На пути к полному контролю

Георгий Агафонов

По мере развития современных технологий автоматизированное и компьютерное управление постепенно входит во все области нашей жизни. Никого уже не удивляют производственные линии с программным управлением, пластиковые банковские карточки, автомобильные спутниковые навигаторы и прочие высокотехнологичные удобства. Эта тенденция не обошла стороной и светотехнику. Как за рубежом, так и в нашей стране в последнее время все больше и больше внедряются системы управления освещением (СУО). В этой статье будут рассмотрены принципы работы и классификация систем управления освещением общественных зданий (системы управления освещением жилых помещений – отдельная тема, и мы к ней обязательно вернемся).

Основной целью автоматизации освещения общественных зданий, помимо повышения удобства пользования, является сокращение расхода электроэнергии. Поэтому глобальная задача систем управления освещением состоит в том, чтобы в каждый момент времени режим работы осветительной установки был оптимальным.

Для того чтобы справляться с этой задачей, любая СУО должна выполнять хотя бы одну из следующих функций.

• Учет присутствия людей в помещении.

Эта функция реализуется установкой датчиков присутствия, отключающих группы осветительных приборов в помещении без людей. Оптимизация расхода электроэнергии здесь очевидна, но выполнение системой только этой функции ограничивает возможность применения такой системы. Отрицательных моментов здесь может быть два: во-первых – в некоторых случаях неприятное ощущение при работе, во-вторых – снижение срока службы оборудования (за счет увеличения количества циклов перезажигания).

• Учет времени.
  

Эта функция осуществляется за счет установки таймеров и часов реального времени, отключающих освещение в определенное время суток и в нерабочие дни и часы, что позволяет успешно бороться с забывчивостью людей, не отключающих свет перед уходом.

• Учет естественной освещенности и поддержание уровня освещенности на заданном уровне.

Эта функция основана на свойстве человеческого глаза плохо различать излишек освещенности. Большая освещенность не сильно сказывается на качестве зрительной работы, но вносит ощутимую долю в энергозатраты. Излишек освещенности может быть как результатом работы самой осветительной установки, так и совместной с естественным освещением. Для выполнения этой функции в систему вводятся датчики, настроенные на нормируемый для данного помещения уровень, которые включают или отключают необходимое количество световых приборов, либо понижают световой поток установки.

• Дистанционное беспроводное управление.

Эта функция не несет в себе никаких улучшений в плане энергопотребления, но добавляет значительное удобство в управление и конфигурирование системы.

Среди методов непосредственного управления осветительной установкой можно выделить следующие:

• дискретное включение/выключение всей осветительной установки или некоторых ее частей;
• ступенчатое снижение мощности освещения;
• плавное снижение мощности освещения.

Перечисленные методы могут использоваться как отдельно, так и в комбинации друг с другом.

Системы управления освещением производятся по всему миру уже порядка десяти лет, и за это время сложилась вполне четкая их классификация.

Рис. 1. Локальная СУО светильника

СУО подразделяются на следующие три класса:

• СУО светильника – самая компактная и простая система, которая конструктивно встраивается в корпус светильника и управляет только его работой или работой небольшого количества близлежащих светильников, синхронизированных с главным;
• СУО помещения – уже более самостоятельная система, управляющая несколькими группами светильников в одном или нескольких близлежащих помещениях;
• СУО здания – централизованная система на основе компьютерного управления, которая охватывает освещение и другие системы (например, кондиционирование, пожарное оповещение, видеонаблюдение, система безопасности и пр.) всего здания.

Рассмотрим эти системы подробнее.

В состав локальной СУО светильника, как правило, входят элементы, представленные на рис.1.

• Датчики.

Выполняют роль основных источников сигнала для автоматического блока СУО.

• Ручное управление.

Этот блок позволяет, минуя автоматическое управление, вмешиваться в работу светильника, когда автоматизация не требуется.

• Пускорегулирующий аппарат (ПРА).

Необходимым условием работы системы является наличие в световом приборе электронного пускорегулирующего аппарата, который мог бы управляться внешним сигналом (например, 0–10 В).

Питающая сеть и питающие вводы (п.в.) ПРА для обеспечения подвода электроэнергии ко всем частям системы.

• Синхронизирующий вывод.

Эта часть необходима для интеграции близко расположенных приборов.

Рис. 2. Система управления освещением помещения

По этой схеме можно легко проследить порядок работы этой СУО. При поступлении сигнала от одного из датчиков блоком СУО вырабатывается в соответствии с настройками управляющий сигнал на выходе, который подается на регулирующие вводы (р.в.) пускорегулирующего аппарата. ПРА в соответствии с сигналом регулирует подаваемую на лампу мощность. Когда поступает сигнал с блока ручного управления, сигналы с датчиков либо игнорируются, либо добавляются в общую картину. Для синхронизации работы нескольких светильников имеется выход управляющего сигнала, который может поступать на регулирующие входы ПРА соседних светильников ( это позволяет иметь лишь один управляющий блок на несколько светильников, что снижает общую стоимость установки). Некоторые из перечисленных элементов могут отсутствовать, но принцип работы остается таким же.

Среди наиболее популярных примеров указанных СУО можно привести систему автоматизированного светильника Optus Sensa компании Thorn Oy (встроенный датчик присутствия и освещенности, возможность плавной регулировки светового потока и отключения светильника), блоки управления для светильников с электронным ПРА Trios Luxsense фирмы Philips Lighting (автоматическое поддерживание освещенности на заданном уровне, возможность управления до 20 электронными ПРА одновременно), самую компактную систему ELS производства ETAP GmbH (миниатюрный фотодатчик, устанавливаемый на корпусе прибора, плавное управление работой лишь одного ПРА), систему KSV-S фирмы Altenburger Electronic GmbH (настенный датчик освещенности, блок плавной ручной регулировки).

Что касается СУО помещений, то принципы работы здесь остаются сходными, меняются только конструктивное исполнение и функциональные возможности. Так что на первом этапе я ограничусь лишь тем , что приведу принципиальную схему такой системы (рис. 2).

Заявленная экономия электроэнергии такими системами лежит в пределах 25–70 %. При более точном расчете средняя экономия получается 10–50 %, но при правильном конфигурировании системы реально можно добиться порядка 80 %.

Возможно, экономия электроэнергии не самая главная задача сегодняшнего момента, но это первый и большой шаг на пути к полному контролю.