Системы автоматизированного управления освещения зданий

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 SEN 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.