/ 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.

Проект о котором пойдет речь начался в ноябре 2011 года в связи с переездом одной компании в новый офис. Наемный дизайнер разработал проект Приемной директора и кабинета секретаря. Все было красиво, но дизайнер почему-то не позаботился об удобстве использования освещения. На 2 кабинета приходилось аж 17 групп освещения, при этом серии выключателей были разбросаны по периметру помещения вдалеке от рабочих мест Директора и Секретаря.

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.

В статье рассматриваются вопросы необходимости проведения автоматизации освещения, классификация существующих систем и этапы реализации типового проекта модернизации.

Трудно найти такую отрасль промышленности или народного хозяйства, где бы отсутствовала потребность в производственных площадей и рабочих мест. К его организации предъявляются достаточно серьезные требования, особенно со стороны контролирующих органов в сфере охраны труда. Но в то же время не следует забывать, что все элементы таких систем (в простейшем варианте – комплекс осветительных приборов) потребляют электричество, за которое приходится платить и довольно много. Желание сэкономить в такой ситуации выглядит более чем естественным, но чтобы решить проблему, как говорится, «в духе времени» одной замены старых лампочек накаливания на светодиодные будет недостаточно. Оптимальным вариантом, несмотря на требуемые капиталовложения, является автоматизация систем освещения, которая позволит сэкономить куда больше за счет эффективного управления имеющимся ресурсом без потери в комфорте.

Зачем нужно автоматизировать освещение?

Не секрет, что комплексное решение подобной задачи невозможно без разработки комплексного проекта, подбора подходящего по характеристикам оборудования и последующего его монтажа на объекте. Чтобы от подобных действий был реальный положительный эффект, их реализацию лучше доверить какой-нибудь профильной организации. , разработка проектной документации, закупка оборудования, монтажные и пуско-наладочные работы и т. д. – это серьезная нагрузка на бюджет и очевидно, может потребовать поиска и привлечения инвестиций.

Для большинства небольших предприятий такой груз уже на старте может стать серьезным поводом отказаться от модернизации. Но давайте взглянем на вопрос со стороны какого-нибудь среднестатистического жителя нашей страны, у которого в очередной раз на кухне сгорела обычная 60-ватная лампочка. Вариантов действий у него несколько:

1. Купить такой же 60-Вт аналог . Решение, как говориться, бюджетное, поскольку стоит такая лампочка раз в 5-10 меньше чем самая дешевая светодиодная. Об экономии в таком случае можно и не мечтать, особенно при коротком световом дне. Так, если предположить, что такая лампочка в среднем работает до 8 часов в сутки (зимой это более чем реально), то за месяц на одном приборе можно получить до 14 кВт×час на счетчике и до 13 грн в квитанции. Если будет работать 5 лампочек, соотношение вырастет до 70 кВт×час и 65 грн, при 10 приборах – до 140 кВт×час и 160 грн соответственно. Тенденция не очень утешительная, если учесть, что в доме электричество потребляют и другие бытовые приборы;
2. Купить светодиодную лампочку . Аналогом по светоотдаче для 60-ватной лампы накаливания является LED-источник мощностью порядка 4 Вт. Он потребляет в 15 раз меньше энергии, а значит, сумма в платежке уменьшится пропорционально. Естественно, дороже, но и работает не в сравнение дольше;
3. Использовать интеллектуальные системы . Экономии в предыдущем случае большинству может оказаться достаточно, но есть реальная возможность снизить потребление еще больше. Например, взять те же LED-лампочки, но в добавок использовать элементы системы автоматизации управления освещением (АСУО), скажем, простейшие датчики движения, освещенности и т. п. В этом случае, каждый прибор будет включаться по необходимости, например, когда человек приближается к нему.

Конечно, в последнем случае придется вложиться в оборудование, но в перспективе такой подход окупится более чем реальной экономией электроэнергии. А теперь представим себе на минутку, какой эффект от подобной модернизации будет иметь более-менее с несколькими сотнями рабочих, посменным графиком, большим количеством оборудования и производственных площадей.

Какими бывают СУО?

В зависимости от поставленных целей и задач модернизации освещения, для ее реализации может потребоваться достаточно большой перечень оборудования. Это и непосредственно осветительные приборы, комплекты датчиков, выключатели, и т. д. Именно масштабы предстоящей модернизации влияют на классификацию подобных систем и позволяют выделить два их основных вида:

• Локальная СУО . Наиболее простой вариант системы, при котором контроль осуществляется одним или несколькими осветительными приборами. В таком случае требуется минимальный набор вспомогательных средств – иногда блоки управления являются встроенными в сам светильник;
• Централизованная СУО . Это система более высокого уровня, в которой может быть реализована полноценная автоматизация управления освещением. Может состоять из большого количества контуров, в том числе, различных инженерных сетей объекта модернизации. Наиболее яркий пример – любой современный крупный торгово-развлекательный центр. Для реализации на практике требует применения большого количества оборудования, связанного сложной иерархией построения, специальных программных комплексов и обеспечения. Как правило, в этом случае имеет место центральный пункт управления всей сетью, а также, при ее значительных объемах, локальные узлы контроля.

Кроме того, возможна классификация по количеству и качеству (техническим возможностям) используемого оборудования: начального, среднего и топового уровня. Базовые комплектации включают сами осветительные приборы, простейшие датчики и автоматику, а топовые – целые комплексы вспомогательных систем с расширенным функционалом, программные системы управления, в том числе, с использованием беспроводных технологий.

Как происходит установка и автоматизация систем освещения?

Реализовать на практике такой проект даже с не самой сложной постановкой задач не так то просто. Во-первых, тот специалист или их группа, которые будут заниматься этим вопросом, должны быть в полной мере компетентны. Это значит, не только наличие профильных знаний и навыков, но и большой практический опыт.

Процесс внедрения автоматизированных систем управления для освещения объекта должен проходить в несколько этапов:

• Аудит . Прежде чем приступить к разработке проекта, необходимо оценить состояние объекта, его размеры, производственное предназначение, наличие существующих систем освещения и питания;
• Разработка и согласование . На этом этапе проводятся необходимые расчеты, целью которых является выбор оптимальной схемы освещения и соответствующего по характеристикам оборудования;
• Коммерческое предложение . После согласования проекта с заказчиком последнему предоставляется его финансовое обоснование, включая расчет срока окупаемости (необходимое условие при использовании внешних капиталовложений);
• Поставка оборудования . После решения всех финансовых вопросов происходит изготовление или закупка необходимого для реализации проекта оборудования и расходных материалов;
• Монтаж . Завершающим этапом модернизации является непосредственная установка всех элементов системы освещения.

На этом можно было бы ставить точку, но еще одним неотъемлемым этапом работ является пуско-наладка. Это и неудивительно, ведь кроме приходится использовать комплекс датчиков и прочих приборов контроля/управления, которые предстоит протестировать и настроить в соответствии с поставленными задачами. Без этого даже самая внешне не сложная система не будет работать согласованно.

Подробнее

Что такое теплоотвод в светодиодном светильнике?

Подробнее

Сколько в год можно сэкономить на электроэнергии с использованием светодиодного освещения?

Подробнее

20 Сен

Энергоэффективное освещение, как конкурентное преимущество

Подробнее

Особенности эксплуатации светодиодного освещения

Подробнее

Окупаемость инвестиций в модернизацию системы освещения

Подробнее

Оптическая система LED светильника: линзы, отражатели

Подробнее

Виды монтажа светильников

Подробнее

Особенности освещения для торговых помещений

В рамках работы по диспетчеризации и автоматизации освещения здания в г. Орел был использован комплект «Умный дом» фирмы ООО «НПФ Вектор». Для автоматизации пятиэтажного здания понадобилось следующее оборудование: 11 блоков ввода/вывода, состоящих из и модуля дискретного ввода вывода , для управления люминесцентными лампами, два девятиканальных для управления светодиодными, галогенными и лампами накаливания, 1 интерфейсный блок () для сопряжения с компьютером, датчики присутствия и датчики освещенности.

Блок ввода/вывода допускает подключение до 32-х нагрузок и 32-х управляющих воздействий типа «сухой контакт», а также 16 аналоговых датчиков формата 0-5В, 0-10В, 0(4)-20мА. К дискретным входам блока подключаются клавишные выключатели, расположенные в каждой комнате для управления освещением в ручном режиме, датчики присутствия, расположенные в каждой комнате для управления освещением в автоматическом режиме. Количество входов и выходов блока, необходимых для конкретной комнаты, легко конфигурируется. Диспетчеризация здания осуществляется через вебсайт. На сайте (Light Guard v1.0 Система мониторинга и управления осветительным оборудованием) отображается информация о состоянии коммутационного оборудования в графическом виде, имеется возможность управления осветительной нагрузкой, кроме того отображается состояние и время последнего изменения в текстовом виде. Сайт построен по технологии AJAX, т.е загрузка данных из базы происходит без перезагрузки страницы. Все изменения происходят «налету». На компьютер выводится план здания в котором отображается состояние освещенности комнат.На схеме желтым цветом выделены те комнаты, в которых зажжена хотя бы одна линия света. Нажатие на данную комнату даст возможность выключить или включить определенные линии света, узнать какие из выключателей в комнате включены.