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发展中的智能照明控制系统
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文章来源:转载   添加人:ligang   添加时间:2006-9-6 11:09:00

所谓智能照明控制系统,其实就是根据某一区域的功能、每天不同的时间、室外光亮度或该区域的用途来自控制照明。其中最重工业要的一点就是可进行预设,即具有将照明亮度转变为一系列设置的功能。这些设置也称为场景,可由调光器系统或中央建筑控制系统自动调用。在家庭内使用时,可以采用集成中央控制器的形式,并可能带有一个触屏界面。实际上,这种系统取代了完整的建筑管理系统(BMS),后者在商用环境下使用。

    智能照明系统是整个智能家居的基础部分,特别适合于大面积住房,它将使生活方便,舒适。照明控制系统分为独立式、特定于房间式或大型的联网系统,在联网系统中,调光设备安装在电气柜中,由诸如传感器和控制面板组成的外部设备网络来操作。联网系统的优势是可从许多点来控制不同的房间中区域。在家庭中,可以在靠近主进口的墙上安装一个控制面板,以此作为多外房间的主控制点。

    网络开关和无线遥控系统是智能照明系统的重要组成。网络开关有T型和R型两个系列;无线遥控系统包括遥控器和接收器两类产品。它是智能产品,因为它们内置电脑芯片和软件,有复杂的功能;同时也是傻瓜产品,因为它们外观与普通开关相仿,安装方法和基本操作也和普通开关相仿。网络开关是开关的革命,网络开关具有强大的家庭网络化控制功能,但它一没有复杂的控制线缆,二它的布线、安装、使用比传统开关更简单。开关、电器、电话、遥控器等都是网络中的节点,这个网络不是别的,就是家里220V电线,它是一个现成的网络。

    电力线将电能传到家中的各个房间,同时也将家中所有的电灯、电器连成了网络。用电力线做载体传输控制信号,这就是用电力载波实现的网络化控制,RL-X10是一种"语言",使用这语言,所有的电器,电灯,传感器可以互相对话、交流、控制。最多可有256个不同的地址,如果需要多个器件响应一个信号,只需将它们设为同一地址。瑞朗在国际标准的X-10电力载波通讯协议基础上,增加了一些设计来完善原来X-10协议,研制开发了适合在中国普及推广的网络化智能家居控制系统,兼容x-10协议下的所有厂家的产品,这就是天津瑞朗智能家居电子科技有限公司设计生产的RL-X10电力载波网络化智能居家控制.看似普通的网络开关,内藏玄机,它使控制无处不在,任一点可以控制整个网络,整个网络也可以控制任一点,在二个位置可以控制全家的灯和电器,也可以在全家任何的位置控制某一个灯和电器;用一个遥控器,可以全方位遥控家中所有的灯和电器,网络开关可以让您任意定义它的每一个键,您可以用一个键开关所有的灯、一组灯、一个灯或电器。例如原来这个键控制某一个灯,现在您可以让她控制某一个窗帘,当然您可以让它同时控制灯和窗帘。即使是已经装修好的住宅,网络开关可直接替代普通开关,她外观优雅,内藏电脑芯片及软件,配有多款遥控器。普通家庭2000元左右便可拥有。智能家居从开关开始,网络开关将改善人们的生活。是高科技与家的完美结合。

    2 典型的智能照明系统2.1 C-Bus系统 这是一个专门针对照明需要而开发的一个智能化系统,可以独立运行。它有一套独立的控制协议,相对BA系统来说比较简单,完全能满足对照明控制的需求,价格也更有竞争力。如果将照明作为一个独立的子系统来设计,采用专业的照明控制系统,既可降低造价又可实现更加完美的智能照明控制。C-Bus系统总线上协议CSMA/CD,每个网段可接tOO个单元,各网段之间可以灵活连接,如采用网络桥、集线器、交换机等,网段数量不受限制。C-Bus系统协议符合OSI模型和ISO标准,系统开放性好。目前,厅胜公司已经开发了多种接口单元(RS232、以太网等)和功能强大的接口程序,任何系统或软件均可方便得与C-Bus系统集成。该系统不仅能在本地维护管理,还可通过局域网甚至因特网进行远程维护,因此,采用C-Bus系统会使没计更简单,安装更快捷,使用更灵活,管理更方便。

    由于C-Bus系统中采用了红外线传感器、亮度传感器、定时开关以及可调光技术,智能化的运行模式,使整个照明系统可以按照经济有效的最佳方案来准确运作,不但在大降低运行管理费用,而且最大限度地节约能源,与传统的照明控制方式相比较,可以节约电能20-30%。我们在澳大利亚的的莱尔托大厦用电负载几乎相同的两个楼层作了一次对比测算,其中一个楼层安装了C-Bus智能化照明管理系统,另一层没有。结果显示安装了C-Bus系统的楼层每月(按28个工作日)节约电能2,310千瓦寸,按照每千瓦时0.19澳元计算,每月可节约438.20澳元,由此两年半就可收回投资。

    C-Bus还采用软启动、软关断技术,可使每一负载回路在一定时间里缓慢启动,关断,或者间隔一小段时间(通常几十到几百毫秒)启动、关断,避免冲击电压对灯具的损害,成倍地延长了灯具的使用寿命。同时,C-Bus系统具有开放性,提供与BA系统(包括闭路监控、消防报警、安全防范系统)相连接的接口和软件协议,便于构成一个完美的楼宇自控系统。采用了BA系统的大厦,如果也使用C-Bus智能化照明管理系统,将会提高大厦的智能化程序,增加该物业的亮点,提高大厦的出售和出租率,这些无疑都获得了许多潜在的收益。

    2.2 YS-L20A 这种智能照明节电监控系统是从美国引进的高科技灯光节电技术。它采用高科技材料和独特设计,通过平滑地调节灯光电路的电压和电流幅度,可有效地降低灯光照明系统的电耗和运用数字技术实现微量化监测与控制的三相照明节电监控器,其先进的微处理器和独特的软件设计,可设时连续监控和调制交流的正弦波,可有效的节电,代表当今世界最先进的灯光节电控制技术,是品质极为灯光节电产品。它适用于纯粹照明光源,也适用于混合照明光源,是混合型类的灯光节电器,且节电效果显著,适用范围广,安装方便。

    YS-L20A型的主要部件是电抗调节器,智能化控制仪等。该产品主要是利用高效率的电抗调节器,通过平滑地调节灯光电路的电压和电流幅值,减少照明系统的感抗,大大减少了灯光系统的电耗,从而达到节电的效果。它能减少路线的线损,无功损耗,提高功率因素,减少灯具内耗。由于部分用户已安装电容补偿,电容能吸收超前电流,故电容与用电设备开联,可使电流与电压的角位移减小,能提高功率因素,但电网受到污染,电路中有各种不同频率的谐波存在,如果电容与电路里的电感配合不当,就会产生谐振,这个谐振被充分放大后,可使电压发生畸变,因此电抗调节器选择适当的电感量就可避免这一缺点,减少由于串联或并联谐振产生的热损,延长灯具的寿命,减少箱壁或箱盖产生的涡流发热等内损。电抗调节器通过智能化控制仪可以很好并合理地调节电感量,从而节电率可达20%以上。它还能对电压进行调节,或对灯光照度要求不高的场所,节电器可选择高的档位;若对灯光照度要求特别高的场所,最好选择20%-30%档位,否则会牺牲一定的光通量。

    YS-L20A型适用于日光灯、高压钢灯、金属卤化物灯等光源系统,以日光灯为例,使用220VAC的电源电压,但灯管两端的电压只有tOO-110V,过半的电压由限流器消耗,由于设计和其它因素的影响,内耗大,并产生大量的热,YS-L20A中的电抗调节器用于减少照明灯光系统的感抗和灯光系统的干扰,提高了线路的功率因数,减少灯具的内耗,其结果是减少灯光系统的用电功率和电流,大大提高灯具的用电效率,从而达到节电的目的,节电率可达20%以上。

    2.3 Ling Eco Ling Eco是专用于荧光灯照明的高效节能型控制器,它在不影响照明亮度的情况下,节省30%的用电量。Ling Eco能很方便的安装在现有的荧光灯照明回路上。Ling Eco是一种采用了软开关专利技术的控制系统。由于采用了微处理器技术,较早期的自动调压和软开关设备相比,成本更低,体积更小,效果更好。Ling Eeo有错误保护功能,一旦系统出错,自动将灯光照明回路接到主电源。另外它结构紧凑,能够靠近或直接安装在配电柜内,或者直接装在照明回路开关的前后,它能水平或垂直安装,还可以直接装在天花吊顶内。

    一般荧光灯照明回路都是直接接在市电电源上,但荧光灯只是在启动时需要220伏电压,因此一旦正常工作,适当减低电压对照度影响很小。LIGHT Eco内设两种运行模式,当荧光灯回路刚刚打开时,Light Eco工作在正常模式,维持正常电压,延时一段时间(可以预设)待回路正常工作后,自动降低电压换到经济运行模式。LIGHTEco在正常模式和经济运行模式之间自动转换,用正常电压启动回路后变压器自动将电压降低,具体降低的电流值由荧光灯的特性决定。已有的实例显示节电30%,并且开关灯并不影响相临回路的照明效果。LIGHT Eco已经广泛应用与学校、超级市场、银行、工厂车间、酒店、医院、写字楼和停车场,节能效果显著。

    采用一般的调压设备降低电压后,若市电电压降低,会造成灯光闪烁。LIGHT Eco可以持续监控市电电压,一旦电电压降低超过12.5%,LIGHT Eco会自动转换到正常模式,避免了电压过低造成的闪烁。

    LIGHT Eco可以持续监控电流,当LIGHT Eco所接的负载中有某个回路刚刚打开时,系统人检测到电流的变化并自动转换到正常模式,使荧光灯能够正常启动,这种电压变化对其他正在工作的回路亮度的影响很小,人眼几乎感觉不到。因此Light Eco应用在有大面积荧光灯照明区域的场合非常适用,如:办公楼、超市、仓库、学校、图书馆等。

    3 采用智能照明系统的优势3.1节能效果朗 良好的节能效果采用智能照明控制系统的主要目的是节约能源,智能照明控制系统借助各种不同的"预设置"控制方式和控制元件,对不同时间不同环境的光照度进行精确设置和合理管理,实现节能。这种自动调节照度的方式,充分利用室外的自然光,只有当必需时才把灯点亮或点到要求的亮度,利用最少的能源保证所要求的照度水平,节电效果十分明显,一般可达30%以上。此外,智能照明控制系统中对荧光灯等进行调光控制,由于荧光灯采用了有源滤波技术的可调光电子镇流器,降低了谐波的含量,提高了功率因数,降低了低压无功损耗。

    3.2延长光源输 灯具损坏的一个主要原因是电网的电压,过高的工作会使灯具的寿命大大降低。因此,有效地抑制电网电压的波动可以延长光源的寿命。智能照明控制系统可以成功地抑制电网的冲击电压和浪涌电压,使灯具不会因上述原因损坏。同时系统采用软启动和软关断技术,避免了开启灯具时电流对灯丝的热冲击,使得灯具寿命进一步延长。从而减少更换灯具的工作量,降低照明系统的运行费用。通过上述方法,光源的寿命通常可延长2~4倍。

    3.3提高照明质量 一般照明设计师对新建的建筑物进行照明设计时,均会考虑到随着时间的推移灯具,效率和房间墙面反射率会不断衰减,因此,其初始照度均设置得较高,这种设计不仅造成建筑物使用期(或两次装饰的间隔期)的照度不一致,而且由于照度偏高造成不必要的能源浪费。采用智能照明控制后,虽然照度还是偏高设计,但由于可以智能调光,系统将会按照预先设置的标准亮度使照明区域保持恒定的照度,而不受灯具有效率降低和墙面反射率衰减的影响,这也是智能照明控制系统可以节约能源的原因之一。另外,这种控制方式内所采用的电气元件也解决了频闪效应,不会使人产生不舒适、头昏脑胀、眼睛疲劳的感觉。

    3.4管理维护 智能照明控制系统对照明的控制是以模块式的自动控制为主,手动控制为辅,照明预置场景的参数以数字式存储在EPROM中,这些信息的设置和更换十分方便,使大楼的照明管理和设备维护变得更加简单。1.6有较高的经济回报率我们以上海地区为参照点,仅从节电和省灯这两项做过一估算,得出这样一个结论:用三至五年的时间,业主就可基本收回智能照明控制系统所增加的全部费用。而智能照明控制系统可改善环境,提高员工工作效率以及减少维修和管理费用等,也为业主节省下一笔可观的费用。

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