照明控制系統-使用需求總線控制方案
一、調光控制系統的使用需求
近幾年,隨著科技的發展和物質生活水平的不斷提高,家居、酒店智能化也不斷被人們所推崇。作為智能化的組成部分——智能照明系統更成為當今裝飾、裝修的關注點。自從愛迪生發明電燈以來,給人類帶來無窮的利益。如今的電燈已不僅僅用于照明,而更多的是用來營造溫馨、浪漫、多彩、絢麗、奢華的氛圍。正如我們所在的城市、公園的彩燈;江濱的夜燈;街道上的各種霓虹燈等。那么家居、酒店等處的智能照明系統又該如何配置和使用燈光控制系統?
今天,各種燈具已不單純是實現基本照明的工具,已成為建筑裝飾中的一種實用藝術品,是照明技術與建筑藝術的統一。
照明效果在建筑裝修中的重要地位已逐步被人們認識,精心選擇各種別致的吊燈、落地燈、臺燈和壁燈來裝點您的居住空間,可為您創造出令人賞心悅目的格調。
不同的燈光場景,對人的心境和情緒變化有著緊密的聯系。人們在會客、娛樂和休息時,對光線的強弱、燈光的有無,有著特定的要求。你選擇了最好看的燈具只是為你的家居增加了部分光亮。但如果沒有一種簡單、方便的方法來控制這些燈具,那么也就失去了你如此精心挑選的燈具的裝飾效果。例如:懸垂在餐桌上方的吊燈可能是調到百分之四十亮度時,看起來效果最佳。同樣的情況也可能發生在書架上布置的小燈上。為產生最佳照明效果,你需要對不同區域進行燈光調節。
所謂燈光調節,其實就是根據某一區域的使用功能、不同時間、室外光亮度等條件來調整燈光照明。其中最重要的一點就是可進行預設,即具有將照明亮度轉變為一系列程序設置的功能,這也是我們稱之為智能的原因。這些設置也稱為場景,因為它本身就是根據人們對于不同場景的燈光需求來設置的,它可由調控器系統自動調用。
燈光調節的方式借助各種不同的“預設置”控制方式和控制元件,對不同時間不同環境的光照度進行精確設置和合理管理。調光技術可使照明系統能按照經濟有效的最佳方式來準確運作,能夠最大限度地節約能源,與傳統的照明控制方式相比較,可以節約電能20%~30%。由于人眼對光強的感受是非線性的,因此,就有可能將亮度級別降低10%以上,而人卻覺察不到亮度的變化。這樣,就可以節省將近10%的電能。如果將調光級別降低50%,則可以節省約40%的電能。
調光開關可將燈光亮度漸調到預設級別,這在第一次開燈時尤其重要。將燈光亮度漸調到設定級別,也稱為“軟啟動”,可以極大地延長燈泡的使用壽命。燈光亮度降低10%可將燈的使用壽命延長兩倍,降低50%則可延長20倍左右。
您也許已注意到:當家里有了各式各樣燈具之后,如何將它們精心地搭配在一起,并營造出最適合的效果就成了件麻煩的事情。
當你結束了一天的忙碌后,舒舒服服地坐在沙發上準備享受一下的時候,發現周圍的燈不是太亮,就是太暗了,為了給自己一個舒適的光環境需要你去手動調節每一個調光開關,你的心情會怎樣?在您看電視的時候,很可能因為需要調正一下燈光,而錯過了精彩的射門鏡頭;或者,冬夜里躺到床上才發現洗手間的燈還沒有關上,只好爬起來把它關上。
這一切是否夠麻煩?
你是否有足夠的時間和耐心,每次都手動來調節每一個調光開關以獲得正確的效果?
如果燈光只是在房間內少數幾個區域發揮著重要作用,一個一個地調節開關也許并不是什么很難的事情。但是如果有許多開關需要擺弄,而這些開關又散布在房間不同地方,你就應該考慮用一套燈光控制系統來幫助你。
除居家燈光控制外,各種會議大廳、宴會大廳、百貨商場、辦公樓、劇院演出或排練大廳、大樓景觀照明、體育比賽場館等地方的燈光調整要求,如采用一個回路一個回路進行調節的方式進行燈光調整,其操作量會非常大,甚至達到難以承受的地步。
二、 施工中可選擇的幾種控制方案
為滿足照明領域不斷出現的新要求,通過長期摸索,人們找到了許多好的解決方案。以區域和場景概念來進行燈光管理已被各種智能燈光控制系統采用。目前在照明控制系統建設中通常使用的方案有:
1、控制總線方案
采用一對雙絞線作為通訊介質,所有的系統控制單元由這對雙絞線連接組成控制網絡,每個系統控制單元所發出的控制信號在整個控制網絡里進行傳播,各個系統控制單元接收到控制信息后,則根據系統通訊協議的規定執行相應動作,從而實現智能網絡控制。這種方案在采用控制總線的同時,往往也采用電源總線方式進行系統供電,以降低成本。這種方案,系統單元設計簡單,由于采用專用的雙絞線作為通訊介質,所以具有抗干擾性能強、通訊效果好,通訊穩定性高的優點。但由于要采用專用的網絡線,所以對工程施工質量要求高,增加了系統的安裝難度和總成本,并且由于控制總線或電源總線的存在,某一系統單元或總線節點的故障都可能對系統造成影響,甚至造成系統癱瘓。
為克服采用控制總線方案時由于某一設備發生故障而造成系統癱瘓的情況發生,許多廠商對產品、對系統進行了改進,出現了分布式集散系統:一個大系統是由多個帶智能的獨立模塊用總線方式連接起來的,脫離大系統后,每個控制模塊均能獨立運行。此種方案對大范圍照明控制是非常合適的,只要在設計時考慮了故障隔離問題,對設備進行適當冗余配置,即使在使用中某一部件突然發生故障也能保證你的系統在降功能條件下繼續運行。由于采用了總線方案,為日常使用中的系統集中管理、與其他智能系統的互連提供了良好平臺。
國內外許多成功的環境照明控制案例都采用了分布式集散控制方案。
2、電力線載波方案
在電力線上通過載波方式進行系統聯網,每個系統控制單元所發出的控制信號都通過載波方式在整個電力線里進行傳播,各個系統控制單元從電力線上接收到控制信息后,則根據系統通訊協議的規定執行相應動作,從而實現智能網絡控制。這種方案與總線方案相比,取消了專用的網絡線,安裝或擴展也較為簡單,只需連接電源線就可實現網絡控制。但此方案在具體家居應用上往往由于電力線的干擾問題而變得不穩定。電力線上眾多電器都會成為載波通訊的干擾源,其中以電視機、電腦及外圍設備、各種充電器、微波爐,電子鎮流式的日光燈、節能燈等較為嚴重,它們或者產生干擾信號,影響系統單元的接收,或者吸收系統單元所發出的載波信號,使其它單元無法正確接收,從而使控制失靈。為了解決這類問題,則需要在此類電器的電源進線和總電源進線處安裝各種阻波器來隔阻干擾,保障載波通訊的穩定和可靠性。這樣一來,又給用戶增加了不少應用成本。
3、無線網絡方案
隨著無線通訊技術的發展,現在出現了采用無線電進行通訊的家居智能網絡控制系統,每個系統控制單元所發出的控制信號都以無線電波的進行傳播,各個系統控制單元接收這些傳播信息,然后根據系統通訊協議的規定執行相應動作,從而實現智能網絡控制。與電力線載波方案一樣,由于沒有專用的網絡線,安裝或擴展非常簡單,這個方案甚至可以使用電池供電,不用連接電源線,使用非常靈活方便,同時也降低了用戶的總體應用成本。現代無線通訊技術和計算機網絡技術的發展,已經解決了無線通訊可靠性和互相串擾等問題,使無線網絡技術得到空前的發展。從技術發展方向看,無線網絡技術有著無可比擬的先天優勢,近幾年來在IT領域得到飛速發展,成為IT產業和半導體產業的新熱點。
三、 常用的操作控制方式
一個好的燈光控制系統會為復雜多變的燈光需求為使用者提供豐富的操作方式,使用者可根據自己的喜好及產品情況選擇一種或多種操作方式來對燈光進行控制。常用的操作和控制方式有:
1、輕觸式弱電開關
根據您的需求,開關可以任意設定所需控制對象,比如門廳的按鈕可以用來關閉所有的燈光。這樣,當您離家時,輕輕一按即可關閉所有燈光,既節能、安全,又非常方便;
2、紅外、無線遙控
在任一個房間,用紅外手持遙控器控制所有聯網燈具(無論燈具是否處在本房間內)的開關狀態和調光狀態。您不需要進入房間后再開燈,在您進入任一間居室前您就可以用遙控器打開燈光,從此您再也不用在黑暗中尋找燈的開關了;
3、電話遠程控制
通過任何一部普通電話或手機,實現對燈光或場景的遠程控制。此功能可以用在晚歸前模擬主人在家的燈光狀況,以迷惑可能的竊賊;
4、計算機/互聯網控制
通過本地計算機或者INTERNET上的一臺計算機,可以遠程控制燈光狀態;
5、時間場景控制
通過日程管理模塊,可以對燈光的定時開閉進行定義。例如,在每天早晨7:00,將臥室的燈光緩緩開啟到一個合適亮度;深夜,自動關閉全部照明燈光;
6、靈活的場景切換
您可以通過計算機或者遙控器來設計一種燈光場景,隨后,就可以通過遙控器上的場景按鍵,方便地在各種場景間切換。您可以根據需要控制任意的燈光開閉或亮度調節,甚至可改變其他電器設備的工作狀態(例如,打開電視機并切換頻道);
7、良好的調光效果演示
采用微處理器,通過程序實現精確的光照變化控制。可設定亮度漸變速率,其變化速度可在1秒至數分鐘范圍內任意調節,提供豐富的現場光照變換效果;采用先進的過零觸發技術,極大降低調光電路對電網的干擾;
8、與其他系統的連接:
可方便地將燈光系統與其他的智能設備相連,響應其他節點發出的信號(例如當您在客廳打開電視時,客廳燈光自動變暗,其余燈光全部關閉等);可以設置為由某一個光照傳感器來輔助完成燈光照度的自動調整。燈光系統可根據環境亮度自動調整工作狀態——當天空變暗時,室內燈光自動打開;與人體探測傳感器相連,當您經過時燈光自動打開。
……
四、 常用調光技術性能比較及存在問題
1. 采用可控硅斬波技術
原理:采用可控硅斬波原理,通過控制晶閘管(可控硅)的導通角,將電網輸入的正弦波電壓斬掉一部分,從而降低了輸出電壓的平均值,達到控壓節電目的。
這類調控設備對照明系統的電壓調節速度快,精度高,可分時段實時調整,有穩壓作用,主要使用電子器件,相對來說體積小、設備輕、成本低。
但該調控方式存在一個致命缺陷,由于使用斬波方式,無法實現正弦波輸出,并形成諧波,對電網系統造成諧波污染,危害較大,不能在有電容補償的電路中使用(現代照明設計要求規定,照明系統中功率因數必須達到0.9以上,而氣體放電燈的功率因數在一般在0.5以下,所以都設計用電容補償功率因數)。在發達國家,已有明文規定對電氣設備諧波含量的限制,在國內,北京、上海、廣州等大城市,已對諧波含量超標的設備限制并入電網使用。
諧波的危害
a. 縮短電力電容器使用壽命,嚴重情況下,會使電容器鼓肚、擊穿或爆炸;
b. 變壓器的銅耗、鐵耗增大,減少變壓器的實際使用容量,浪費電能;
c. 增加電氣設備附加損耗,浪費電能,嚴重時使電氣設備過熱,燒損;
d. 造成開關、接觸器等電氣設備誤動作,自動化儀表不能正常工作;
e. 產生嚴重的、看不見的電磁波干擾,使有線和無線信號無法接收和傳輸,影響手機、電視、廣播、電腦等設備的正常使用,損害人體正常生理機能。
2. 自耦降壓式調控裝置
市場上很多采用此技術的調光器產品。它的原理是,通過一個自耦變壓器機芯,根據輸入電壓高低情況,接連不同的固定變壓器抽頭,將電網電壓降低5、10、15、20V等幾個檔,從而達到降壓節電目的。
這類產品最大的優點是克服了可控硅斬波型產品產生諧波的缺陷,實現了電壓的正弦波輸出,結構和功能都很簡單,當然可靠性也比較高。
存在的技術缺陷:
1) 固定多檔降壓器
由于其核心部件是一個多抽頭的變壓器,變壓比是固定的,一般副邊有三到五個降壓抽頭,分別降5V、10V、15V、20V,一旦接線端固定,降低電壓就是固定值,當電網電壓波動時,調控裝置的輸出電壓也會上下波動,這樣照明的工作電壓處在不穩定波動狀態,無法起到對電光源的保護作用。如圖所示,當電網電壓高時,節電率不是最佳狀態;而電網電壓低時,可能出現欠壓現象,造成燈具無法正常點亮,反而降低燈具壽命,這是這類調控裝置存在的最大安全缺陷。當用電高峰時,電壓過低,電氣設備也無法正常運行。
2) 接觸器型降壓器
這類調控裝置為了能做到額定電壓正常啟動,并在過電壓和欠電壓時跳到旁路(設備的安全保護),一般都用的都是交流接觸器來進行切換,這是最簡單和常用的辦法。但是,如果用接觸器作為節電產品的電壓調整裝置的話,其安全性、可靠性和無故障工作壽命都不能保障,存在安全隱患,原因如下:
a. 交流接觸器的工作原理是用電磁線圈吸合、斷開,來控制觸頭常開或是常閉,屬機械移動部件,只適用于不經常動作的開關場合,如燈具、電器的開起和關斷,切換次數是有限的,不適用于頻繁切換的場合。
b. 交流接觸器在切換動作時,是機械的吸合和斷開,所以會有短暫的10~20ms的斷電,我們稱之為“閃斷”,這樣的斷電會導致HID燈( High Intensity Discharged Lamp—高壓氣體放電燈,如高壓鈉燈、金鹵燈、高壓汞燈等)熄滅。這種燈的特性決定,在熄滅以后,必須等到燈管冷卻,蒸氣壓下降后才能再點亮,一般需要5~10min左右,在使用中,這將是個嚴重故障。
根據以上原因,交流接觸器是不能用來控制照明調控裝置進行頻繁切換的。所以,生產和銷售此類節電產品的廠家,一般做不到實時穩定電壓、多時段調控等功能,這也就是這類節電產品的缺點所在。
3. 智能調光控制技術
前面所敘述的二種調光控制技術,有著各自的優缺點。之所以不能得到大量使用,是因為其本身都存在技術缺陷,可控硅(相控)型優點是,可實時精確控制輸出電壓,滿足照明用電的最佳值,缺陷是電壓無法實現正弦波輸出,有諧波污染。而自耦降壓型的優點正好是能做到電壓正弦波輸出,卻不能實現電壓的自動精確控制,只能固定降電壓,不能升壓和穩壓,如果能將兩者優勢結合互補,去除缺陷,就是相對比較理想的照明節能產品了。
智能照明調控裝置工作原理,采用微電腦控制系統,實時采集輸出、輸入電壓信號與最佳照明電壓比較,通過計算進行自動調節,從而保證輸出最佳的照明系統工作電壓。
智能照明調控裝置在結合前兩類節能產品的優點的基礎上,克服了其中存在的缺陷,具體優點體現在以下四個方面:
1) 優化電力質量,節約照明用電
穩定最佳工作電壓
針對電網電壓偏高和波動等現象,調控裝置可根據用戶現場實際需求,實時在線調控輸出最佳照明工作電壓,并能將其穩定在±2%以內,有效提高電力質量,從而達到節電10%~40%的效果。
多時段節能運行
根據用戶實際的照明需求,調控裝置還可通過程序進行多時段節能電壓設置,從而滿足用戶不同光源、不同時間的需求,實現最佳照明狀態和最大節電率。
2) 有效保護電光源,延長其使用壽命
軟啟動、慢斜坡
影響電光源壽命的一個重要因素是,啟動和運行時電流和電壓對光源的沖擊。為了有效的降低電流沖擊和提高燈的壽命,在國外高檔燈具產品中,要求燈具有軟啟動功能。
智能調控裝置能夠實現燈具的軟啟動和慢斜坡控制過程。燈具在啟動時,采用低壓軟啟動,充分預熱。該過程可減少40%的啟動電流沖擊,有效提高光源壽命。在調壓、穩壓的過程中,智能調控裝置采用慢斜坡方式,讓電壓在設定時間內緩慢過渡,保證光源不受電壓、電流波動的沖擊,從而降低電光源損壞,延長使用壽命。
實時穩壓、控壓
在電壓波動很大的地方,如電氣設備比較多的廠區,一分鐘內的電壓波動達到±15%;路燈后半夜的供電電壓也會達到250V。智能調控裝置高穩定的最佳照明電壓,能夠延長電光源壽命2~4倍,減少照明運行、維護成本30%~50%。
3) 智能的照明控制
為了滿足不同用戶對照明燈具控制的需要,智能照明控制設備有三種運行模式可供選用:
端子控制節能運行模式
時間控制節能運行模式
通訊控制節能運行模式
可按現場實際情況,通過天文鐘、智能探頭或內部編程、遠程計算機遙控,實現時控、光控、程控等多種智能化控制。并可根據不同時段、不同燈具、不同亮度要求,每相獨立調節,允許100%不平衡。
4) 適用性、可靠性
智能照明控制設備每回路可獨立調節,可操作性強,可以承受三相100%的不平衡負載,且保證單相的故障絕不影響其它兩相的正常運行。同一個裝置可以帶不同類型光源負載,可獨立調節每回路的輸出電壓;
可設計為手動和自動雙旁路系統,以保證照明設備不斷電,正常安全運行。
近幾年,隨著科技的發展和物質生活水平的不斷提高,家居、酒店智能化也不斷被人們所推崇。作為智能化的組成部分——智能照明系統更成為當今裝飾、裝修的關注點。自從愛迪生發明電燈以來,給人類帶來無窮的利益。如今的電燈已不僅僅用于照明,而更多的是用來營造溫馨、浪漫、多彩、絢麗、奢華的氛圍。正如我們所在的城市、公園的彩燈;江濱的夜燈;街道上的各種霓虹燈等。那么家居、酒店等處的智能照明系統又該如何配置和使用燈光控制系統?
今天,各種燈具已不單純是實現基本照明的工具,已成為建筑裝飾中的一種實用藝術品,是照明技術與建筑藝術的統一。
照明效果在建筑裝修中的重要地位已逐步被人們認識,精心選擇各種別致的吊燈、落地燈、臺燈和壁燈來裝點您的居住空間,可為您創造出令人賞心悅目的格調。
不同的燈光場景,對人的心境和情緒變化有著緊密的聯系。人們在會客、娛樂和休息時,對光線的強弱、燈光的有無,有著特定的要求。你選擇了最好看的燈具只是為你的家居增加了部分光亮。但如果沒有一種簡單、方便的方法來控制這些燈具,那么也就失去了你如此精心挑選的燈具的裝飾效果。例如:懸垂在餐桌上方的吊燈可能是調到百分之四十亮度時,看起來效果最佳。同樣的情況也可能發生在書架上布置的小燈上。為產生最佳照明效果,你需要對不同區域進行燈光調節。
所謂燈光調節,其實就是根據某一區域的使用功能、不同時間、室外光亮度等條件來調整燈光照明。其中最重要的一點就是可進行預設,即具有將照明亮度轉變為一系列程序設置的功能,這也是我們稱之為智能的原因。這些設置也稱為場景,因為它本身就是根據人們對于不同場景的燈光需求來設置的,它可由調控器系統自動調用。
燈光調節的方式借助各種不同的“預設置”控制方式和控制元件,對不同時間不同環境的光照度進行精確設置和合理管理。調光技術可使照明系統能按照經濟有效的最佳方式來準確運作,能夠最大限度地節約能源,與傳統的照明控制方式相比較,可以節約電能20%~30%。由于人眼對光強的感受是非線性的,因此,就有可能將亮度級別降低10%以上,而人卻覺察不到亮度的變化。這樣,就可以節省將近10%的電能。如果將調光級別降低50%,則可以節省約40%的電能。
調光開關可將燈光亮度漸調到預設級別,這在第一次開燈時尤其重要。將燈光亮度漸調到設定級別,也稱為“軟啟動”,可以極大地延長燈泡的使用壽命。燈光亮度降低10%可將燈的使用壽命延長兩倍,降低50%則可延長20倍左右。
您也許已注意到:當家里有了各式各樣燈具之后,如何將它們精心地搭配在一起,并營造出最適合的效果就成了件麻煩的事情。
當你結束了一天的忙碌后,舒舒服服地坐在沙發上準備享受一下的時候,發現周圍的燈不是太亮,就是太暗了,為了給自己一個舒適的光環境需要你去手動調節每一個調光開關,你的心情會怎樣?在您看電視的時候,很可能因為需要調正一下燈光,而錯過了精彩的射門鏡頭;或者,冬夜里躺到床上才發現洗手間的燈還沒有關上,只好爬起來把它關上。
這一切是否夠麻煩?
你是否有足夠的時間和耐心,每次都手動來調節每一個調光開關以獲得正確的效果?
如果燈光只是在房間內少數幾個區域發揮著重要作用,一個一個地調節開關也許并不是什么很難的事情。但是如果有許多開關需要擺弄,而這些開關又散布在房間不同地方,你就應該考慮用一套燈光控制系統來幫助你。
除居家燈光控制外,各種會議大廳、宴會大廳、百貨商場、辦公樓、劇院演出或排練大廳、大樓景觀照明、體育比賽場館等地方的燈光調整要求,如采用一個回路一個回路進行調節的方式進行燈光調整,其操作量會非常大,甚至達到難以承受的地步。
二、 施工中可選擇的幾種控制方案
為滿足照明領域不斷出現的新要求,通過長期摸索,人們找到了許多好的解決方案。以區域和場景概念來進行燈光管理已被各種智能燈光控制系統采用。目前在照明控制系統建設中通常使用的方案有:
1、控制總線方案
采用一對雙絞線作為通訊介質,所有的系統控制單元由這對雙絞線連接組成控制網絡,每個系統控制單元所發出的控制信號在整個控制網絡里進行傳播,各個系統控制單元接收到控制信息后,則根據系統通訊協議的規定執行相應動作,從而實現智能網絡控制。這種方案在采用控制總線的同時,往往也采用電源總線方式進行系統供電,以降低成本。這種方案,系統單元設計簡單,由于采用專用的雙絞線作為通訊介質,所以具有抗干擾性能強、通訊效果好,通訊穩定性高的優點。但由于要采用專用的網絡線,所以對工程施工質量要求高,增加了系統的安裝難度和總成本,并且由于控制總線或電源總線的存在,某一系統單元或總線節點的故障都可能對系統造成影響,甚至造成系統癱瘓。
為克服采用控制總線方案時由于某一設備發生故障而造成系統癱瘓的情況發生,許多廠商對產品、對系統進行了改進,出現了分布式集散系統:一個大系統是由多個帶智能的獨立模塊用總線方式連接起來的,脫離大系統后,每個控制模塊均能獨立運行。此種方案對大范圍照明控制是非常合適的,只要在設計時考慮了故障隔離問題,對設備進行適當冗余配置,即使在使用中某一部件突然發生故障也能保證你的系統在降功能條件下繼續運行。由于采用了總線方案,為日常使用中的系統集中管理、與其他智能系統的互連提供了良好平臺。
國內外許多成功的環境照明控制案例都采用了分布式集散控制方案。
2、電力線載波方案
在電力線上通過載波方式進行系統聯網,每個系統控制單元所發出的控制信號都通過載波方式在整個電力線里進行傳播,各個系統控制單元從電力線上接收到控制信息后,則根據系統通訊協議的規定執行相應動作,從而實現智能網絡控制。這種方案與總線方案相比,取消了專用的網絡線,安裝或擴展也較為簡單,只需連接電源線就可實現網絡控制。但此方案在具體家居應用上往往由于電力線的干擾問題而變得不穩定。電力線上眾多電器都會成為載波通訊的干擾源,其中以電視機、電腦及外圍設備、各種充電器、微波爐,電子鎮流式的日光燈、節能燈等較為嚴重,它們或者產生干擾信號,影響系統單元的接收,或者吸收系統單元所發出的載波信號,使其它單元無法正確接收,從而使控制失靈。為了解決這類問題,則需要在此類電器的電源進線和總電源進線處安裝各種阻波器來隔阻干擾,保障載波通訊的穩定和可靠性。這樣一來,又給用戶增加了不少應用成本。
3、無線網絡方案
隨著無線通訊技術的發展,現在出現了采用無線電進行通訊的家居智能網絡控制系統,每個系統控制單元所發出的控制信號都以無線電波的進行傳播,各個系統控制單元接收這些傳播信息,然后根據系統通訊協議的規定執行相應動作,從而實現智能網絡控制。與電力線載波方案一樣,由于沒有專用的網絡線,安裝或擴展非常簡單,這個方案甚至可以使用電池供電,不用連接電源線,使用非常靈活方便,同時也降低了用戶的總體應用成本。現代無線通訊技術和計算機網絡技術的發展,已經解決了無線通訊可靠性和互相串擾等問題,使無線網絡技術得到空前的發展。從技術發展方向看,無線網絡技術有著無可比擬的先天優勢,近幾年來在IT領域得到飛速發展,成為IT產業和半導體產業的新熱點。
三、 常用的操作控制方式
一個好的燈光控制系統會為復雜多變的燈光需求為使用者提供豐富的操作方式,使用者可根據自己的喜好及產品情況選擇一種或多種操作方式來對燈光進行控制。常用的操作和控制方式有:
1、輕觸式弱電開關
根據您的需求,開關可以任意設定所需控制對象,比如門廳的按鈕可以用來關閉所有的燈光。這樣,當您離家時,輕輕一按即可關閉所有燈光,既節能、安全,又非常方便;
2、紅外、無線遙控
在任一個房間,用紅外手持遙控器控制所有聯網燈具(無論燈具是否處在本房間內)的開關狀態和調光狀態。您不需要進入房間后再開燈,在您進入任一間居室前您就可以用遙控器打開燈光,從此您再也不用在黑暗中尋找燈的開關了;
3、電話遠程控制
通過任何一部普通電話或手機,實現對燈光或場景的遠程控制。此功能可以用在晚歸前模擬主人在家的燈光狀況,以迷惑可能的竊賊;
4、計算機/互聯網控制
通過本地計算機或者INTERNET上的一臺計算機,可以遠程控制燈光狀態;
5、時間場景控制
通過日程管理模塊,可以對燈光的定時開閉進行定義。例如,在每天早晨7:00,將臥室的燈光緩緩開啟到一個合適亮度;深夜,自動關閉全部照明燈光;
6、靈活的場景切換
您可以通過計算機或者遙控器來設計一種燈光場景,隨后,就可以通過遙控器上的場景按鍵,方便地在各種場景間切換。您可以根據需要控制任意的燈光開閉或亮度調節,甚至可改變其他電器設備的工作狀態(例如,打開電視機并切換頻道);
7、良好的調光效果演示
采用微處理器,通過程序實現精確的光照變化控制。可設定亮度漸變速率,其變化速度可在1秒至數分鐘范圍內任意調節,提供豐富的現場光照變換效果;采用先進的過零觸發技術,極大降低調光電路對電網的干擾;
8、與其他系統的連接:
可方便地將燈光系統與其他的智能設備相連,響應其他節點發出的信號(例如當您在客廳打開電視時,客廳燈光自動變暗,其余燈光全部關閉等);可以設置為由某一個光照傳感器來輔助完成燈光照度的自動調整。燈光系統可根據環境亮度自動調整工作狀態——當天空變暗時,室內燈光自動打開;與人體探測傳感器相連,當您經過時燈光自動打開。
……
四、 常用調光技術性能比較及存在問題
1. 采用可控硅斬波技術
原理:采用可控硅斬波原理,通過控制晶閘管(可控硅)的導通角,將電網輸入的正弦波電壓斬掉一部分,從而降低了輸出電壓的平均值,達到控壓節電目的。
這類調控設備對照明系統的電壓調節速度快,精度高,可分時段實時調整,有穩壓作用,主要使用電子器件,相對來說體積小、設備輕、成本低。
但該調控方式存在一個致命缺陷,由于使用斬波方式,無法實現正弦波輸出,并形成諧波,對電網系統造成諧波污染,危害較大,不能在有電容補償的電路中使用(現代照明設計要求規定,照明系統中功率因數必須達到0.9以上,而氣體放電燈的功率因數在一般在0.5以下,所以都設計用電容補償功率因數)。在發達國家,已有明文規定對電氣設備諧波含量的限制,在國內,北京、上海、廣州等大城市,已對諧波含量超標的設備限制并入電網使用。
諧波的危害
a. 縮短電力電容器使用壽命,嚴重情況下,會使電容器鼓肚、擊穿或爆炸;
b. 變壓器的銅耗、鐵耗增大,減少變壓器的實際使用容量,浪費電能;
c. 增加電氣設備附加損耗,浪費電能,嚴重時使電氣設備過熱,燒損;
d. 造成開關、接觸器等電氣設備誤動作,自動化儀表不能正常工作;
e. 產生嚴重的、看不見的電磁波干擾,使有線和無線信號無法接收和傳輸,影響手機、電視、廣播、電腦等設備的正常使用,損害人體正常生理機能。
2. 自耦降壓式調控裝置
市場上很多采用此技術的調光器產品。它的原理是,通過一個自耦變壓器機芯,根據輸入電壓高低情況,接連不同的固定變壓器抽頭,將電網電壓降低5、10、15、20V等幾個檔,從而達到降壓節電目的。
這類產品最大的優點是克服了可控硅斬波型產品產生諧波的缺陷,實現了電壓的正弦波輸出,結構和功能都很簡單,當然可靠性也比較高。
存在的技術缺陷:
1) 固定多檔降壓器
由于其核心部件是一個多抽頭的變壓器,變壓比是固定的,一般副邊有三到五個降壓抽頭,分別降5V、10V、15V、20V,一旦接線端固定,降低電壓就是固定值,當電網電壓波動時,調控裝置的輸出電壓也會上下波動,這樣照明的工作電壓處在不穩定波動狀態,無法起到對電光源的保護作用。如圖所示,當電網電壓高時,節電率不是最佳狀態;而電網電壓低時,可能出現欠壓現象,造成燈具無法正常點亮,反而降低燈具壽命,這是這類調控裝置存在的最大安全缺陷。當用電高峰時,電壓過低,電氣設備也無法正常運行。
2) 接觸器型降壓器
這類調控裝置為了能做到額定電壓正常啟動,并在過電壓和欠電壓時跳到旁路(設備的安全保護),一般都用的都是交流接觸器來進行切換,這是最簡單和常用的辦法。但是,如果用接觸器作為節電產品的電壓調整裝置的話,其安全性、可靠性和無故障工作壽命都不能保障,存在安全隱患,原因如下:
a. 交流接觸器的工作原理是用電磁線圈吸合、斷開,來控制觸頭常開或是常閉,屬機械移動部件,只適用于不經常動作的開關場合,如燈具、電器的開起和關斷,切換次數是有限的,不適用于頻繁切換的場合。
b. 交流接觸器在切換動作時,是機械的吸合和斷開,所以會有短暫的10~20ms的斷電,我們稱之為“閃斷”,這樣的斷電會導致HID燈( High Intensity Discharged Lamp—高壓氣體放電燈,如高壓鈉燈、金鹵燈、高壓汞燈等)熄滅。這種燈的特性決定,在熄滅以后,必須等到燈管冷卻,蒸氣壓下降后才能再點亮,一般需要5~10min左右,在使用中,這將是個嚴重故障。
根據以上原因,交流接觸器是不能用來控制照明調控裝置進行頻繁切換的。所以,生產和銷售此類節電產品的廠家,一般做不到實時穩定電壓、多時段調控等功能,這也就是這類節電產品的缺點所在。
3. 智能調光控制技術
前面所敘述的二種調光控制技術,有著各自的優缺點。之所以不能得到大量使用,是因為其本身都存在技術缺陷,可控硅(相控)型優點是,可實時精確控制輸出電壓,滿足照明用電的最佳值,缺陷是電壓無法實現正弦波輸出,有諧波污染。而自耦降壓型的優點正好是能做到電壓正弦波輸出,卻不能實現電壓的自動精確控制,只能固定降電壓,不能升壓和穩壓,如果能將兩者優勢結合互補,去除缺陷,就是相對比較理想的照明節能產品了。
智能照明調控裝置工作原理,采用微電腦控制系統,實時采集輸出、輸入電壓信號與最佳照明電壓比較,通過計算進行自動調節,從而保證輸出最佳的照明系統工作電壓。
智能照明調控裝置在結合前兩類節能產品的優點的基礎上,克服了其中存在的缺陷,具體優點體現在以下四個方面:
1) 優化電力質量,節約照明用電
穩定最佳工作電壓
針對電網電壓偏高和波動等現象,調控裝置可根據用戶現場實際需求,實時在線調控輸出最佳照明工作電壓,并能將其穩定在±2%以內,有效提高電力質量,從而達到節電10%~40%的效果。
多時段節能運行
根據用戶實際的照明需求,調控裝置還可通過程序進行多時段節能電壓設置,從而滿足用戶不同光源、不同時間的需求,實現最佳照明狀態和最大節電率。
2) 有效保護電光源,延長其使用壽命
軟啟動、慢斜坡
影響電光源壽命的一個重要因素是,啟動和運行時電流和電壓對光源的沖擊。為了有效的降低電流沖擊和提高燈的壽命,在國外高檔燈具產品中,要求燈具有軟啟動功能。
智能調控裝置能夠實現燈具的軟啟動和慢斜坡控制過程。燈具在啟動時,采用低壓軟啟動,充分預熱。該過程可減少40%的啟動電流沖擊,有效提高光源壽命。在調壓、穩壓的過程中,智能調控裝置采用慢斜坡方式,讓電壓在設定時間內緩慢過渡,保證光源不受電壓、電流波動的沖擊,從而降低電光源損壞,延長使用壽命。
實時穩壓、控壓
在電壓波動很大的地方,如電氣設備比較多的廠區,一分鐘內的電壓波動達到±15%;路燈后半夜的供電電壓也會達到250V。智能調控裝置高穩定的最佳照明電壓,能夠延長電光源壽命2~4倍,減少照明運行、維護成本30%~50%。
3) 智能的照明控制
為了滿足不同用戶對照明燈具控制的需要,智能照明控制設備有三種運行模式可供選用:
端子控制節能運行模式
時間控制節能運行模式
通訊控制節能運行模式
可按現場實際情況,通過天文鐘、智能探頭或內部編程、遠程計算機遙控,實現時控、光控、程控等多種智能化控制。并可根據不同時段、不同燈具、不同亮度要求,每相獨立調節,允許100%不平衡。
4) 適用性、可靠性
智能照明控制設備每回路可獨立調節,可操作性強,可以承受三相100%的不平衡負載,且保證單相的故障絕不影響其它兩相的正常運行。同一個裝置可以帶不同類型光源負載,可獨立調節每回路的輸出電壓;
可設計為手動和自動雙旁路系統,以保證照明設備不斷電,正常安全運行。
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