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          2. 打造一體化智能照明系統解決方案
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            智能照明控制系統的特點應用

            發布日期:2019-11-14點擊:565來源:匯勒電氣

            智能照明控制系統的特點應用

            1 智能照明控制系統介紹

              在照明行業內,智能照明控制系統作為現代建筑智能化系統的一部分,大部分人都不會陌生,其操作直觀、便捷,操作界面多樣化,自動預設模式管理,極強的功能拓展性,方便與其他系統集成,有效降低能源損耗,延長燈具壽命等等的優點,被五星級酒店、高級寫字樓、大劇院、體育場館、娛樂場所、別墅以及家居等使用主體所青睞。那什么是智能照明控制系統呢? 智能照明控制系統是利用先進電磁調壓及電子感應技術,對供電進行實時監控與跟蹤,自動平滑地調節電路的電壓和電流幅度,改善照明電路中不平衡負荷所帶來的額外功耗,提高功率因素,降低燈具和線路的工作溫度,達到優化供電目的照明控制系統。這里需要補充的是,近年來,智能照明控制系統設備本身也從控制負載的單一化向多元化發展,隨著半導體技術的發展,可控硅、IGBT 晶體管作為控制元器件也運用到控制設備中來,大大提高了智能照明控制系統的節能效率,下面匯勒小編給大家好好介紹下智能照明控制系統,讓大家深入了解。

             2 智能照明控制系統與傳統照明系統的比較

              智能照明控制系統與傳統的照明控制方式有著本質的區別以及不可比擬的優勢: 其中最本質的一個區別就是,傳統照明控制是以“強”控“強”,利用普通的墻裝翹板開關或者配電箱內的斷路開光對控制回路進行相線的通斷控制,從而達到對回路的控制目的,并且控制方式單一,開關與回路之間是一一對應的關系。而智能照明控制系統內所有的回路的控制都是以“弱”控“強”,操作者根本不會接觸到強電,控制方式多樣化,開關可以控制系統內的任意一或多回路,功能可按照使用要求定制。下面就兩個系統做個詳細的比對:

              1) 智能照明控制系統可控制任意回路連續調光或開關。傳統的控制方式開關與控制回路一一對應,按照控制要求施工完畢后,功能的更改需要復雜的工作,有的可能由于施工問題,導致控制功能不可更改。

              2) 智能照明控制系統場景控制: 可預先設置多個不同場景,在場景切換時淡入、淡出。這是傳統的控制方式無法做到的,雖然通過多個開關對多個回路實施微調,可以達到對場景的控制,但是操作復雜,對回路的亮度值無法精確掌控,而且調節好后無法記憶儲存調節的效果,無法對整體模式進行切換。

              3) 智能照明控制系統可接入各種傳感器對燈光進行自動控制,如動靜感應,照度感應等自動控制區域內一或者多個回路,并根據需要使燈光達到所期望的亮度值。傳統的控制方式可以做到動靜感應,但僅僅局限于開和關,照度感應,光照補償等功能個是無法做到。

              4) 智能照明控制系統的時間控制: 某些場合可以隨上下班時間調整亮度,隨著一天內的各個時間段對照度的要求調整到相應的場景模式。傳統的控制方式可對單一或者多個回路實現開關,控制方式單一,對于一個相對比較大的場所,燈光回路很多的話,需要數量相當龐大的時鐘控制器,對使用者來說,調整時間是個很艱苦的事情,而一個智能照明控制系統的時間控制只需要一個。

              5) 智能照明控制系統具備紅外遙控、遠程控制的功能: 可用手持紅外遙控器對燈光進行場景控制,亮度調節的功能?,F在已經發展到通過無線移動終端利用GSM /GPRS,WIFI 等無線網絡通過手機,IPAD,平板電腦等無線設備對燈光進行操作的水平。傳統的控制方式無法做到,控制方式無靈活性。

              6) 智能照明控制系統可與其他系統聯網集成: 可系統聯網,利用上述控制手段進行綜合控制或與樓宇智能控制系統聯網。傳統的控制方式不具備此條件。

            3 智能照明控制系統的運用

              3. 1 智能照明控制系統控制器

              照明控制器的主要功能是控制電光源燈的開關或亮度調節,對不同性質的電光源燈有不同的光源有不同的控制方法。

              1) 開關控制器

              開關控制器有兩種控制類型

              A. 用大電流開關繼電器作開關器件

              控制繼電器開關的驅動線圈是直流低壓小電流,開關的觸點密封在塑殼內,可以開關220V 交流大電流。

              B. 用繼電器或交流接觸器的觸點作開關器件

              交流接觸器,它的驅動線圈是220V 交流,開關觸點可以承受較大的電流,最大可達200 多安培,這種開關控制的方式一般前級都采用繼電器開關去控制交流接觸器的驅動線圈,然后再控制交流接觸器的觸點開關。

              繼電器開關一般都是單極的而交流接觸器是多極開關,因此可用于三相同時開關切換控制。

              2) 調光控制器

              調光控制器的調光方式根據電光源燈的工作性能有所不同,有三種方式:

              a) 直接調節輸出電壓幅度的有效值對燈進行調光,如相控調光,白熾燈。

              b) 通過電光源燈的輔件( 鎮流器或變壓器) 進行調光,如熒光燈調光,低壓鹵鎢燈調光,帶0 - 10V輸入驅動器的LED 燈,帶DMX512 驅動的LED 燈。

              c) 采用低電壓脈寬調制波去調光如LED 燈。

              需要說明的是,由于LED 燈的特殊性,目前LED 燈可做到的調光方式有四種: 相控調光,配置0 - 10V輸入驅動器的LED 燈利用0 - 10V 小信號調光,PWM ( 低電壓脈寬調制波) 調光,DMX512 協議調光。

              A. 相控調光器

              相控調光器是按照控制亮度要求以不同相位角切割主電源正弦電壓波,從而改變輸出電壓的有效值去調節燈的亮度,這時點燈的電壓波形已不是一個完整的50Hz 正弦波而是一個被切割的正弦波,按照切割方法又可分為前沿相控調光和后沿相控調光。前沿相控調光采用的調節器件為可控硅,后沿相控調光都采用IGBT 晶體管,不管前沿相控還是后沿相控,切割正弦波后就會通過電路產生高次諧波,這種高次諧波將會干擾和影響電源系統的工作或影響其它電子設備,因而必須采取措施扼制。目前用得最普通的是鐵磁芯電感( chock) 。

              相控調光控制器的電路結構原理如下圖所示:

              前沿相控調光方法如下圖所示:

              按要求調光量的百分比CPU 求得相對應的導通控制角Φ;

              從正弦波零度開始計算導通控制角Φ;

              按控制要求在到達Φ 角度時觸發T1 可控硅導通開始切割正向的正弦波,產生相應幅度的電壓輸出;

              過Φ = 180°時正向導通的可控硅T1 被反向電壓截止;

              180°后計算反向可控硅T2 在Φ 導通控制角,觸好T2 可控硅導通,同樣切割反向正弦波。

              過Φ = 360°時反向導通的可控硅T2 被正向電壓截止;

              如此循環產生正負二個被切割的正弦波;

              補充: 目前市面上的前沿相控調光器已經用一個雙向可控硅代替了T1,T2。

              Uout = Uin

              [Sin2Ф /2π + ( π - Ф) /π]1 /2 ( 0 ≤ Ф ≤ π)

              1. Ф = 0 Uout = Uin 2. Ф = π Uout = 0

              后沿相控調光器調光方法如下圖所示:

              采用二支IGBT 晶體管控制正弦波的正負半周的波形;

              按調光量的百分比CPU 求得相應的Φ 角;

              過零點IGBT1 管開始導通正弦波的正半周;

              到達Φ 角時IGBT1 管被截止,正弦波正半周被切割;

              過180°后IGBT2 管開始導通正弦波的負半周;

              到達180° + Φ 角后IGBT2 管被截止,正弦波負半周被切割。

              Uout = Uin

              [Ф /π - ( sin2Ф /2π) ]1 /2 ( 0 ≤ Ф ≤ π)

              1. Ф = 0 Uout = 0 2. Ф = π Uout = Uin

              前沿相控與后沿相控切割正弦波的方法有點不同,前沿相控在切割正弦時電路從斷開到導通,輸出電壓從0 開始突變成Vout,而后沿相控切割正弦波時IGBT 管從導通到截止,迫使原本電路中流通電流突然降為0,這兩種切割方式對燈的負載阻抗性質有要求,前沿相控適合于電阻或電感性負載,而后沿相控更適合于電阻或電容性負載。

              B. 高頻電子鎮流器熒光燈調光器

              高頻電子鎮流器的調光器不是采用調光器直接去控制電光源燈而是通過控制輔件電子鎮流器去控制燈的調光,主要用于各類孤光放電熒光燈,高頻電子鎮流器熒光燈調光器相當開關繼電器控制器再附加一個0 ~10VDC /DSI /DALI 控制信號輸出。

              調光電子鎮流器有二對輸入線和一對輸出線:

              ( 1) 輸入線:

              a. 由開關繼電器控制的220V 交流電源線。

              b. 控制燈調光的低電壓小信號控制線

              信號控制有三種型式

              0 ~ 10VDC 模擬信號

              DSI 數字控制信號

              DALI 數字可尋址信號

              ( 2) 輸出線: 供熒光燈點燈的電源線

              作為智能照明控制系統的設計人員,在設計系統方案的時候,需要根據不同的控制負載類型以及使用對象的需求配置相應類型的控制器。

            4 智能照明控制系統的組成

              智能照明控制系統宜采用全分布式控制系統,全分布式控制系統有如下七個部份組成。

              1) 控制器: 調光控制器,開關控制器等,用于控制電光源燈的暗亮和開關。

              2) 面板: 按鍵面板,LCD 液晶顯示觸摸屏面板,用于操作人員直接控制燈光照明場景。

              3) 傳感器: 光電傳感,動靜檢測,紅外搖控,溫度檢測,用于接受外界環境的物理參數變化量調控照明燈。

              4) 集成接口: 干簧觸點; DMX512,RS232,TCP / IP 用于與其它控制系統互連實現系統集成控制。

              5) 電光源: 白熾燈; 鹵鎢燈; 熒光燈; 霓虹燈或者冷陰極管燈; 金鹵燈; LED 光源,照明控制系統中的主要控制對象。

              6) PC 機軟件: Window 平臺; 監控軟件,用于程序監控整個照明控制系統。

              7) 數據總線: RS485,它是控制系統中各控制部件之間命令,數據通路。

              8) 其它: 被控設備如窗簾,百頁窗簾,冷熱機風扇,燈路電流檢測,附屬控制部件。

             5 綜述

              在科技發展日新月異的今天,人們的思想觀念也在發生著重大的變化,在追求生活品質,提升自身品位的同時,“環?!?、“低碳”的理念也越來越被眾多的人所重視,工業的高速發展使得地球上的能源顯得捉襟見肘,造福子孫后代,堅持可持續發展的戰略意義顯得尤為突出。

              建筑的能源消耗在全球的能耗比例已經達到30% ,主要隨著人們采暖,空調,采光,水循環等基本需求和娛樂,工作中產生,智能照明控制系統主要針對采光方面的能耗做一個科學化的管理,既滿足人們采光基本需求,又可以為人們休息、辦公、娛樂等基本活動提供不同的、合適的、舒服的環境,最重要的是它給我們節約了20% - 40% 的能源損耗,給我們的使用帶來了更多的方便,給負載燈具帶來了更好的保護,延長了負載燈具的使用壽命,降低維護成本。所以說智能照明控制系統的發展給人類帶來了重大意義。

               以上的介紹是關于智能照明控制系統及系統應用的模塊如照明控制模塊及調光模塊的介紹,大家在www.wwaay.com可以了解更多。





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