Рисунок 1. План Приемной Генерального Директора
Рисунок 2. Группы освещения Приемной Генерального директора и кабинета Секретаря
В течении дня, при смене естественной освещенности постоянно приходилось отвлекаться, подходить к выключателям и включать/выключать свет, либо мириться с излишней освещенностью и большой прожорливостью галогеновых ламп подсветки. Дополнительные неудобства вызывало большое количество кнопок, запомнить какой выключатель за что отвечает было довольно сложно.
Предложение по автоматизации освещения Приемной и Секретаря было воспринято с энтузиазмом.
Автоматизация освещения
К каждому блоку выключателей различными способами был подведен нулевой провод. Во все монтажные коробки установили одноканальные и двухканальные реле от Fibaro. При входе рядом с дверью разместили кармашек с пультом от Aeon labs.
Рисунок 3. Пульт управления освещением приемной Aeon labs
В раздевалке и туалете были установлены выключатели Duwi.
Рисунок 4. Выключатель в раздевалки от Duwi
На 4 кнопки пульта Aeon labs были повешены следующие сценарии:
Приход – включается правая подсветка, и раздевалка
Рабочее место – Включается освещение рабочего места, выключается весь остальной свет
Совещание – Включается освещение над столом для совещания
Расширенное совещание – в особо пасмурные дни дополнительно включается боковая подсветка по периметру кабинета
Вход в раздевалку отделен от кабинета дверью-купе. На нее был установлен z-wave датчик открытия двери от Everspring. Данный датчик был ассоциирован с выключателем раздевалки. При раздвижном открытии двери свет раздевалки включается, при закрытии двери выключается. При выходе из раздевалки дверь закрывается и свет автоматически выключается.
На двери туалета Директора установили z-wave датчик открытия Aeon labs. Принцип работы освещения туалета описан в статье «Обзор z-wave датчиков открытия двери/окна».
Рисунок 5. Датчик открытия двери Aeon labs
В кабинете секретаря ограничились установкой выключателей Duwi для подсветки, так как из-за низкой естественной освещенности основное освещение горит в течении всего рабочего дня. А так же установили выключатель для управления освещением зоны рядом с диваном для ожидания. В углу для покрытия придиванной зоны установили Мультидатчик движения/освещ./темп. Z-wave EZMotion. Его роль – автоматическое включение света при недостаточной освещенности для людей ожидающих своей очереди к директору.
Рисунок 6. Мультидатчик EZMotion для автоматизации освещения зоны ожидания
Кроме того в дальнейшем была реализована схема ручного и автоматического управления освещением этой зоны для более точной работы датчика и дополнительного комфорта посетителей. Если секретарь находился на своем месте, то устанавливал Ручной режим и включал свет при необходимости. Перед уходом со своего рабочего места секретарь устанавливал для придиванной зоны автоматический режим.
В двух туалетных комнатах в общей зоне с умывальниками были установлены датчики движения Everspring SP103, ассоциированные c выключателями Duwi. При входе в туалетную комнату свет в туалете включается и горит не менее 3-х минут (пока есть движение плюс 3 минуты).
Рисунок 7. Датчик движения SP103 от Everspring для автоматизации освещения туалетной комнаты
Из-за частых посещений сотрудников комнаты Архива (специфика работы организации), в ней был установлен мультидатчик движения/освещенности/температуры ExpEzmotion, ассоциированный с реле Fibaro (установлен в монтажную коробку за обычный выключатель).
Рисунок 8. Мультидатчик EZMotion для автоматизации освещения архива
Контроль за энергопотреблением и экономия
Для контроля потребления электроэнергии расходуемой на освещение в электрощиток установили 3-х фазный измеритель электроэнергии. Благодаря ему можно в реальном времени наблюдать за текущей потребляемой мощностью освещения и израсходованной с начала месяца (Накопленные данные обнуляются в начале каждого месяца).
Рисунок 9. 3-х фазный измеритель электроэнергии установлен под электрощитком
Для управления освещением коридора у входа в офис был заменен обычный выключатель выключателем от Duwi, на другом конце офиса у служебного выхода установили Настенный радиопередатчик Z-wave Duwi Everlux, ассоциированный с основным выключателем, так что освещением коридора возможно управлять с двух мест.
Кулер охлаждения и нагрева воды в приемной подключили через Розеточный выключатель Z-wave с датчиком электроэнергии. Измерение накопленного потребления электричества показало, что во внерабочее время (с 17-30 до 8-30) кулер расходует в среднем 0.88 кВт*Ч (11Вт постоянно, 510Вт во время нагрева/охлаждения). За нерабочие сутки бесполезно расходуется около 1,408 кВт*Ч.
Учитывая, что в 2012 году 248 рабочих и 118 праздничных дней, можно подсчитать годовой перерасход электроэнергии одним кулером: 248*0.88+118*1.408=384 кВт*Ч. Учитывая стоимость кВт*Ч для Москвы 4.02 рублей, получим перерасход в рублях – 1550 рублей.
Благодаря настроенному сценарию автоматического выключения кулера розеточным модулем в 17-30, а включения в 8-30 только по рабочим дням перерасход превращается в экономию. Используя данный сценарий, будет ежегодно экономиться до 384 кВт*Ч электроэнергии или почти 1550 рублей. За эти деньги можно купить Розеточный выключатель Z-wave Everspring или Розеточный выключатель Z-wave TKBHome.
Графический интерфейс для удаленного управления
На данный момент система автоматизации офиса находится под управлением программы НomeSeer. В конфигураторе интерфейсов HStouch разработан интерфейс для управления и контроля за состоянием офиса.
Рисунок 10. План офисного помещения в программе HStouch
На плане можно видеть состояние всех датчиков движения, а также удаленно контролировать и управлять включенными в систему группами освещения.
Так же с помощью программного интерфейса можно видеть какие компьютеры включены, т.е. по сути удаленно следить за дисциплиной в офисе. Настроенный сценарий автоматически отключает все невыключенные компьютеры через 2 часа после окончания рабочего дня.
Включенный офисный компьютер без нагрузки потребляет порядка 50-60Вт, таким образом оставленный на ночь один включенный компьютер израсходует порядка 0,8 кВт*Ч.
Последний сотрудник, покидающий офис автоматически выключает все освещение в офисе.
В системе автоматически накапливается информация о текущей мощности потребления освещением офиса, температуре приемной, и количестве включенных компьютеров. По данным показателям можно получить графическое представление данных за несколько часов, день, неделю или месяц.
Рисунок 11. Графики изменения сверху вниз: текущая мощность потребления освещения, количество включенных компьютеров, температура приемной.
Заключение
Общая стоимость оборудования составила 60750 рублей.Описанная система автоматизации успешно функционирует на протяжении 9 месяцев. Система получилась очень гибкой и легко масштабируемой, при необходимости ее довольно просто расширить. В целом данный проект получился очень интересным и востребованным.
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЙ СВЕТОДИОДНЫЙ СВЕТИЛЬНИК
(Система автоматического
дистанционного
управления освещением)
Назначение
1.1.1 Интеллектуальный светодиодный светильник (далее – система
автоматического
дистанционного
управления освещением
) предназначен для организации управляемого освещения в отдельном помещении здания или сооружения.
1.1.2 В основу технического построения системы
автоматического
дистанционного
управления освещением
положен метод управления освещением по силовым сетям 220 В, 50 Гц с применением технологии PLC, а также передачи команд управления в ИК-диапазоне и по радиоканалу, организованному по протоколу MiWi.
1.1.3 Система
автоматического
дистанционного
управления освещением
решает следующие задачи:
- автоматическое включение/выключение освещения по факту наличия/отсутствия людей в помещении; временные интервалы таймера задержки выключения освещения от датчика движения может задаваться пользователем в процессе эксплуатации или соответствовать конфигурации производителя;
- автоматическая регулировка уровня светового потока светильника в зависимости от уровня освещенности в помещении; зависимость уровня светового потока светильника от уровня освещенности помещения может задаваться пользователем в процессе эксплуатации или соответствовать конфигурации производителя;
- конфигурирование настроек системы и дистанционное управление уровнем светового потока, как всех светильников помещения, так и каждого из светильников в отдельности, с помощью инфракрасного пульта дистанционного управления;
- сохранение конфигурационных настроек интеллектуальной системы питания в энергонезависимой памяти;
- стабилизация тока питания светодиодных линеек с требуемым прямым падением напряжения на каждом из светодиодов светильника в рабочем диапазоне входных напряжений питающей сети 220 В 50 Гц.
1.1.4 Состав системы автоматического дистанционного управления освещением представлен в таблице 1.1.
Таблица 1.1 – Состав системы автоматического дистанционного управления освещением
|
№
|
Составная часть системы автоматического управления освещением |
Назначение |
Количество |
|
Интеллектуальный источник питания (ИИП) |
Обеспечение стабилизированного питания светодиодных линеек с требуемым прямым падением напряжения на каждом из светодиодов светильника в рабочем диапазоне входных напряжений питающей сети 220 В, 50 Гц, а также прием команд управления уровнем светового потока светильника и команд конфигурации по проводам питающей сети 220 В, 50 Гц |
По числу светильников в помещении |
|
|
Устройство преобразования инфракрасного сигнала пульта дистанционного управления в радиосигнал управления системы питания светильников (УПИР) |
Преобразование первичных сигналов управления пользователя (инфракрасный канал управления, локальная сеть TCP/IP) в радиосигналы УПРС, обеспечивает хранение настроек системы в энергонезависимой памяти |
Один на помещение |
|
|
Устройство преобразования радиосигнала управления в сигнал интерфейса, обеспечивающего передачу данных по проводам питающей сети 220 В, 50 Гц к каждому из светильников помещения (УПРС) |
Преобразование радиосигнала управления от УПИР в сигнал интерфейса, обеспечивающего передачу команд управления по проводам питающей сети 220 В, 50 Гц к каждому из светильников помещения |
Соответствует числу фаз питающей сети 220 В, 50 Гц |
|
|
Инфракрасный пульт дистанционного управления (ИПДУ) |
Пользовательское управление системой автоматического дистанционного управления освещением |
Один на помещение |
1.1.5 Управление включением и выключением светильников, регулировка их яркости, а также выбор режима работы системы автоматического управления освещением осуществляется пользователем с ИПДУ.
1.1.6 Прибор может эксплуатироваться круглосуточно в закрытых отапливаемых и неотапливаемых помещениях, исключающих прямое воздействие на него атмосферных осадков.
Климатическое исполнение прибора: У, категория размещения 4, в соответствии с требованиями ГОСТ 15150-69, для работы при температурах от минус 10°С до плюс 45°С
1.2 Технические характеристики системы автоматического дистанционного управления освещением
Основные технические характеристики системы автоматического дистанционного управления освещением приведены в таблице 1.2.
Таблица 1.2 – Технические характеристики системы автоматического управления освещением
|
№
|
Наименование характеристики
|
Значение
|
|
Допустимый диапазон напряжений питания сети 50 Гц, В |
||
|
Диапазон рабочих температур, ºС |
||
|
Количество поддерживаемых команд ИПДУ |
||
|
Количество фаз силовой сети – линий управления светильниками, шт. |
||
|
Максимальное количество светильников, подключаемых к одной фазе, шт. |
||
|
Максимальное количество поддерживаемых датчиков движения, шт. |
2 (встроенный и внешний) |
|
|
Диапазон регулировки яркости светильников, % |
||
|
Шаг регулировки яркости светильников в ручном режиме: |
||
|
Диапазон значений таймаута работы светильников после срабатывания датчика движения, с |
||
|
Тип IP-адрес для WEB-интерфейса |
cтатический, IPv4 |
|
|
Номер TCP-порта для подключения к WEB-интерфейсу |
80 (станд. для http) |
|
|
Максимальное количество пользователей, подключаемых к WEB-интерфейсу |
||
|
Период обновления информации через WEB-интерфейс, с |
||
|
Период опроса датчика освещенности, с |
||
|
Время доведения команды управления с ИПДУ на светильники, с |
||
|
Максимальная дальность радиосвязи между УПИР и УПРС: |
10…15 |
|
|
Максимальная дальность обнаружения человека встроенным датчиком движения, м |
||
|
Диапазон регулировки выходных токов ИИП (светодиодов каждого из светильников), мА |
||
|
Нестабильность выходного тока ИИП во всем диапазоне рабочих температур и напряжения питания не более, % |
||
|
Максимальный световой поток светодиода, лм |
||
|
Прямое падение напряжения на каждом светодиоде светильника, В |
||
|
Коэффициент пульсаций выходного тока ИИП (тока питания светодиодов), не более, % |
||
|
Коэффициент полезного действия ИИП, % |
||
|
Мощность, потребляемая ИИП, Вт |
не более 40 |
|
|
Мощность, потребляемая УПИР, Вт |
не более 10 |
|
|
Мощность, потребляемая УПРС, Вт |
не более 10 |
|
|
Средняя наработка на отказ, час |
не менее 40000 |
|
|
Срок службы, лет |
не менее 6 |
1.4.1 Устройство системы автоматического дистанционного управления освещением
1.4.1.1 Аппаратная часть системы автоматического управления освещением включает 4 функциональных элемента:
– интеллектуальный источник питания;
– устройство преобразования инфракрасного сигнала пульта дистанционного управления в радиосигнал управления системы питания светильников;
– устройство преобразования радиосигнала управления в сигнал интерфейса, обеспечивающего передачу данных по проводам питающей сети 220 В, 50 Гц к каждому из светильников помещения;
– инфракрасный пульт дистанционного управления.
Эксплуатационные ограничения для системы автоматического дистанционного управления освещением
1.4.2.1 Система автоматического дистанционного управления освещением обеспечивает непрерывную круглосуточную работу и является восстанавливаемым и обслуживаемым.
1.4.2.2 Система автоматического дистанционного управления освещением сохраняет работоспособность при воздействии:
повышенной температуры окружающей среды до плюс 60°С;
пониженной температуры окружающей среды не менее минус 30°С;
повышенной относительной влажности воздуха до 98 % при температуре плюс 25°С;
синусоидальной вибрации в диапазоне частот от 10 до 55 Гц при амплитуде смещения до 0,35 мм (в любом направлении) в соответствии с требованиями ГОСТ 12997.
1.4.2.3 ИИП, УПИР и УПРС прибора должны быть установлены в месте, где они защищены от воздействия атмосферных осадков, механических повреждений и доступа посторонних лиц.
Работа системы автоматического дистанционного управления освещением
Работа системы автоматического дистанционного управления освещением заключается в осуществлении автоматического управления включением/выключением освещения в помещении, а также регулировки светового потока светильников с целью оптимизации характеристик освещения в помещении.
Структурная схема системы автоматического управления освещением представлена на рисунке 1.1.
Рисунок 1.1 – Структурная схема системы автоматического управления освещением:
1 – УПИР; 2 – администратор системы освещения (электроснабжения);
3 – пользователь с ИПДУ; 4 – УПРС фазы А; 5 – УПРС фазы В; 6 – УПРС фазы С;
В качестве светильников используются светодиодные лампы на основе светодиодов серии CLN6A. В светодиодных лампах световой поток формируется в результате прохождения электрического тока через зону p-n-перехода в полупроводнике. В зависимости от материала полупроводника цвет освещения может меняться. Для работы светодиод потребляет небольшое количество электроэнергии (напряжение питания – единицы В, токи – десятые доли А), что делает его выгодным по сравнению с лампами накаливания.
Внешний вид светодиодного светильника приведен на рисунке 1.2.
Рисунок 1.2 – Внешний вид светодиодного светильника системы автоматического дистанционного управления освещением
Для обеспечения функционирования УПИР содержит встроенный мультисенсор типа «ЭкоСвет 500ЛИ», имеющий в своем составе датчик освещенности, датчик движения и ИК-приемник. Светодиод красного цвета на его корпусе служит для индикации о приеме сигналов (загорается на 0,5 с) при подаче команды с ИПДУ. Светодиод красного цвета на его корпусе служит для индикации (загорается на 0,5 с) при подаче команды с ИПДУ.
Датчик освещенности
измеряет яркость окружающего света в помещении, преобразует измеренную величину в нормированный сигнал постоянного низковольтного напряжения и передает его в УПИР.
Датчик движения
предназначен для обнаружения человека в помещении и представляет собой пассивный ИК-детектор движения, работа которого основана на измерении теплового излучения от движущихся объектов. При превышении порогового значения теплового излучения объекта, датчик выдает сигнал постоянного низковольтного напряжения в УПИР.
При необходимости, для увеличения зоны контроля присутствия человека, к УПИР может подключаться еще и дополнительный (внешний) датчик движения. Факт наличия в помещении человека определяется срабатыванием либо основного, либо дополнительного датчика движения.
ИК-приемник
мультисенсора принимает ИК-сигналы управления ИПДУ, преобразует их в сигналы постоянного низковольтного напряжения и передает их для обработки в УПИР.
В УПИР производится преобразование сигналов в цифровую форму, их декодирование, алгоритмическая обработка и преобразование в радиосигнал.
Далее сигнал управления по радиоканалу, организованному по протоколу MiWi, передается на УПРС фаз А, В и С, которые преобразуют радиосигналы в сигналы управления работой светильников.
Непосредственная регулировка светового потока светильника осуществляется по силовым сетям 220 В, 50 Гц с применением технологии PLC.
Технология PLC (Power Line Communications – коммуникации по силовым линиям), также называемая PLT (Power Line Telecoms), базируется на использовании силовых электросетей для высокоскоростного информационного обмена. Основой технологии является использование частотного разделения сигнала, при котором высокоскоростной поток данных разбивается на несколько относительно низкоскоростных потоков, каждый из которых передается на отдельной поднесущей частоте (до 84 в диапазоне 4…21 Мгц), с последующим их объединением в один сигнал.
Основными достоинствами технологии PLC являются:
по сравнению с проводным Интернет
– отсутствии расходов на трафик; не требуется прокладка кабеля, заключение его в короба, сверление стен и опорных конструкций;
по сравнению с беспроводным Интернет (на базе сетей
GSM
)
– отсутствии расходов на трафик;
по сравнению с беспроводными технологиями последней мили
: не требует настроек; более стабильная связь; большая безопасность информации; на качество связи не влияет материал и толщина стен в помещении; в РФ не требуется регистрация оборудования в Роскомнадзоре.
В основу регулирования освещенности помещения положен принцип пропорционально-интегрального формирования управляющего сигнала, а функциональный элемент, реализующий данный принцип, называется ПИ-регулятром.
Значение текущей освещенности в помещении, измеренное датчиком освещенности, в УПИР преобразуется в цифровую форму и нормируется к диапазону 0…100 %. Нормированный цифровой сигнал сравнивается (путем вычитания) со значением заданной при настройке ИСС освещенностью помещения (параметр «Требуемая освещенность (0…100 %) на странице WEB-интерфейса «Настройки»). Полученная величина – отклонение текущей освещенности от заданной – в блоке выработки управляющего воздействия умножается на коэффициент усиления регулятора (инженерная настройка) и корректируется на значение мощности, индивидуальное для каждого светильника (берется, как заданное параметром «Поправка для заданного светильника (–100…100 %)» на стр. WEB-интерфейса «Настройки»). Результирующая величина прибавляется или отнимается (в зависимости от знака отклонения текущей освещенности от заданной) от текущей мощности светильника, которая, таким образом, постепенно асимптотически приближается к требуемой текущей мощности светильника.
Система автоматического дистанционного управления освещением
и его светильники могут работать в одном из четырех режимов
.
1. Ручной
– мощность светильников устанавливается с ИПДУ или через WEB-интерфейс и настройки сохраняются в энергонезависимой памяти. При включении освещения комнатным выключателем, светильники включаются на заданную мощность.
2. Ручной с датчиком движения
– функционирование аналогично предыдущему режиму, но светильники включаются только при срабатывании датчика движения, остаются включенными в течение заданного таймаута, а затем выключаются. При включении освещения комнатным выключателем, светильники включаются на заданную мощность, остаются включенными в течение заданного таймаута, а затем выключаются до срабатывания датчика движения.
3. Автоматический
– мощность периодически (раз в 5 с) устанавливается согласно закону регулирования в зависимости от освещённости в помещении, ее значение сохраняется в энергонезависимой памяти и при включении освещения комнатным выключателем, светильники включаются на данную мощность.
4. Автоматический с датчиком движения
– функционирование аналогично предыдущему режиму, но светильники включаются на мощность, рассчитанную по освещенности, лишь при срабатывании датчика движения, остаются включенными в течение заданного таймаута, а затем выключаются. При включении освещения комнатным выключателем, светильники включаются на заданную мощность, остаются включенными в течение заданного таймаута, а затем выключаются.
ВНЕШНИЙ ВИД ОБОРУДОВАНИЯ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ ОСВЕЩЕНИЕМ
Рисунок А.1 – Внешний вид ИИП системы автоматического управления освещением
Рисунок А.2 – Внешний вид УПИР системы автоматического дистанционного управления освещением (справа – источник ИБП-1А)
Рисунок А.3 – Внешний вид УПРС системы автоматического управления освещением (справа – источник ИБП-1А)
ОПИСАНИЕ WEB -интерфейса И НАСТРОЙКА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ ОСВЕЩЕНИЕМ
В.1 Настройка общих параметров протокола Интернет TCP / IP системы автоматического управления освещением
В адресной строке наберите IP-адрес прибора системы автоматического управления освещением, и нажмите кнопку «ОК» на панели «Настройка локальной сети», после чего в окне браузера появится главная страница WEB-интерфейса системы автоматического управления освещением (см. рис. В.3).
Рисунок В.3 – Внешний вид главной страницы WEB-интерфейса системы автоматического дистанционного управления освещением
В.2 Настройка параметров системы автоматического дистанционного управления освещением
Настройка параметров системы автоматического дистанционного управления освещением производится с использованием меню WEB-интерфейса, содержащего 7 пунктов:
«Главная»;
«Управление»;
«Настройки»;
«Конфигурация»;
«Обучение»;
«Сеть TCP/IP»;
«Тех. поддержка».
Каждый из пунктов меню является ссылкой на отдельную WEB-страницу и с его помощью настраивается определенная группа параметров ИСС.
При первом за текущий сеанс работы Интернет-браузера входе в любой из пунктов меню, кроме «Главная» и «Тех. поддержка», необходимо пройти авторизацию в появившемся окне формы авторизации (см. рис. В.4).
В строке «Имя» введите значение «Admin», в строке пароль введите пароль (заводская установка «start»), который в дальнейшем при необходимости может быть изменен.
С целью безопасности рекомендуется снять отметку «Запомнить пароль».
Нажмите кнопку «ОК» в окне формы авторизации.
Для дальнейшей навигации по WEB-интерфейсу системы автоматического дистанционного управления освещением запрос пароля не требуется до тех пор, пока не завершится текущий сеанс работы Интернет-браузера (браузер закрыт и открыт заново).
Ниже приведены описания страниц WEB-интерфейса системы автоматического дистанционного управления освещением, а также параметров, задаваемых на них при настройке системы автоматического управления освещением.
Внешний вид страницы WEB-интерфейса системы автоматического дистанционного управления освещением «Управление» представлен на рисунке В.5.
На этой странице устанавливается текущая мощность любого светильника или всех светильников сразу, при работе их в режимах «Ручной» или «Ручной с датчиком движения».
Выбор светильника осуществляется в таблице «Выберите светильник:», при этом путем установки отметок в соответствующих полях должны быть указаны его номер и фаза. В случае выбора всех светильников, устанавливается отметка в поле «Все». Эта таблица повторяется на двух последующих страницах WEB-интерфейса.
Рисунок В.5 – Внешний вид страницы WEB-интерфейса системы автоматического дистанционного управления освещением «Управление»
В верхней строке страницы отображается номер и фаза выбранного светильника. Эта строка повторяется на следующей странице WEB-интерфейса системы автоматического дистанционного управления освещением.
Во второй строке слева отображается статус канала связи («Готов», «Передача» или «Ошибка»), а справа – имя устройства и статус подключения WEB-интерфейса (подключен или сколько минут связь отсутствует). Эта строка повторяется на всех страницах WEB-интерфейса.
В таблице «Выберите действие:» на выпадающей вкладке в поле «Установить режим работы светильника» установите режим работы светильника и нажмите кнопку «Применить» справа в этой строке. В поле «Установить мощность (0…100 %)» задайте мощность светильника и нажмите кнопку «Применить» справа в этой строке. Это значение соответствует мощности, заданной для ручных режимов, и может также устанавливаться с ИПДУ. При включении светильника, он работает с этой мощностью в режимах «Ручной» или «Ручной с датчиком движения».
Внешний вид страницы WEB-интерфейса системы автоматического дистанционного управления освещением «Настройки» представлен на рисунке В.6.
Рисунок В.6 – Внешний вид страницы WEB-интерфейса системы автоматического дистанционного управления освещением «Настройки»
На этой странице WEB-интерфейса системы автоматического дистанционного управления освещением задаются адреса и дополнительные параметры управления светильниками.
Внешний вид страницы WEB-интерфейса системы автоматического дистанционного управления освещением «Конфигурация» представлен на рисунке В.7.
При помощи данной формы можно изменять адрес и номер фазового ретранслятора (УПРС), работающего со светильником.
Рисунок В.7 – Внешний вид страницы WEB-интерфейса системы автоматического дистанционного управления освещением «Конфигурация»
Для конфигурации системы освещения необходимо назначить адреса всем светильникам, при этом обязательно назначать адреса последовательно, начиная с единицы на каждой фазе. Заводские установки – фаза «А», адрес 60.
Допускается назначать нескольким светильникам один и тот же адрес, в этом случае их функционирование будет подчинено единой групповой политике.
После настройки всех параметров страницы нажмите кнопку «Применить».
Внешний вид страницы WEB-интерфейса системы автоматического дистанционного управления освещением «Обучение» представлен на рисунке В.8.
Рисунок В.8 – Внешний вид страницы WEB-интерфейса системы автоматического дистанционного управления освещением «Обучение»
На этой странице WEB-интерфейса системы автоматического дистанционного управления освещением производится обучение ИПДУ – его подготовка для управления работой светильников.
Для ИПДУ могут быть заданы следующие команды управления светильниками.
1) включить светильник;
2) выключить светильник;
3) выбрать предыдущий светильник;
4) выбрать следующий светильник;
5) выбрать все светильники по всем фазам;
6) увеличить мощность на 10 % (для ручных режимов);
7) уменьшить мощность на 10 % (для ручных режимов);
8) установить ручной режим;
9) установить ручной режим с датчиком движения;
10) установить автоматический режим;
11) установить автоматический режим с датчиком движения.
Внешний вид страницы WEB-интерфейса системы автоматического дистанционного управления освещением «Сеть TCP/IP» представлен на рисунке В.9.
Рисунок В.9 – Страница WEB-интерфейса системы автоматического дистанционного управления освещением «Сеть TCP/IP»
На этой странице WEB-интерфейса системы автоматического дистанционного управления освещением настраиваются сетевые параметры УПИР ИСС
Внешний вид страницы WEB-интерфейса системы автоматического дистанционного управления освещением «Тех. поддержка» представлен на рисунке В.10.
Рисунок В.10 – Внешний вид страницы WEB-интерфейса системы автоматического дистанционного управления освещением «Тех. поддержка»
Эта страница WEB-интерфейса системы автоматического дистанционного управления освещением является информационной и содержит описание режимов работы светильников.
X10 - широко используемый стандарт в области домашней автоматизации.
X10 определяет метод и протокол передачи управляющих сигналов-команд (“включить”, “выключить”, “ярче”, “темнее” и т.д.) по силовой электропроводке на электронные модули, к которым подключены управляемые электробытовые и осветительные приборы.
Всего в может быть объединено до 256 групп устройств с разными адресами.
С точки зрения логики организации сети X10 все устройства можно разбить на две большие группы: контроллеры и исполнительные модули.
Контроллеры отвечают за генерацию команд X10 и, помимо ручного кнопочного управления, могут иметь встроенный таймер или специализированное устройство ввода внешнего воздействия (датчик освещенности, фотоприемник инфракрасного излучения от пульта дистанционного управления и т.д.).
Исполнительные модули, выполняют команды, передаваемые тем или иным контроллером, управляя коммутацией электропитания бытового или осветительного прибора, играя роль “умного” выключателя.
Наиболее распространены модули двух типов: ламповые (lamp module) и приборные (appliance module).
Ламповые модули представляют собой тиристорные регуляторы мощности и обеспечивают, помимо функций включения и выключения, плавную регулировку (функция , от английского слова dimmer - “реостат”, “темнитель”).
Приборные модули оснащены электромагнитным реле для переключения питания и не предназначены для плавной регулировки подаваемой на нагрузку мощности.
С функциональной точки зрения сеть Х10 включает следующие компоненты:
Передатчики - позволяют передавать специальные коды команд в формате Х10 по электросети. Такими устройствами являются: программируемые таймеры, посылающие сигналы в нужное время; компьютерные модули, выполняющие заданные программы по управлению электроприборами; датчики температуры, освещенности, движения и др., которые при наступлении определенных событий посылают соответствующие сигналы приемникам.
Приемники - принимают команды Х10 и выполняют их: включают или выключают свет, регулируют освещенность и т.д. На каждом приемнике имеются селекторы установки его адреса: 16 возможных кодов дома (А - P) и 16 возможных кодов модуля (1 -16), то есть всего 256 различных адресов. Несколько приемников могут иметь тот же адрес, в этом случае они управляются одновременно.
Трансиверы - принимают сигналы от инфракрасных или радио пультов дистанционного управления и передают их в электросеть, преобразовав в формат Х10.
Пульты ДУ - обеспечивают дистанционное управление устройствами Х10 по ИК или радио каналам. Наиболее удобны универсальные пульты ДУ, с их помощью можно управлять как устройствами Х10, так и аудио/видео аппаратурой.
Линейное оборудование - повторители/ретрансляторы сигналов, фильтры скачков напряжения или тока, противопомеховые фильтры, блокираторы сигналов. Эти устройства используются для повышения надежности и безотказности системы в целом. Хотя в простых системах возможно достижение прекрасных результатов и без использования этих средств, но всегда лучше подстраховаться.
Измерительное оборудование - используется для измерения уровней полезных сигналов Х10 и помех в электросети при выполнении монтажных и пуско-наладочных работ.
Как работает Х10
Каждый электроприбор, которым надлежит управлять, подключается к сети через индивидуальный приемник. Приемники могут быть встроенными в выключатели, в виде отдельных микромодулей или DIN-rail модулей. Существует большая номенклатура этих приемников, перекрывающая практически весь ассортимент домашней электротехники и электроники.
Управляющие сигналы Х10 передаются к приемникам по тем же силовым проводам, что и напряжение 220 вольт.
Передатчиком может быть телефонный контроллер, таймер, многофункциональный интерфейс тревоги/управления, панель системы безопасности, компьютерный интерфейс и т.д.
Так же существуют беспроводные передатчики дистанционного управления (пульты, брелки, датчики и т.д.), они используют радиосигнал 310 или 433МГц. Радиосигнал принимается специальным приемником и конвертируется в управляющие сигналы Х10.
Рассмотрим несколько примеров управления:
Пример управления освещением
Мини таймер МТ10Е дает возможность управлять всеми светильниками, подключенными к ламповому модулю LM12. Доступно управление вручную (кнопками на корпусе) и по заранее установленному времени. Управляющие сигналы передаются по силовой проводке. Доступны следующие функции: “включить/выключить”, “темнее/ярче”, “включить весь свет”, “выключить все”.
Пример дистанционного управления светом
Поскольку пульт универсальный “8 в 1”, то можно управлять и аудио - видео техникой. Пульт можно использовать в любой комнате, радиосигнал проходит сквозь стены и перекрытия.
Для преобразования радиосигналов в управляющие сигналы Х10 нам необходим радиотрансивер. Лучшим выбором здесь будет - ТМ13. Он является и приемопередатчиком и управляемым релейным модулем. К нему мы подключим электрообогреватель. Стандартный выключатель заменим ламповым модулем LW11, теперь светом можно управлять вручную и с пульта.
Использование домашнего компьютера
В компьютерный интерфейс СМ11 вы можете заранее записать несколько серий команд (сценариев). Например, таких как “прием гостей”, “просмотр кино”, “ночной режим” и т.д. После сохранения сценариев в интерфейсе компьютер можно выключить. Запускается сценарий нажатием одной кнопки пульта дистанционного управления. Трансивер принимает радиосигналы пульта, конвертирует их в управляющие сигналы Х10 и передает по сети компьютерному интерфейсу.
Интерфейс СМ11 может реалистично имитировать присутствие хозяев в доме, используя задержку времени и учитывая закат/восход солнца. Все модули, включенные в сеть, могут управляться с пульта, вручную и с экрана компьютера.
Работа модулей X10 с различными типами нагрузок
Нагрузки, которые могут быть подключены к устройствам Х10, можно разделить на две большие группы: “линейные” и “нелинейные”.
Еще одну большую группу составляют электронные устройства, не имеющие трансформатора на входе - телевизоры, радиоприемники.
Кроме того, в эту же группу входят флуоресцентные лампы.
Линейные нагрузки имеют только активное сопротивление и практически не имеют реактивного (индуктивного или емкостного). Примерами могут служить лампы накаливания, включаемые непосредственно в осветительную сеть и электронагревательные приборы (ТЭНы).
Нелинейные нагрузки имеют значительное реактивное сопротивление. К такому типу нагрузок относятся, например, электродвигатели и трансформаторы.
Следует иметь в виду, что в современной электротехнике распространено применение различных электронных устройств, встраиваемых в корпуса изделий и предназначенных для «интеллектуального» управления нагрузками (например, для плавного включения ламп накаливания). Такие устройства не могут считаться линейными нагрузками.
Следует помнить, что ламповые модули с опцией диммера (LM12, LD11, LM15S…) предназначены для управления только линейными нагрузками!
Управление электронными устройствами (например, телевизорами) диммерами может приводить к выходу этих устройств из строя!
Для управления электронными устройствами можно применять только приборные модули Х10, имеющие релейный выход (AM12, AM12W, AD10).
Таким образом, для каждого типа нагрузок предназначены определенные модули X10.
Умное освещение
Рассмотрим пару вариантов управления освещением и электророзетками на примере типовой двушки времен Хрущева.
Первый вариант.
Используется уже существующая электропроводка, не требующая капитальной реконструкции. Единственное, что необходимо будет сделать, это заменить старые установочные коробки выключателей и подрозетники. С этого лучше и начать. В распределительном щитке, на вводе в квартиру, устанавливаем фильтр FD10 (давит все внешние шумы).
Меняем обычные выключатели на “умные”. Двухклавишный PLC-R 2204E для ванной и туалета, остальные одноклавишные PLC-R 2203E.
Все выключатели диммируемые, запоминают последний уровень яркости. К входной двери, на липучке, приклеиваем радиодатчик движения MS13E. Свет включится сам, как только вы вошли в квартиру. Все розетки в квартире устанавливаем европейского стандарта.
Неплохо установить парочку релейных модулей PLC-P 2027G (например, для удаленного управления телевизором в детской и стереосистемой). Никак не помешает сценарный контроллер СМ11.
И последний штрих - включаем в розетку радиобазу PLC-T 4022G (передает управляющие команды исполнительным модулям).
Для дистанционного управления вполне подойдет универсальный пульт UR24E (рулит освещением, розетками, TV, CD, DVD и так далее).
|
№ |
Тип |
Описание |
Кол-во |
Цена |
Сумма |
|
FD10 |
DIN-rail Фильтр |
||||
|
PLC-R 2204E |
Двухклавишный выключатель |
||||
|
PLC-R 2203E |
Одноклавишный выключатель |
185$ |
|||
|
MS13E |
|||||
|
PLC-P 2027G |
Релейный модуль |
||||
|
СМ11 |
Сценарный контроллер |
||||
|
PLC-T 4022G |
Радиобаза |
||||
|
UR24E |
Универсальный пульт "8 в 1" |
Всего на сумму 553 у.е.
Второй вариант
Иной раз проще, чем сделать дом действительно умным. Чтобы не пришлось через год, другой опять что-то сверлить, необходимо установить квартирный щиток автоматики.
От каждой группы розеток, каждого выключателя и каждой группы светильников протянуть трехжильный кабель прямо в щиток (на силовую панель), без всяких соединений в комнатах. Если вдруг передумаете делать дом умным, вы сможете соединить провода так, чтобы схема стала классической, с выключателем, который просто размыкает линию фазы. Зато в будущем такая геометрия проводки позволит легко вернуться к плану.
Не забудьте протянуть кабель от кнопки входного звонка и домофона. Разводку информационных проводов, по крайней мере, телевизионных, телефонных и компьютерных, желательно сделать централизованной и тоже свести в щитке автоматики.
Для разводки телевизионного сигнала кабель лучше брать как можно более качественный, желательно посеребренный и с фторопластовым диэлектриком. И подключать его к антенным розеткам, а не просто выводить концы наружу.
Телефонную линию, как и компьютерную сеть лучше разводить витой парой пятой категории (Cat5e), а розетки RG-45 ставить как для подключения компьютеров, так и для телефонов.
В щиток автоматики устанавливаем одно УЗО (устройство защитного отключения) на всю квартиру, лучше “ABB”, “Legrand” или “Siemens”. Один фильтр FD10.
Семь ламповых модулей LD11, по числу групп освещения. Запоминают последний уровень яркости, поддерживают команды “включить/выключить”, “темнее/ярче”, “включить весь свет” и “выключить все”. Два релейных модуля AD10, для управления розетками в комнатах. Поддерживают команды “включить/выключить” и “выключить все”.
Вместо обычных выключателей устанавливаем кнопочные, а вместо обычных розеток, розетки с защитным заземлением. Такие электроустановочные изделия на нашем рынке предлагают многие производители, неплохой дизайн у “Legrand” (Франция).
Как и в первом варианте, для автоматического включения света в коридоре используем радиодатчик движения MS13E. Для создания сценариев - контроллер СМ11. Для дистанционного управления - радиобазу PLC-T 4022G и универсальный пульт UR24E.
|
№ |
Тип |
Описание |
Кол-во |
Цена |
Сумма |
|
УЗО |
Устройство защитного отключения |
||||
|
FD10 |
DIN-rail Фильтр |
||||
|
LD11 |
Ламповый DIN-rail модуль |
357$ |
|||
|
AD10 |
Управляемый DIN-rail модуль |
||||
|
MS13E |
Радиодатчик движения - освещенности |
||||
|
СМ11 |
Сценарный контроллер |
||||
|
PLC-T 4022G |
Радиобаза |
||||
|
UR24E |
Универсальный пульт "8 в 1" |
Всего на сумму 742 y.e.
/ Автоматизация
Автоматизация систем освещения | Система управления светом
Решение ведущих мировых производителей светотехнической продукции принять общий протокол для цифровых адресных контролируемых светильников открыло практически неограниченные возможности для управления искусственным освещением. Принятый протокол получил название DALI (Цифровой адресный интерфейс освещения).
При правильном подборе отдельных компонентов, может быть удовлетворен очень широкий спектр требований, предъявляемых заказчиком к системе освещения, от системы управления освещением отдельных помещений до системы управления освещением в целых офисных комплексах, торговых центрах промышленных предприятиях. Нет никаких ограничений на применение этой технологии, можно управлять любым источником света, включая лампы накаливания, флуоресцентные лампы, газоразрядные лампы и даже светодиоды, независимо от того, установлены ли они в офисе, ресторане или на улице.
Возможности системы освещения DALI
Диммирование света
Для начала рассмотрим некоторые отличия системы управления светом на базе протокола DALI от таких привычных нам выключателей. Для примера возьмем обычный коридор обычного офисного здания с самыми обычными источниками света, состоящими из 4 люминесцентных ламп по 18 Вт каждая, предположим, что в нашем коридоре установлено 10 таких источников света.
Для начала произведем нехитрый расчет наших затрат на электроэнергию:
Исходные данные:
10 источников света суммарной мощностью 4 * 18 * 10 = 720 Вт/ч = 0,72 кВт/ч
Примем стоимость 1 кВт/ч равной 2,66 руб. в дневное время (с 7:00 до 23:00)
И стоимость 1 кВт/ч – 0,67 руб. в ночное время (с 23:00 до 7:00)
Отсюда получается:
Годовые затраты на электроэнергию с этих 10 светильников составят
0,72 * 16 * 365 * 2,66 = 11184,77 руб. в год за дневное время
0,72 * 8 * 365 * 0,67 = 1408,61 руб. в год за ночное время
Итого: 11184,77 + 1408,61 = 12593,38
Не очень большая цифра относительно временного периода. Но стоит посмотреть на нее и с другой стороны. Как правило, в реальности дело одним коридором с десятью источниками света не ограничивается, к тому же, и тарифы на электроэнергию постоянно повышаются. Вот и получается, что приходится платить приличную сумму денег фактически ни за что.
Вот тут и возникает вопрос, можно ли на этом сэкономить. А сэкономить, очень даже, не сложно. Есть несколько способов это сделать, рассмотрим некоторые из них:
1. Предположим, что наш коридор является частью некоего офисного здания с известным нам графиком работы всех офисов (примем его с 9:00 до 18:00). Рассмотрим идеальный случай, когда по окончании трудового дня наши работники, уходя из офисов, выключают свет в коридоре. Теперь посчитаем экономию:
0,72 * 9 * 365 * 2,66 = 6291,43 руб. в год
И наша экономия составит: 12593,38 - 6291,43 = 6301,95 руб. в год
Очень внушительно, учитывая, что это примерно 50% от общих затрат. Но здесь, то мы и наталкиваемся на суровую реальность, когда один работник просто забыл выключить свет, другой – понадеялся на коллегу и то же не выключил, а коллеге было просто лень идти к выключателю и нажать на него. Отсюда и получается, что горят наши лампы и сжигают нашу теоретически посчитанную экономию, сводя ее на нет.
2. Проделывать те же манипуляции со светом, которые описаны в первом способе, но уже в автоматическом режиме. Для этого нам потребуется модернизировать наши светильники для работы с протоколом DALI и установить некую систему управления, которая уже не «забывает» выключать свет по окончании рабочего дня и в отличие от систем управления типа включено/выключено, «умеет» управлять интенсивностью свечения ламп в диапазоне от 1 до 100%. Это самый простой способ экономить на освещении нашего коридора. Но и у него есть ряд недостатков, например: если кому-либо из работников потребовалось задержаться на работе, то после 18:00 идти по не освещенному коридору не очень приятно, так же освещать сам коридор в рабочее время, когда там нет людей, столь же бессмысленно, как и освещать его в ночное время.
3. Рассмотрев первые два способа экономии, мы приходим к выводу, что коридор нужно освещать только во время пребывания там людей. Т.е. к уже модернизированной нами системе освещения нужно добавить датчики присутствия или движения (так же, если коридор освещается дневным светом, то еще датчик освещенности) и «зажигать» наши светильники, только тогда, когда по коридору ходят люди, а в остальное время поддерживать интенсивность свечения ламп в «дежурном (10-15% яркости) режиме».
Исходя из приведенной выше информации, экономия может составлять до 70-80%. Такие системы освещения будут очень полезны в больших помещениях (склады, гостиничные холлы, рестораны и др.).
Световые сценарии в системе DALI
Мы уже знаем о возможности систем освещения DALI управлять интенсивностью освещения. Теперь поговорим о возможности создания световых сценариев. В системе DALI может быть использовано до 16 различных сценариев освещения для каждого балласта DALI, таким образом, для разного времени суток или для различных событий интенсивность света в помещении может быть легко изменена (например, сценарий "презентация" в конференц-зале, или сценарий "утро" в оздоровительном центре).
Пример сценариев освещенности
:
Рисунок 1: Сценарий освещения «ДЕНЬ» в выставочном зале
Рисунок 1: Сценарий освещения «НОЧЬ» в выставочном зале
Группы источников света в системе DALI
Так же как и со световыми сценариями в системе DALI может быть определено до 16 групп для источников света. Как правило, группировка источников света используется для подсветки витрин в торговых комплексах, для освещения выставочных экспонатов в музеях или для освещения стеллажей на складах. Ранее назначенные группы в системе освещения DALI могут быть легко переопределены программно. Любой DALI балласт может принадлежать сразу к нескольким группам, это исключает необходимость дополнительных затрат на кабельную продукцию, затрат на оплату монтажных работ электротехнического персонала по переподключению светильников на другие выключатели и значительно повышает гибкость системы освещения в целом. Пожалуй, это одно из самых важных преимуществ системы освещения DALI перед обычными системами.
Система управления освещением, предлагаемая ООО «НПК ОЛИЛ»
Области применения
Система управления освещением DALI от ООО «НПК ОЛИЛ» предлагает возможность простого ввода в эксплуатацию и управления светом. Она позволяет создавать удобные системы управления сценами освещения и экономить электроэнергию в результате регулирования освещения в зависимости от дневного света и присутствия людей. Распределение светильников по группам производится легко и в любое время может быть изменено. Такая система отлично подходит для офисных помещений, конференц-залов, классов, спортивных и других залов, а также для производственных помещений (цех, склад и др.). Систему управления освещением DALI можно представить схематично следующим образом см. рисунок 2.
Автоматизация освещения обеспечивает автоматическое поддержание предполагаемого уровня освещения, в зависимости от типа, погодных условий, времени суток, присутствия наличия либо отсутствия людей в том или ином помещении.
Варианты автоматизации
Автоматизированное домашнее освещение может быть различной степени сложности и ценового уровня. К самым простым системам относятся обычные таймеры. Они служат для регулирования света, потребность в котором является различной в различное время суток. К более сложным системам относятся образцы с дистанционным управлением. Они позволяют включать/выключать свет в помещениях при помощи сенсорной панели.
Еще одна разновидность - это системы, которые реагируют на естественное освещение и позволяют экономить энергию .
Автоматизация систем освещения может интегрироваться с тревожной сигнализацией; в этом случае звуковой сигнал тревоги будет сопровождаться световыми сигналами. Естественные системы освещения могут использовать светонепроницаемые шторы, реагирующие на естественный свет.
Автоматизация жалюзи, например, позволяет настроить режим их работы на уровень внешней освещенности, чем значительно уменьшит расходы на электроэнергию. В зимнее время такие устройства помогут сохранять тепло, что сократит также расходы на отопление.
Выгоды автоматизации
Во главе угла автоматизации систем освещения, кроме комфорта и безопасности стоит необходимость экономии электроэнергии. Монтаж такой системы даст ожидаемый эффект как на производстве, так и в домашних условиях. Автоматизация освещения позволяет не только сэкономить электроэнергию, но и продлевает эксплуатационный срок ламп, благодаря отключению осветительного оборудования на тот период, когда необходимость в нем отсутствует. Благодаря инновационным технологиям становится также возможной автоматизация управления освещением.
Этапы автоматизации освещения
Если вы хотите обеспечить экономию, комфорт и безопасность жилища или иного объекта в сегменте освещения, то делегировать весь объем работ необходимо опытной компании. Весь комплекс работ будет выполнен поэтапно:
I этап — предварительный, включает комплексное исследование объекта, где предполагается установка системы автоматизации освещения. Необходимым условием является определение типа объекта, времени горения светильников, продолжительности пребывания людей в освещаемой зоне.
II этап предполагает выбор проектировщиками используемого оборудования, разработку экономического обоснования, разработку индивидуального проекта, во главе угла которого стоит сокращение затрат на электроэнергию.
III этап - заключительный, включает установку систем автоматизации освещения, выполнение комплекса пусконаладочных, а также электромонтажных работ.
Безупречно выполнит все вышеперечисленные работы. Мы гарантирует всем заказчикам длительную бесперебойную эксплуатацию оборудования, установленного нами. Благодаря экономии, вы достаточно быстро компенсируете расходы на установку.
