечивать нужное количества света ТАМ, ГДЕ и КОГДА это необходимо. Иногда такие системы встречаются под названием «умное освещение».

Какие модели светильников марки Revolight можно использовать в составе системы управления освещением?

Все модели производства Revolight могут работать в системе управления освещением. Однако в базовой комплектации такая функция отсутствует у большинства моделей.

Поэтому, приобретая осветительное оборудование, следует выбирать модификации, в конструкции которых установлено дополнительное оборудование, имеющее возможность подключения к соответствующим каналам управления, для использования необходимых протоколов и для сопряжения с соответствующими механизмами.

Пример организации системы управления концертным освещением с протоколом DMX512

С какими протоколами или дополнительными приборами и механизмами автоматизации системы управления могут использоваться светильники Revolight?

протокол DMX 512

слаботочные и IP-системы

сопряжение с приборами GLONASS

иное, по согласованию с производителем

Какие возможности предоставляет система автоматизированного управления освещением?

улучшение комфортности освещения

повышение безопасности дорожного и пешеходного движения

увеличение срока службы источников света

функции мониторинга работоспособности осветительных приборов

функции диагностики и устранения неисправностей

функции полной или частичной автоматизации освещения

Примеры экономии, достигаемой только за счет полноты автоматизации в период эксплуатации осветительных приборов Revolight:

• 0% при отсутствии системы автоматического управления освещением
• до -25% при ручном управлении отдельными контурами освещения
• до -50% при ручном управлении совместно с датчиками присутствия
• до -60% при автоматическом регулировании светового потока источников искусственного света в зависимости от интенсивности естественного освещения
• до -75% при комбинации вариантов 3 + 4 + использование контроллера с часами реального времени

Как обойтись без классического набора элементов и каналов связи системы управления освещением и обеспечить автоматическую работу удаленно расположенных светильников Revolight?

Использовать модификацию светильников с функцией астротаймера (локальная система управления).

Астротаймер, в зависимости от настроек, может самостоятельно включаться, выключаться и диммироваться в определенный момент времени, например на время сумерек, или за час до заката, или через 2 часа после рассвета, или при установке других значений.

Данные параметры устанавливаются либо на заводе перед отгрузкой заказа, или при монтаже изделий на месте их использования.

Рис.2. Пример программирования режимов работы таймера

Подобное решение позволяет экономить на подключении дополнительных устройств и повышает отказоустойчивость системы по причине снижения числа используемых компонентов.

Какими могут быть рекомендации или показания к применению системы управления освещением?

• Для уличного освещения региональных дорог может рекомендоваться применение астродрайверов или интерфейсов DMX для дистанционного регулирования яркости света.
• Для освещения тоннелей рекомендуется применение локальной системы автоматического управления для воспроизведения дневного, ночного и сумеречного режимов работы освещения, которые являются составными частями основного рабочего освещения, а также аварийной системой освещения. складских площадок необходима система ручного общего диммирования основного освещения в нерабочее ночное время и дистанционное автоматическое управление с применением датчиков движения отдельных осветительных приборов, с настроенными режимами освещения охраняемого периметра.
• Для любых помещений и цехов площадью более 50 кв. м следует применять автоматические устройства регулирования искусственного освещения в зависимости от естественной освещенности помещения. , высотой штабелирования свыше 10 метров и площадью более 500 кв. м, следует устанавливать системы ручного управления дежурным освещением и систему с автоматическим диммированием освещения – на пересечении основных и второстепенных проходов – по команде датчиков движения, с отдельным диммированием межрядного освещения по команде датчиков присутствия.
• Для прочих складских помещений площадью свыше 200 кв. м рекомендуется установка автоматизированной системы с применением таймеров, датчиков движения и присутствия с полным выключением отдельных зон склада и прилегающей территории при отсутствии в них движения в темное время суток.
• Управление рабочим освещением в торговых залах площадью 300 кв. м и более, в актовых залах, конференц-залах, театрах, обеденных залах столовых и ресторанов с числом рабочих мест свыше 100, в вестибюлях и в холлах гостиниц должно быть централизованно дистанционное.
• Для учебных классов, спортивных и актовых залов, конструкторских бюро, рабочих кабинетов поликлиник и других учреждений здравоохранения следует предусматривать отключение светильников: либо рядами, либо параллельно световым проемам, либо плавно, либо ступенчато; также в зависимости от естественной освещенности.
• Для освещения лестниц, холлов, коридоров общественных зданий следует организовывать автоматическое или дистанционное управление, с дополнительным применением датчиков присутствия/движения, позволяющее сокращать освещенность неиспользуемых пространств в ночное время суток.
• Для любых санузлов объектов могут применяться датчики присутствия на включение с интегрированными таймерами выключения освещения. , парков, скверов, монументов, пешеходных, автомобильных и железнодорожных мостов, зданий вокзалов и т.д., требует наличия дистанционной системы управления освещением и может дополняться автоматизацией работы нескольких режимов освещения (локально или удаленно) в соответствии с дизайн-проектом системы, например для повседневного и праздничного режимов работы.

Какими могут быть системы автоматического управления освещением?

Локальная система управления

Строится, преимущественно, на различных датчиках и таймерах, подключаемых непосредственно к источнику света или к нескольким устройствам, работой которых необходимо управлять. Такие приборы не требуют отдельных каналов связи, не интегрируются в общую систему, самодостаточны для самостоятельной работы.

Шинные системы управления

Работают в разных протоколах, с помощью специальных шлюзов, свободно интегрируются в различные системы верхнего уровня. В состав таких систем могут входить:

Блоки логики, контроллеры, шлюзы, актуаторы – управляющие устройства

Датчики присутствия, движения, освещенности – регистраторы событий

Различные выключатели – ручное управление

Светильники или иные нагрузки – управляемые устройства

Пульты, смартфоны, планшеты, панели управления – дистанционное управление

Каким образом работают системы автоматического управления освещением?

Локальные системы:

обычное включение/выключение подключенных приборов

диммирование источников света

Устройства шинной системы управления освещением исполняют любой логический сценарий:

календарь событий (когда человек пришел, ушел, какая освещенность была, стала и т.д.)

вывести статусы и срок эксплуатации светильников (актуально для эксплуатирующих компаний)

сделать дистанционное управление на планшетах, смартфонах

вывести контроль и управление далеко за пределы здания

и многое другое.

Таким образом, системы управления освещением на объекте могут относиться к следующим классам:

Система управления освещением осветительного прибора

Система управления освещением отдельного помещения

Система управления освещением строения/территории/объекта

Примеры функций системы автоматической системы управления освещением

Обеспечение/формирование экранных изображений и выходных форм информационно-вычислительных задач по запросам диспетчера или не оперативного персонала (администратора системы) и включают:

сбор и обработка информации о состоянии оборудования системы освещения;

измерение и контроль потребления электроэнергии по каждому Шкафу Пункта Включения (ШПВ);

обнаружение, сигнализация и регистрация аварийных ситуаций, отказов отдельного оборудования, несанкционированного проникновения в ШПВ;

контроль несанкционированного подключения к кабельным сетям / сетям освещения;

выполнение расчетных задач, расчет наработки и т.д.;

архивирование истории изменения параметров на жестком магнитном диске;

ведение журнала выполненных событий;

формирование и выдача оперативных, архивных данных персоналу;

формирование и печать отчетной документации – за смену, за месяц, выполнение других отчётов;

учет потребляемой электроэнергии.

Функции сигнализации

Сигнализационные функции проявляются при возникновении следующих условий:

срабатывание концевого выключателя на двери шкафа ШПВ (при выполнении несанкционированного доступа);

возникновение аварийной ситуации и/или изменение состояния пункта включения;

несанкционированное подключение к кабельным сетям, к сетям освещения;

авария канала связи со шкафом пункта включения;

критическое число неисправных светильников.

Функции управления: система может работать в одном из трех режимов управления

Автоматический режим работы – основной режим работы.

управление освещением согласно расписанию, заданному диспетчером;

управление уличным освещением может осуществляться по континентальному световому дню (определение времени восхода / захода солнца по широте и долготе объекта освещения);

управление уличным освещением по показанию датчика уровня освещенности.

Ручной дистанционный режим работы.

– управление освещением с АРМ диспетчера. Диспетчер в ручном режиме активирует необходимые переключения, задания и установки. Например, в аварийной ситуации или при ремонтных / регламентных работах.

Ручной аппаратный режим работы.

– управление освещением по месту установки ШПВ. Обслуживающий персонал осуществляет переключение освещения с помощью переключателей, установленных в ШПВ, проводя необходимые проверки работоспособности при ремонтных и регламентных работах.

Сервисные функции

автоматическая диагностика каналов связи со шкафом пункта включения;

автоматическая диагностика коммутирующего оборудования;

проведение в регламентируемых пределах подключений / отключений, проверки / замены элементов системы;

ручной ввод установок и констант управления, обработки информации;

защита от несанкционированного доступа в среду системы;

доступ к функциональным возможностям системы предоставляется согласно установленным административным разграничениям уровней доступа.

Внедрение автоматизированной системы управления освещением промышленного предприятия (как административных, так и производственных объектов) позволяет осуществлять телекоммуникационный контроль состояния сетей и осветительных приборов, управлять рабочими режимами светильников, дистанционно управлять освещением отдельных участков объекта по заранее заданному графику, а также вести учет энергопотребления и следить за эффективным использованием электроэнергии.

Наиболее значимые объекты с применением систем управления освещением со светильниками Revolight (В проектах, в частности, использовалось оборудование Beckhoff CX-xxxx, что способствовало получению награды за лучший городской проект Embedded Intelligence 2014):

1) Памятные стелы Фронтам и Флотам, Парк Победы, Поклонная гора, г. Москва

Система управления художественной подсветки (СУХП) на основании ТЗ на разработку системы управления установкой по объекту.

Описание объекта: 15 памятных стел, установленных в парке города.

Светильники: Для каждой из 15 стел устанавливаются 9 светильников RC-AX-RGB со шкафами управления для архитектурной подсветки в вечернее и ночное время. Для освещения предлагаются RGB светильники общего освещения с DМX управлением динамического полихромного освещения, предусматривающего возможность реализации различных сценариев художественной подсветки.

Система управления: Двухуровневая система управления состоит из шкафов локального управления наружным освещением и центрального сервера. Шкафы локального управления расположены в непосредственной близости от монумента, управление светильниками которого они осуществляют и соединены с центральным сервером в диспетчерской через роутер Wi-Fi. Роутер обеспечивает управление способами:

автоматически (приборами управления шкафа управления);

вручную (органами местного ручного управления и с помощью переносного компьютера или специального мобильного оборудования, подключаемых к интерфейсу шкафа управления);

Москва, Поклонная гора, Парк Победы, Главная аллея, Памятные стелы Фронтам и флотам ВОВ 1941-1945гг, Установленны прожекторы RGB с подключением к системе удаленного управления

Художественное освещение верхней части зданий, расположенных вдоль Садового Кольца, г. Москва, проект «Золотое Сечение»

В проекте выполнено освещение всех зданий, расположенных по обе стороны от автомобильной дороги. Вся система объединена в единый комплекс. В архитектурном освещении каждого дома используются статические и динамические осветительные приборы.

Система управления:

обеспечивает управление режимами работы архитектурного освещения дома;

реализует три режима работы архитектурного освещения дома:

повседневный режим (режим I);

праздничный режим (режим II);

контроль положения дверей силового щита;

обеспечивает управление динамическими осветительными приборами по протоколу DMX-512;

обеспечивает дистанционное управление динамическими осветительными приборами по протоколу DMX-512 по беспроводному каналу с помощью антенны-передатчика;

осуществляет контроль состояния аппаратов и электрических параметров в силовой части щита архитектурного освещения дома, (контроль напряжения на вводе);

обеспечивает автоматический контроль и учет потребления электроэнергии, затраченной на архитектурное освещение дома;

обеспечивает возможность передачи информации и восприятие управляющих команд от КАСУ по каналу GSM;

обеспечивает возможность передачи информации с электросчетчика в существующую систему АСКУЭ;

Автоматическое управление освещением – это просто

Реле для автоматического управления освещением, в последнее время приобретают все большую популярность. Ведь они позволяют не только существенно снизить затраты на освещение, но и сделать ваш дом более удобным для проживания. Что уж тут говорить о централизованных системах управления освещением, которые позволят вам вообще не подходить к выключателям.

Но зачастую установка таких систем достаточно дорогостоящая, и по карману далеко не каждому. В то же время, при наличии минимальных познаний в электротехнике, вы вполне можете создать централизованную систему управления, которая по своему функционалу мало в чем будет уступать своим более прогрессивным собратьям. А вот ее стоимость будет на порядок ниже.

Устройства применяемые для автоматизации управления освещением

Дабы разобраться с вопросом автоматического управления, давайте сначала рассмотрим, а чем отличается централизованная система управления от установки обычных датчиков. И какие, собственно говоря, датчики для этого могут применяться?

Для ответа на этот вопрос давайте возьмем шкаф управления наружным освещением с централизованной системой, и посмотрим, что к нему подключено. Вы удивитесь, но это обычные датчики освещенности, движения, присутствия, таймеры и концевые выключатели открывания дверей.

Сам процесс управления осуществляется только за счет этих датчиков. А централизованная система лишь обеспечивает их координацию, изменение режимов работы и удобный интерфейс пользователя для настройки и управления.

• То есть, мы вполне можем своими руками создать подобную систему управления, которая только что и будет не столь удобна в эксплуатации.
• Но столь ли часто нам необходимо изменять настройки? Может быть раз-два в год – да и то, только на отдельных реле.
• Это вполне можно сделать и вручную, а не через WEB-интерфейс. Зато стоимость такой системы будет в разы ниже.
• Что нам для этого необходимо? В первую очередь сами датчики. Поэтому давайте остановимся на них подробнее.

По сути это обычные кнопки, которые монтируются в дверь и фиксируют ее положение.

Они могут быть выполнены по разнообразным технологиям, из-за чего цена на устройство может достаточно сильно отличаться.

Схемы автоматического управления освещением

Подключение приведенных выше датчиков по схеме «и» или «или», позволяет полностью автоматизировать процесс управления освещением:

• Так называемая логика «и» — это когда включение освещения наступает при срабатывании сразу двух датчиков.
• Например, при снижении освещенности срабатывает датчик освещенности, и падает питание к датчику движения, при срабатывании которого и включается свет. Таким образом, срабатывание одного из этих датчиков не приведет к включению света.
• Логика «или» — это когда свет включится по фактору срабатывания одного из нескольких датчиков. Например: свет включится или по факту снижения освещенности, или по фактору наступления времени срабатывания на таймере.

Схемы подключения с одним датчиком

Чтобы разобраться с этим вопросом более детально, давайте рассмотрим разнообразные схемы подключения датчиков. Начнем с наиболее простых схем с одним датчиком.

В качестве примера возьмем схему подключения датчика освещенности, который при снижении уровня естественной освещенности будет давать импульс на включение искусственного освещения. Принцип подключения других датчиков аналогичен.

• Для этого нам потребуется непосредственно сам датчик освещенности. Он может быть двух типов. В первом случае — это датчик с коммутационным механизмом внутри. Такое устройство способно управлять освещением с токами до 6, 10 или 16А. Более высокие токи приведут к перегоранию контактной части реле.

• Второй тип реле — это автомат управления освещением с выносным датчиком. Автомат и датчик соединяются при помощи провода. В этом случае, датчик подает лишь управляющий импульс на автомат, а коммутация цепи происходит уже непосредственно автоматом. Такие устройства способны включать и отключать освещение с номинальными токами до 32А, а иногда и выше.
• В нашем примере мы рассмотрим подключение датчика освещенности первого типа, как более распространенного. Для его работы, нам потребуется подключить к нему фазный и нулевой провод (см. Как прозвонить провода: рассмотрим варианты).

• Для этого фазный провод подключаем от выключателя сети освещения, которую мы планируем автоматизировать. Причем, подключаем его на приходящий от распределительной коробки или от группового автомата контакт. Нулевой провод подключаем непосредственно в распределительной коробке — или шкафу управления освещением, как на видео.
• Теперь датчик у нас работоспособен, но пока еще нечего не коммутирует. Для этого нам необходимо к третьему выводу датчика подключить еще один провод. Он так же будет фазным, и подключается либо на уходящий контакт выключателя, либо непосредственно к ближайшему светильнику. Нулевой провод для светильника берется отдельно от распределительного щита или коробки.

Обратите внимание! Наша инструкция не даром делает такой акцент на подключение от выключателя. Дело в том, что согласно нормам ПУЭ, любые сети освещения с автоматическим управлением должны быть оборудованы системой ручного управления, которая шунтирует средства автоматизации. Проще говоря, должен стоять выключатель, который позволит включить свет помимо датчика.

Схемы подключения с двумя датчиками

Теперь давайте рассмотрим вопрос подключения сразу нескольких датчиков. При этом у нас будет два варианта: первый подключение по логике «и», а второй по логике «или».

• В качестве примера, давайте рассмотрим вариант, когда нам необходимо, чтобы освещение включалось, когда будет достаточно темно, и когда в определенной зоне есть человек. Для этого нам потребуется датчик освещенности и датчик движения. Вместо датчика движения может быть датчик присутствия.

• Теперь давайте разберем схему подключения – она называется последовательной. Прежде всего, как в варианте с подключением одного датчика, монтируем датчик освещенности. Только провод, который у нас шел к светильникам, подключаем в качестве приходящего фазного к датчику движения. А уже уходящий фазный провод от датчика движения подключаем к светильникам. При этом нулевой провод для датчика движения, мы подключаем в шкаф управления освещением наружным или распределительную коробку. Можно на один контакт с нулевым проводом датчика освещенности.
• При такой схеме, после того как снизится уровень естественного освещения, сработает датчик освещенности. Он подаст фазу на датчик движения, и тот включится в работу. После того, как в зону действия датчика попадет человек, он сработает и включит освещение.
• Теперь давайте рассмотрим вариант, когда у нас имеется длинная дорожка. Нам необходимо, чтобы свет зажегся тогда, когда с одной или со второй стороны дорожки появится человек. Зона действия одного датчика движения недостаточна для охвата всей дорожки. Поэтому нам потребуется два, или даже три датчика.

• Схема такого подключения достаточно проста. Все датчики должны быть включены параллельно. Для этого из одной точки берем нулевой провод, и подключаем его ко всем датчикам. Так же поступаем и с фазным питающим проводом. А вот уходящие от датчиков фазные провода, соединяем между собой и подключаем к нашим светильникам.

Обратите внимание! Если у нас имеется ящик управления освещением 380В, из которого мы подключаем датчики, то крайне важно чтобы все они были запитаны от одного и того же фазного провода. В противном случае, это приведет к короткому замыканию. Поэтому, для исключения ошибок, подключения лучше выполнять в одной точке.

При таком способе подключения, при срабатывании хотя бы одного из датчиков, свет включится вдоль всей дорожки. Комбинируя приведенные выше варианты, можно достичь высочайшей степени автоматизации.

Но для сложных схем, становится достаточно накладно монтировать силовые провода от датчика к датчику. Поэтому в таких случаях, все силовые переключения выполняются в силовом шкафу. А к датчикам подводится только питание, и от них исходят управляющие сигналы.

Вывод

Ящик управления освещением с фотореле — это уже давно не предел автоматизации. Современные технологии позволяют использовать сразу несколько параметров для включения освещения. И далеко не всегда для этого необходима покупка дорогостоящего оборудования.

Вполне возможно создать качественные системы управления и самостоятельно. Для этого достаточно иметь минимальные познания в электротехнике, и правильно продумать условия включения и отключения света.

Системы автоматического управления освещением зданий

Расход электроэнергии на цели освещения может быть заметно снижен достижением оптимальной работы осветительной установки в каждый момент времени.

Добиться наиболее полного и точного учета наличия дневного света, равно как и учета присутствия людей в помещении, можно, применяя средства автоматического управления освещением (СУО) . Управление осветительной нагрузкой осуществляется при этом двумя основными способами: отключением всех или части светильников (дискретное управление) и плавным изменением мощности светильников (одинаковым для всех или индивидуальным).

К системам дискретного управления освещением в первую очередь относятся различные фотореле (фотоавтоматы) и таймеры. Принцип действия первых основан на включении и отключении нагрузки по сигналам датчика наружной естественной освещенности .

Вторые осуществляют коммутацию осветительной нагрузки в зависимости от времени суток по предварительно заложенной программе.

К системам дискретного управления освещением относятся так­же автоматы, оснащенные датчиками присутствия . Они отключают светильники в помещении спустя заданный промежуток времени после того, как из него удаляется последний человек. Это наиболее экономичный вид систем дискретного управления, однако к побочным эффектам их использования относится возможное сокра­щение срока службы ламп за счет частых включений и выключений.

Системы плавного регулирования мощности освещения по своему устройству несколько сложнее. Принцип их действия поясняет рисунок.

Принцип действия системы плавного регулирования освещения

В последнее время многими зарубежными фирмами освоено производство оборудования для автоматизации управления внутренним освещением. Современные системы управления освещением сочетают в себе значительные возможности экономии электроэнергии с максимальным удобством для пользователей.

Основные функции автоматизированных систем управления освещением

Автоматизированные системы управления освещением , предназначенные для использования в общественных зданиях, выполняют следующие типичные для этого вида изделий функции:

Точное поддержание искусственной освещенности в помещении на заданном уровне . Достигается это введением в систему управления освещением фотоэлемента, находящегося внутри помещения и контролирующего создаваемую осветительной установкой освещенность. Уже только одна эта функция позволяет экономить энергию за счет отсечки так называемого “излишка освещенности”.

Учет естественной освещенности в помещениии . Несмотря на наличие в в подавляющем большинстве помещений естественного освещения в светлое время суток, мощность осветительной установки рассчитывается без его учета.

Если поддерживать освещенность, создаваемую совместно осветительной установкой и естественным освещением, на заданном уровне, то можно еще сильнее снизить мощность осветительной установки в каждый момент времени.

В определенное время года и часы суток возможно даже использование одного естественного освещения. Эта функция может осуществляться тем же фотоэлементом, что и в предыдущем случае, при условии, что он отслеживает полную (естественную + искусственную) освещенность. При этом экономия энергии может составлять 20 – 40%.

Учет времени суток и дня недели. Дополнительная экономия энергии в освещении может быть достигнута отключением осветительной установки в определенные часы суток, а также в выходные и праздничные дни. Эта мера позволяет эффективно бороться с забывчивостью людей, не отключающих освещение на рабочих местах перед своим уходом. Для ее реализации автоматизированная система управления освещением должна быть оборудована собственными часами реального времени.

Учет присутствия людей в помещении. При оборудовании системы управления освещением датчиком присутствия можно включать и отключать светильники в зависимости от того, есть ли люди в данном помещении. Эта функция позволяет расходовать энергию наиболее оптимально, однако ее применение оправдано далеко не во всех помещениях. В отдельных случаях она может даже сокращать срок службы осветительного оборудования и производить неприятное впечатление при работе.

Получаемая за счет отключения светильников по сигналам таймера и датчиков присутствия экономия электроэнергии составляет 10 – 25 %.

Дистанционное беспроводное управление осветительной установкой . Хотя такая функция не является автоматизированной, она часто присутствует в автоматизированных системах управления освещением благодаря тому, что ее реализация на базе электроники системы управления освещением очень проста, а сама функция добавляет значительное удобство в управлении осветительной установкой.

Методами непосредственного управления осветительной установкой является дискретное включение/отключение всех или части светильников по командам управляющих сигналов, а также ступенчатое или плавное снижение мощности освещения в зависимости от этих же сигналов.

Ввиду того, что современные регулируемые электронные ПРА имеют ненулевой нижний порог регулирования, в современных автоматизированных системах управления освещением применяется комбинация плавного регулирования вплоть до нижнего порога с полным отключением ламп в светильниках при его достижении.

Классификация систем автоматического управления освещением

Системы автоматического управления освещением, условно можно разделить на два основных класса – так называемые локальные и централизованные .

Для локальных систем характерно управление только одной группой светильников, в то время как централизованные системы допускают подключение практически бесконечного числа раздельно управляемых групп светильников.

В свою очередь, по охватываемой сфере управления локальные системы могут быть подразделены на “системы управлении светильниками” и “системы управления освещением помещений” , а централизованные – на специализированные (только для управления освещением) и общего назначения (для управления всеми инженерными системами здания – отоплением, кондиционированием, пожарной и охранной сигнализацией и т.д.).

Локальные системы управления освещением

Локальные “системы управления светильниками” в большинстве случаев не требуют дополнительной проводки, а ино­гда даже сокращают необходимость в прокладке проводов. Конструктивна они выполняются в малогабаритных корпусах, закрепляемых непосредственно на светильнике или на колбе одной из ламп. Все датчики, как правило, составляют один электронный прибор, в свою очередь, встроенный в корпус самой системы.

Часто светильники, оборудованные датчиками, обмениваются между собой информацией по проходам электрической сети. За счет этого даже в случае, если в здании остался единственный человек, находящиеся на его пути светильники останутся включенными.

Централизованные системы управления освещением

Централизованные системы управления освещением, наиболее полно отвечающие названию “интеллектуальных”, строятся на основе микропроцессоров, обеспечивающих возможность практически одновременного многовариантного управления значительным (до нескольких сотен) числом светильников. Такие системы могут применяться либо только для управления освещением, либо также и для взаимодействия с другими системами зданий (например, с телефонной сетью, системами безопасности, вентиляции, отопления и солнцезащитных ограждений).

Централизованные системы выдают также управляющие сигналы на светильники по сигналам ло­кальных датчиков. Однако преобразование сигналов происходит в едином (центральном) узле, что предоставляет дополнительные возможности вручную управлять освещением здания. Одновременно существенно упрощается ручное изменение алгоритма работы системы.

При системах централизованного дистанционного или автоматического управления освещением питание цепей управления разрешается от линии, питающей освещение.

Для помещений, имеющих зоны с разными условиями естественного освещения, управление рабочим освещением должно обеспечивать включение и отключение светильников группами или рядами по мере изменения естественной освещенности помещений.

Существующий ассортимент автоматизированных систем управления освещением (СУО) делится на три класса:

1) СУО светильника – простейшая малогабаритная система, конструктивно являющаяся частью светильника и управляющая только либо одной группой нескольких близлежащих светильников.

2) СУО помещения – самостоятельная система, управляющая одной или несколькими группами светильников в одном или нескольких помещениях.

3) СУО здания – централизованная компьютеризованная система управления, охватывающая освещение и другие системы целого здания или группы зданий.

Большинство компаний-производителей систем управления освещением (СУО) светильников изготовляют эти системы в виде отдельных блоков, которые могут быть встроены в светильники различных типов.

Безусловным преимуществом СУО светильников является простота их монтажа и эксплуатации, а также надежность. Особенно надежны СУО, не требующие электропитания, так как выходу из строя наиболее подвержены блоки питания СУО и энергопотребляющие микросхемы.

Однако если требуется управлять осветительными установками крупных помещений или, например, стоит задача индивидуального управления всеми светильниками в помещении, СУО светильников оказываются достаточно дорогим средством управления, так как требуют установки одной СУО на один светильник. В этом случае удобнее использовать СУО помещений , которые содержат меньше электронных компонентов, чем требуется в предыдущем случае, и поэтому более дешевы.

СУО помещений представляют собой блоки, размещаемые за подвесными потолками или конструктивно встраиваемые в электрические распределительные щиты. Системы этого типа, как правило, осуществляют одну функцию или фиксированный набор функций, выбор между которыми производится перестановкой переключателей на корпусе или выносном пульте управления системы.

Подобные СУО относительно просты в изготовлении и обычно построены на дискретных логических микросхемах. Датчики СУО помещений всегда являются выносными, они должны быть размещены в помещении с управляемыми осветительными установками и к ним необходима специальная проводка, что представляет собой определенное практическое неудобство.

Автор статьи: Sun Cheek

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Обзор систем управления уличным освещением

В каждом населенном пункте организовано наружное или уличное освещение. В темное время суток на улицах, во дворах, на частных придомовых территориях, вокруг промышленных и других объектов должны работать специальные осветительные приборы, являющиеся источниками достаточного количества света. Они объединяются в системы, которые управляются различными методами.

Задачи уличного освещения

Освещение необходимо для обеспечения безопасного движения жильцов и транспорта, для подсветки различных элементов — например, рекламных щитов или фасадов зданий. Достаточный уровень освещенности позволяет обеспечить:

• Контроль за всем происходящим на территории в темное время суток;
• Ориентацию людей в пространстве за счет подсветки пешеходных зон;
• Видимость потенциально опасных участков — например, бордюров и ступеней;
• Ландшафтное оформление участка;
• Придание участку эстетически привлекательного внешнего вида.

В общих чертах задачей наружного освещения является искусственное увеличение видимости в ночное время суток. Для ее выполнения осветительное оборудование должно своевременно включаться и выключаться по мере необходимости. Первый пункт важен в плане безопасности, второй – для экономии ресурсов.

Способы контроля наружного освещения

Управление наружным освещением может осуществляться несколькими методами: вручную, дистанционно либо автоматически. У каждого варианта есть свои преимущества и недостатки, особенности и технические нюансы.

Ручное управление

Этот способ появился самым первым, еще во времена фонарщиков. Сейчас ручное управление осуществляется оператором, который включает или выключает освещение в определенное время. Такой вариант используется в частных домах, но для коммунальных служб не слишком удобно вручную подключать огромное количество осветительных приборов.

Дистанционное управление

Со временем появилось оборудование, позволяющее управлять целой группой ламп и фонарей. Реализована эта возможность при помощи пульта, на котором нужно включить либо выключить рубильник. Суть методики — в подаче в контур сети напряжения (либо его выключение). Это гораздо удобнее, чем включать каждый осветительный прибор вручную, однако влияние человеческого фактора сохраняется.

Автоматический контроль

Управление уличным освещением в автоматическом режиме является современным, максимально удобным и эффективным вариантом. Здесь применяются датчики, которые работают по заданному алгоритму. Участие человека в этом процессе не требуется. С развитием технологий началось внедрение цифровых механизмов, сочетающих в себе преимущества ручных и автоматических систем.

Устройство и возможности автоматической системы управления

Автоматическая система управления обеспечивает бесперебойное и качественное освещение участков и экономию электроэнергии. За счет сокращения труда операторов сокращаются трудозатраты, а это дает заметную финансовую выгоду.

Шкафы управления

Ключевой частью в автоматической системе контроля уличного освещения является шкаф управления. Он выполняет сразу несколько функций:

• Объединяет все схемы, регулирующие работу осветительных приборов и распределяющие нагрузку;
• Предотвращает негативное влияние скачков напряжения и замыкания на реле;
• Контролирует срабатывание реле в установленное время;
• Позволяет регулировать яркость свечения ламп.

Работа шкафа обеспечивается местными управляющими компонентами либо системой каскадной конструкции через сигнальный проводник со второго шкафа, либо с пульта через кабель. Оборудование предназначено для раздельного контроля основного и дополнительного освещения, оснащено внутренней подсветкой. Оптимальным считается использование двух шкафов: первый подключается к светильникам, оснащенным фотореле, датчиками, реагирующими на движения, другой нужен для дистанционного контроля.

Схемы питания и управления

Для контроля освещения на улице в автоматическом режиме применяют следующее оборудование:

• Фотореле, регулирующее функционирование компонентов по степени освещенности – обеспечивает включение приборов с учетом погодных условий и времени суток, но не защищено от погрешностей при загрязнении устройств;
• Системы с таймером;
• Схемы с астротаймером.

В последнем случае после настройки программного обеспечения, команды для управления системой подаются на балласт. Ввод такого графика обеспечивает контроль работы устройств без участия оператора, но с периодическим контролем функционирования системы.

Оборудование для автоматизации освещения

Помимо средств автоматических систем управления для контроля уровня освещенности возможно подключение специальных приспособлений, которые обеспечивают срабатывание осветительных приборов при создании заданных условий.

Датчик освещенности

Такой датчик реагирует на фактическую степень освещенности, автоматически включая или отключая лампы. В его конструкцию входит фоточувствительный компонент, который под действием светового потока меняет уровень тока в схеме. В результате срабатывает реле, размыкаются или смыкаются его контактов.

Датчики освещенности различаются:

• Задержкой срабатывания – варьируется в пределах 15-60 секунд и предотвращает срабатывание от ложного сигнала, например, света фар проезжающего автомобиля;
• Степенью защищенности от воздействия внешних факторов – в первую очередь, пыли и влаги;
• Мощностью или током нагрузки – подбирается с учетом мощности светильника;
• Порогом срабатывания – в некоторых моделях его можно регулировать.

Важной характеристикой датчика является уровень его чувствительности. Так, освещенность в 2 Лк воспринимается как полная темнота.

Датчики движения

Такие устройства реагируют на перемещения предметов. Чаще всего использую модели на основе инфракрасных устройств, которые реагируют на смену излучения света. Датчики этого типа бывают встроенными и выносными. При выборе следует обращать внимание на задержку срабатывания, допустимую мощность нагрузки, угол обзора конкретной модели и дальность действия.

Некоторые из этих параметров можно регулировать. Например, пользоваться системой становится удобнее, если есть возможность установить нужную дальность включения и нужную степень освещенности для срабатывания.

Таймер

Бывает двух видов: обычный и астротаймер. Первый включает осветительное оборудование в заданное время, вне зависимости от реальной ситуации. Это не всегда корректно, учитывая различную продолжительность светового дня зимой и летом. Во втором случае контроллер подключен к программе слежения за перемещениями солнца и соответствующей базой данных.

Астротаймер считается более точным, поскольку работает, исходя из данных о долготе и широте, времени рассвета и захода солнца. Устройство устанавливается в распределительный щит и подходит для переключения активной нагрузки с током 16 АА. Если необходим контроль более мощных осветительных приборов, используются специальные магнитные пускатели. Для корректной работы астротаймера требуется точная установка часов.

Диммеры

Диммерами называются светорегуляторы, управляющие яркостью свечения ламп. Такие устройства подбираются с учетом типа осветительного оборудования. Своевременное переключение светильника в режим пониженного энергопотребления – например, в ночное время – позволяет снизить расход электроэнергии.

Диммеры – автономные устройства, они устанавливаются в каждый осветительный прибор отдельно. Режим работы и время переключения устанавливается при помощи переключателей. Можно объединить устройство с датчиком движения, и тогда лампы будут гореть более тускло при отсутствии движущихся объектов, более ярко – при перемещении предметов или людей.

Удаленное управление освещением

Для дистанционного контроля уличного освещения есть ряд методов коммутации:

• Через канал модема посредством телефонной линии – самый дешевый вариант;
• Через GSM-канал – особенно удобен на участках большой площади;
• Через LAN-канал – коммутация между управляющим модулем и пунктом диспетчера осуществляется посредством витой пары; данный способ актуален, если все оборудование расположено компактно;
• Через радиоканал – связь оплачивать не нужно, но само оборудование довольно дорогое, к тому же есть риск помех.

В большинстве случаев организация дистанционного управления наружным освещением требует установки распределительного щита.

Виды систем управления газоразрядным освещением

Сейчас на улицах в основном используются газоразрядные лампы. Системы управления наружным освещением обеспечивают их питание через реле при помощи индукционных (магнитных) и электронных балластов. Первые создают перепад тока и ростом напряжения и поджигом газоразрядной лампы, они же ограничивают мощность во время работы. Индукционный балласт отличается не слишком высоким КПД, дает мерцание света, имеет внушительные габариты, требует использования конденсаторов, схем встречного включения ламп.

Электронный балласт обеспечивает поджиг лампы с поддержанием нужного напряжения на ее выводах. Такое устройство позволяет устранить мерцание, повысить яркость свечения и КПД, сэкономить место за счет небольших размеров, увеличить период эксплуатации лампочек. Однако в случае загрязнения фотоэлементов и самих ламп уровень отзывчивости устройства снижается.

Современные технологии позволяют подобрать оптимальную систему управления для систем наружного освещения любого типа и масштаба и организовать бесперебойную работу оборудования. Обращайтесь к специалистам компании «Эмиттер» – мы подберем для вас оптимальную систему уличного освещения.