CC BY
15
УДК 681.58
Шурхаленко П.Г. студент магистратуры НИУ «БелГУ» Россия, г. Белгород СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ
ОСВЕЩЕНИЯ ЗДАНИЙ
Аннотация: В данной статье рассмотрен вариант построения системы автоматизированного управления освещением зданий. Система управления имеет следующие функции: учет присутствия людей в помещениях, отключение светильников или плавное изменение их нагрузки по сигналам датчиков внешнего естественного освещения. Система также способна осуществлять коммутацию нагрузки освещения в зависимости от времени суток. Среди других подобных систем данная отличается возможностью сокращения затрат на электроэнергию.
Ключевые слова: осветительные установки, системы автоматизированного управления, освещение зданий.
Shurkhalenko P. G. graduate student NRU «BelSU»
AUTOMATED CONTROL SYSTEMS FOR BUILDING LIGHTING
Abstract: This article describes the option of building a system for automated lighting control of buildings. The control system has the following functions: taking into account the presence of people in the premises, turning off the luminaires or smoothly changing their load according to the signals from sensors of external natural lighting. The system is also capable of switching the lighting load depending on the time of day. Among other similar systems, this is characterized by the possibility of reducing energy costs.
Keywords: lighting installations, automated control systems, building lighting.
В современном обществе жизнедеятельность человека невозможна без использования электроэнергии. Она дала возможность сделать нашу жизнь более удобной и комфортной. Достаточно лишь включить светильник, чтобы помещение, в котором наступила темнота, стало светлым и более комфортным. Но изобретя данный вид энергии, человечество столкнулось с проблемой негативного воздействия на окружающую среду и регулирования расхода средств, то есть, как следствие - проблемой экономичного использования электроэнергии.
Пожалуй, самым простым способом, которым может воспользоваться даже обычный человек, для решения данного вопроса — это контроль использования освещения. Но данное решение не всегда эффективно, так как человек может забывать выключать свет и просто безответственно относиться
к этому вопросу. Поэтому есть альтернативный выбор - использование автоматически регулируемых осветительных установок.
Объектом автоматизации, рассматриваемым в данной работе, является многоэтажный дом - а именно, лифты, подъезды, коридоры, подвалы, чердаки и др.
Предметом - является система управления домом, внедрение которой позволит управлять освещением в автоматическом режиме.
Целью данной статьи является анализ современных подходов к автоматизации систем управления освещением и создание собственной системы автоматизированного управления для многоэтажного дома, которая:
1. сократит расходы электроэнергии в общих помещениях дома;
2. обеспечит оптимальную работу осветительных установок в любой момент времени.
Обычно освещение в подъездах и на лестничных клетках используется даже тогда, когда в нем никто не нуждается. Человек вышел из квартиры, включил свет на лестнице и ушел на работу, а свет продолжает гореть. При таком подходе тратится впустую не только значительное количество электроэнергии, но и уменьшается ресурс работы лампочек. И в конце концов света не будет именно тогда, когда он будет необходим.
Управление освещением - одна из важнейших задач в жилом доме. Благодаря интеллектуальному программированию можно сэкономить электроэнергию и срок эксплуатации ламп. Отпадает необходимость искать выключатели света в темноте, и так же выключать свет. Интеллектуальная система выключит свет только после того, как человек покинет помещение и включит мягкую подсветку. Система решит, какое освещение нужно в доме в зависимости от погоды на улице, времени суток.
На данный момент предлагается достаточное количество вариантов решения данного вопроса. Это применение осветительных установок с датчиками различных спецификаций. Это датчики движения (реагируют на появление человека), присутствия (более чувствительны, замечают даже незначительные изменения положения тела - например шевеление пальцами руки), освещения (включаются с проявлением темноты). Данные средства еще не имеют практического широкого применения, они используются только в единичных локальных точках. Еще одним недостатком, на который невозможно не обратить внимание — это частое перегорание ламп вследствие постоянного включения и выключения светильника.
Именно поэтому тема разработки системы автоматизированного управления электрооборудованием на примере многоэтажного дома, которая отличается удобством, комфортностью и энергоэффективностью, является актуальной.
Проанализировав преимущества и недостатки, можно реализовать систему автоматизированного управления освещения зданий на примере подъезда, избежав указанных недостатков и сделав использование
автоматизированного управления освещением более распространенным и универсальным.
На рисунке 1 показана структура дома с автоматизированной системой управления освещением, которая бы удовлетворяла необходимым требованиям.
Рисунок 1. Общая структура дома с автоматизированной системой
управления освещением Данная реализация достигается введением в систему освещения датчиков, реагирующих на естественную освещенность в помещении, то есть они срабатывают с наступлением темноты, и датчиков движения, которые находятся на каждом этаже подъезда. Это датчики фирмы FERON серии SE N 26 10A и SEN 4360 соответственно. Поскольку в светлое время суток нецелесообразно использование любых светильников, данные приборы должны взаимодействовать для более эффективного использования электроэнергии. Поэтому система начинает работать только с включением датчиков, реагирующих на естественную освещенность. Датчики движения остаются пассивными к включению первых, а те, в свою очередь, являются лишь управляющими элементами, которые дают возможность срабатывания другим датчикам. По сигналу с датчиков движения будет увеличиваться яркость освещения. А сигнал с сумеречного датчика будет осуществлять диагностику исправности осветительных приборов.
При входе в подъезд (с улицы) устанавливается один сумеречный датчик для диагностики и, независимо от него, устанавливается второй сумеречный датчик, который будет управлять включением / выключением освещения на этажах.
В лифте устанавливается тензометрический датчик, который будет предоставлять информацию о загруженности лифта. Сигнал от кнопки вызова лифта должен включать свет в лифте при открытии дверей.
Для решения проблемы быстрого перегорания ламп используется один
из двух способов. Первый способ - подача напряжения питания с плавным увеличением ее амплитуды до полного прогрева лампы при срабатывании светильника (как известно, наиболее частой причиной перегорания ламп является резкое подача напряжения при включении лампы), с помощью устройства плавного включения ламп УПВЛ-200. Другой способ - оставлять приборы включенными в течение всего времени, но теперь в состоянии мерцания, наполовину уменьшив подачу напряжения. Первый случай отличается более сложной реализацией благодаря применению сложных схем и эффективностью, другой - простотой достижения, но с меньшей результативностью.
Данная система позволяет снизить потребление электроэнергии путем снижения освещенности помещения и/или полным отключением установок в ненужный для этого время. Более того, решается проблема быстрого перегорания ламп, следовательно достигается экономии средств.
Использованные источники:
1. Табунщиков, Ю.А. Энергоэффективные здания [Текст] / Ю.А. Табунщиков, М.М. Бродач, Н.В. Шилкин. - Москва: АВОК-ПРЕСС, 2013. -200 с.
2. Автоматическое управление светом [электронный ресурс]: режим доступа: http://ribosome.ru/daidzhest/avtomaticheskoe-upravlenie-svetom
3. Боммел, В.Ван. Качество освещения и эффективность: критический обзор [Текст] / В.Ван Боммел // Светотехника: сб. статей. - Москва, 2016. - Вып. 1. - С. 6-11.
