Системы управления освещением

Среди способов сокращения расхода электроэнергии на нужды освещения одним из наиболее эффективных является применение систем управления освещением (СУО). Такие системы в готовом виде или в виде разрозненных компонент выпускаются многими фирмами - Zumtobel Lighting, Philips, Helvar, TridonicAtco и др. В СССР очень высококачественные СУО были разработаны еще в 80-х годах прошлого века во ВНИСИ, в Ленинградском НИИ точной механики, позднее - на заводе ЭНЭФ в г. Молодечно, однако серийный выпуск таких систем так и не был налажен.

Принципиально все СУО построены по одинаковой блок-схеме и содержат регуляторы светового потока, регулируемые источники света и датчики суммарной освещенности, присутствия и реального времени, иногда - программаторы, в которых заранее устанавливается программа изменения освещенности на определенный период (рабочий день, неделю, год).

Основой всех СУО служат регулируемые электронные аппараты включения источников света (ЭПРА для линейных или компактных люминесцентных ламп, электронные трансформаторы или фазовые регуляторы для ламп накаливания, конверторы для светодиодов).

Достижения современной электроники позволили создать полностью автоматизированные СУО, обеспечивающие наиболее комфортные условия освещения и одновременно значительную экономию электроэнергии. Одной из таких систем является система luxCONTROL, разработанная и серийно выпускаемая австрийской фирмой TridonicAtco. Система содержит набор блоков и модулей, управляемых цифровыми сигналами по одному из стандартов - DSI (modularDIM) или DALI (comfortDIM), клавишными выключателями SWITCH, а также датчиками SMART.

Набор блоков modularDIM обеспечивает дистанционное включение/выключение светильников, плавное регулирование их светового потока. Блоки, входящие в этот набор,  могут управляться только цифровыми сигналами по стандарту DSI (применяемому исключительно фирмой TridonicAtco). В состав набора входят блоки modularDIM BASIC, modularDIM SC, modular-DIM DM, modularDIM LC, а также датчики SMART. Блок-контроллер modularDIM BASIC позволяет управлять  одной, двумя или тремя группами (в каждой до 100 светильников) с люминесцентными лампами и соответствующими ЭПРА, а также с лампами накаливания и электронными трансформаторами или фазовыми регуляторами. Контроллер modularDIM SC позволяет создавать до четырех режимов управления освещением («световых сценариев»).  Для подключения датчиков суммарной (естественной и искусственной) освещенности или датчиков присутствия служит блок modularDIM DM. Датчики освещенности SMART LS или универсальные датчики DSI-SMART, smartDIM Sensor I и smartDIM Sensor 2 могут встраиваться в потолки или непосредственно в светильники. Датчики позволяют осуществлять дистанционное управление светильниками с помощью инфракрасного пульта управления DSI-SMART Controller или программатора DSI-SMART Programmer. Блоки серии modular-DIM могут монтироваться в стандартных распределительных шкафах аналогично широко распространенным устройствам защитного отключения (УЗО).

Набор блоков comfortDIM работает по командам цифровых сигналов в общеевропейском стандарте DALI. В состав этого набора входят блоки питания DALI PS (PS 1), контроллеры групп DALI GC, контроллеры режимов DALI SC, реле DALI RM, датчики освещенности и присутствия DALI RD с пультом дистанционного управления. Этот набор позволяет управлять 16 группами светильников, в каждой из которых может быть до четырех светильников, и создавать 4 режима освещения («световых сценария»). Оба контроллера отличаются очень малыми размерами и могут встраиваться в коробки стандартных клавишных выключателей.

Один контроллер групп DALI GC позволяет включать, выключать и регулировать две группы светильников. Для управления большим числом групп (до 16) можно использовать несколько таких модулей. Модуль DALI SC позволяет заранее устанавливать и затем вызывать до четырех «световых сцен» (режимов освещения, т. е. сочетаний светильников, каждый из которых настроен на определенную яркость). Настройка контроллеров и последующий вызов групп светильников и режимов освещения в стандарте DALI осуществляется простой последовательностью нажатий обычных одно- или двухклавишных выключателей. Процесс настройки прост и может осуществляться даже неподготовленным персоналом.

Блоки питания DALI PS (PS 1) обеспечивают ток до 200 мА, которого достаточно для питания управляющих входов всех 64 светильников системы luxCONTROL с аппаратами, работающими в стандарте DALI, и контроллеров. Напряжение в стандарте DALI - от 9 до 22,5 В, наиболее распространенное - 16 В. Управляющие сигналы передаются по тем же проводам, по которым осуществляется питание, то есть прокладка отдельных управляющих проводов не требуется. Европейские стандарты допускают прокладку проводов системы DALI в общем кабеле или в одной трубе с силовыми проводами с напряжением 220-240 В; лучше всего для этого использовать пятижильные кабели (две жилы - силовое напряжение, две жилы - DALI и нейтраль).  

Использование стандарта DALI делает систему comfotrDIM значительно более гибкой и функциональной, чем система modularDIM, работающая в стандарте DSI, и чем системы с аналоговым управлением напряжением 1-10 В.

Для обеспечения возможности использования пускорегулирующих аппаратов и трансформаторов, работающих только в стандарте DSI, имеется преобразователь сигналов DALI/DSI. Подключение к компьютерам осуществляется через специальный интерфейс DALI SCI. Панель управления DALI TOUSHPANEL позволяет управлять группами светильников, режимами их работы, а также программировать эти режимы для отдельных светильников или групп. В отличие от стандарта DSI, в котором все подключенные светильники регулируются одновременно и одинаково, стандарт DALI позволяет осуществлять независимое адресное управление отдельными светильниками или группами светильников.

Стандарт DALI обеспечивает управление осветительными установками по заранее разработанной программе. Фирма TridonicAtco специально для этой цели создала программу winDIM, версия которой winDIM-@net имеется в Интернете. Эта программа позволяет также увязывать в единую систему все службы инженерного обеспечения зданий и осуществлять управление ими с единого централизованного диспетчерского пункта. Еще одно достоинство стандарта DALI - он обеспечивает «обратную связь» в осветительных установках, то есть позволяет получать постоянные сообщения о неисправностях ламп и ЭПРА, режимах их работы и т. д.

Для работы в СУО luxCONTROL фирмой TridonicAtco производится широкий ассортимент аппаратуры: регулируемые электронные ПРА для линейных и компактных люминесцентных ламп, электронные трансформаторы для галогенных ламп накаливания, фазовые регуляторы с отсечкой по переднему или заднему фронту для обычных ламп накаливания, конверторы для питания светодиодов.

Наличие управляемых ЭПРА, трансформаторов и конверторов открывает возможности создания цветодинамичных установок с использованием цветных люминесцентных ламп или галогенных ламп накаливания и особенно светодиодов.

Все последние разработки фирмы в области регулируемых ЭПРА, электронных трансформаторов и конверторов выпускаются в исполнении оne4all, то есть допускают регулирование как по стандарту DALI, так и по стандарту DSI, а также прямое управление простыми клавишными выключателями SWITCH и датчиками SMART. Это делает возможным использование в системе luxCON-TROL аппаратов, воспринимающих команды в различных цифровых стандартах, и, кроме того, позволяет управлять светильниками с помощью постоянного напряжения (1-10 В) или потенциометрами.

В связи с этим следует сказать, что в странах Западной Европы, США, Канаде, Японии и ряде других стран наличие двухпроводной сети постоянного тока с напряжением 10 В в административных зданиях является обязательным (система EIB или LONWORKS). По проводам этой сети могут передаваться и цифровые управляющие команды, поэтому создание осветительных установок с СУО там не вызывает дополнительных затрат на прокладку управляющих сетей.

Система luxCONTROL обеспечивает постоянство освещенности на рабочих местах: в зависимости от естественной освещенности регулируемые электронные аппараты (ПРА, трансформаторы или конверторы), получая сигналы от датчиков, так изменяют световой поток ламп, чтобы суммарная освещенность оставалась постоянной. Кроме этого, работающие в помещении сотрудники могут сами управлять освещенностью на своем рабочем месте с помощью установленных в удобных местах ручных регуляторов или пультов дистанционного управления аналогично тому, как регулируется громкость или переключаются каналы в телевизорах. Электронные ПРА исключают пульсации светового потока люминесцентных ламп, обеспечивают их мягкое, без миганий включение и бесшумную работу светильников. Это делает осветительные установки исключительно комфортными.

Последней новинкой фирмы TridonicAtco в области светорегулирования стали пульты управления x-toush-BOX и x-touchPANEL со встроенными секвенсорами (задатчиками последовательности включений). Эти пульты предельно просты в настройке и обслуживании, содержат встроенные секвенсоры с 99 независимыми световыми режимами. Каждый пульт может управлять 64 светильниками с аппаратами, работающими в стандарте DALI (ЭПРА для линейных или компактных люминесцентных ламп, электронные трансформаторы или фазовые регуляторы для ламп накаливания, конверторы для светодиодов). Информация выводится на плоские цветные дисплеи с диагональю 5,7 дюйма (145 мм). Встроенный «диспетчер» позволяет устанавливать определенные режимы работы для каждого из семи дней недели (время включения и выключения светильников, регулирование их светового потока по заданной программе), что открывает дополнительные возможности повышения комфорта и экономии электроэнергии. Для подключения пультов требуется только сетевое напряжение (от 110 до 240 В) и  управляющие провода. Мощность, потребляемая пультом, - не более 10 Вт.

Главным достоинством автоматизированных СУО, аналогичных системе luxCONTROL, является то, что они не только повышают комфортность освещения, но и обеспечивают значительную экономию электроэнергии. Это достигается за счет того, что система учитывает естественную освещенность в помещениях, а также за счет отключения светильников при отсутствии в помещении людей (с помощью датчиков присутствия) и в нерабочее время (датчиками времени или заложенной программой). Специалисты подсчитали, что экономия может составлять до 75% от энергии, потребляемой неуправляемой осветительной установкой. В условиях Западной Европы срок окупаемости таких установок в административных зданиях за счет экономии электроэнергии составляет от полутора до трех лет.

Леонид Варфоломеев
светотехника на ЭкспертЮнион