Шторы на люверсах своими руками. Как установить люверсы на шторы?

Люверсы для штор: как установить самому в домашних условиях

Люверсы – это фурнитура, такие колечки, устанавливаемые на шторы, и сквозь которые потом продевают багету. Используются такие крепления не только в пошиве штор. Их используют и при производстве палаток, тентов, обуви, сумок.

Первоначально их применяли на кораблях для того, чтобы закреплять паруса. Сейчас сфера применения такой фурнитуры просто огромна из-за простоты установки, прочности и функциональности.

  • Виды люверсов
    • Установка металлических люверсов своими руками
    • Установка обувных люверсов своими руками
  • Установка люверсов на шторы своими руками
    • Как определить положение креплений люверсных изделий на шторе
    • Метод установки с люверсной лентой
  • Способ установки люверсов с клеевой тканью
    • Как рассчитать необходимое количество ткани для штор с люверсами

Виды люверсов

Существуют следующие виды: металлические, пластиковые, деревянные. Поставляют в продажу этот крепёж в различных размерах начиная от небольших, диаметром в сантиметр и заканчивая крупными, диаметром в 5 сантиметров.

Размер определяется по трём параметрам: внешний диаметр, внутренний диаметр и высота. Высоту ножки выбирают в зависимости от толщины ткани, на которую будет устанавливаться крепёж.

Цветовая гамма в продаже представлена самая разнообразная. Бывают такие модели:

  • прозрачные;
  • однотонные;
  • под мрамор;
  • под бронзу;
  • под позолоту;
  • под древесину;
  • украшенные стразами.

Не все люверсы круглой формы. Бывают модели овальные, треугольные, квадратные и даже фигурные в виде цветов и животных. Как правило, для штор и гардин используют фурнитуру или из пластика, или из дерева.

Металлический крепёж больше подходит для изделий из кожи, брезента, для крепления баннеров. Этот вид крепежа состоит из двух деталей: блочка и колечка. Обувные люверсы, которые используют при пошиве обуви для установки шнурков, состоят только из одного блочка.

Установка металлических люверсов своими руками

Для установки крепежа вам нужно подготовить следующие инструменты и материалы:

  • Ножницы или пробойник.
  • Шуруп с круглой шляпкой или шарик от подшипника.
  • Молоток.
  • Люверсы.
  • Деревянный брусок.

Установить такую фурнитуру дома своими руками не самая лёгкая задача. Вам понадобится терпение и спокойствие для получения нужного результата.

Порядок выполнения работы:

  1. Прежде всего, прорежьте пробойником или ножницами отверстие в ткани там, где будет устанавливаться крепление.
  2. Проденьте в отверстие ножку блочка и наденьте сверху кольцо.
  3. Положите ткань с блочком на деревянный брусок. Прибивать крепёж на слишком твёрдой, не деревянной поверхности не рекомендуется, так как можно повредить крепёжную деталь.
  4. Сверху на кольцо положите шарик от подшипника или шуруп с круглой головкой. Диаметр шарика должен быть больше диаметра кольца.
  5. Аккуратно, с небольшой силой ударяем молотком по шарику под прямым углом.
  6. После нескольких ударов молотком проверяем качество крепежа.

Помните, что люверсы с низкой ножкой устанавливать легче, чем, если ножка высокая. Цветные металлы мягче чёрных и в домашних условиях крепить фурнитуру своими руками из них легче.

Если у вас нет подходящего деревянного бруска, можно воспользоваться пластиной из свинца. Выровнять такую пластину не составит труда с помощью газовой горелки.

Установка обувных люверсов своими руками

Крепежи для обуви выполняются без кольца. Для крепления в них предусмотрены зубцы в форме короны. Когда такой люверс крепится на кожу, зубцы плотно впиваются в материал, обеспечивая надёжное положение фурнитуры.

Для установки такой модели подготовьте:

  • люверсы;
  • пресс;
  • молоток;
  • специальную насадку-матрицу.

Насадка обычно состоит из двух элементов — верхнего и нижнего. Нижний по размеру должен соответствовать диаметру блочка люверса. Если пресса у вас нет, вы можете попробовать обойтись одним только молотком.

Вместо пресса и насадки, можно использовать также два подшипника подходящего размера и гайку. Чтобы не допустить развальцовки люверса внутрь, лучше немного отгибать предварительно лепестки короны.

Установка люверсов на шторы своими руками

Шторы, закреплённые на багете подобным образом, придадут стиля вашему интерьеру. Основные достоинства такого метода крепления штор:

  • Ткань вдоль карниза распределена равномерными красивыми волнами.
  • В местах крепления шторы ткань не рвётся и не растягивается шторными крючками.
  • Многообразие доступных моделей и расцветок креплений, доступная цена.

Все пластиковые модели состоят из двух частей кольца и блочка, однако, высота ножки бывает различной. Шторы крепят на люверсы двумя методами: с помощью маленьких колец и с помощью больших. Маленькие люверсы устанавливаются на штору, а затем крепятся к карнизу крючками в виде буквы S.

Большие люверсы надеваются на сам карниз. Для штор нужно выбирать диаметр колец в 1,5–2 раза больший, чем диаметр карниза, чтобы шторы можно легко было задвигать и раздвигать.

Как определить положение креплений люверсных изделий на шторе

Расстояние от одного крепления занавески до другого должно находиться в пределах от 15 до 20 сантиметров. Чем большее расстояние между двумя люверсами, тем глубже и больше будет волна шторы.

Соответственно, расстояние между креплениями выбираем исходя из длины занавески и материала, использованного для её пошива. Перед тем как крепить первое люверсное кольцо со стороны ткани, делают отступ примерно в 4 см. Количество креплений для красивого внешнего вида готового изделия должно быть чётным.

Чтобы наметить места будущих креплений и представить, как будет выглядеть готовая занавесь, можно подколоть кольца булавками. Установить люверсы на штору можно двумя методами: с помощью люверсной ленты или с помощью клеевой ткани.

Метод установки с люверсной лентой

Люверсная лента обеспечивает достаточную для установки крепёжных элементов плотность материи. Это даёт красивые складки и увеличивает срок эксплуатации штор. Лента представляет собой полосу плотной синтетической ткани с прослойкой термоклея и крепится к полотну с помощью проглаживания его утюгом.

Подготовьте такие материалы: люверсная лента; утюг; ножницы и люверсы. Люверсную ленту обычно можно приобрести в магазинах швейных принадлежностей. Порядок выполнения работы:

  1. Устанавливаем на ленту блочки.
  2. Пришиваем края ленты к шторе.
  3. Размечаем отверстия на шторе, вырезаем их.
  4. Защёлкиваем кольца люверсов.

Люверсную ленту также устанавливают иногда внутрь широкой подгибки. Прежде чем устанавливать крепление на готовую штору, потренируйтесь на кусочке ненужной ткани.

Читайте также:  Утепление парилки в бане из сруба

Способ установки люверсов с клеевой тканью

Вам потребуются такие материалы и инструменты: клеевая ткань, утюг, ножницы, люверсы. Порядок работы:

  • Заворачиваем ткань вверху шторы два раза. Ширина одного подгиба равна диаметру люверса плюс по 3 см сверху и снизу от него.
  • Перед вырезанием отверстий для блочков проклейте места отверстий с изнанки ткани и заколите ткань вокруг отверстия булавками.
  • Прогладьте ткань утюгом.
  • Вырежьте отверстия.
  • Защёлкните крепления.

Как рассчитать необходимое количество ткани для штор с люверсами

Рассчитать расход ткани на такие шторы совсем несложно. Нужно всего лишь измерить ширину вашего окна и умножить получившееся число на два. К полученным размерам не забудьте добавить немного ткани на подгибку по сторонам, а также сверху и снизу.

Если высоты ткани не хватает, то люверсы можно установить на ткань другого цвета, а потом сшить с основной шторой. Перед тем как шить штору для вашего окна обязательно постирайте ткань, чтобы выяснить садится ли она.

Обзор систем управления уличным освещением

Инфраструктура любого жилого, промышленного или административного объекта предполагает наличие наружного освещения. Система должна работать безопасно и бесперебойно. На выполнение этой задачи нацелено управление наружным освещением.

Функции уличного освещения

Вне зависимости от масштаба объекта — будь это придомовая территория или автомагистраль — его нужно освещать в темное время суток. Свет нужен для безопасного передвижения жильцов дома, обеспечения движения автотранспорта, декоративной подсветки зданий или их отдельных элементов, освещения рекламы на билбордах и т. д.

Что касается частного жилья, помимо освещения подъезда к дому, подсветка выполняет следующие функции:

  • общее освещение территории (важно с точки зрения безопасности);
  • освещение ступенек в дом;
  • подсветка пешеходных дорожек;
  • освещение локальных участков (например, возле беседки);
  • декоративная подсветка архитектурных и ландшафтных особенностей участка.

Особенно стоит отметить защитную роль уличного освещения. Благодаря хорошей видимости появляется возможность визуального контроля за территорией (в том числе техническими средствами). Яркий свет отпугивает людей с плохими намерениями. В освещенном дворе любой объект заметен: не каждый злоумышленник решится на несанкционированное проникновение.

Методы управления уличным освещением

На практике используется три способа управления светом: ручное, дистанционное и автоматическое.

Ручное управление

Включение и выключение уличных светильников осуществляется в ручном режиме. Каждый источник света или их группа управляется оператором непосредственно на месте.

Этот способ самый древний. Издавна фонарщики подходили к каждому фонарю (газовому или масляному) и зажигали столб, а позднее — гасили. Даже сегодня во дворах частных домов используется ручное управление наружным светом. Однако в коммунальных службах управлять светом в ручном режиме невозможно из-за масштабов работы, поэтому такой способ используется только в экстренных случаях (например, при выполнении ремонта).

Удаленный контроль

С течением времени технологии развивались — вместо фонарщиков управлять освещением стали служащие энергораспределительных сетей. Делали работники служб это дистанционно, включая или выключая рубильник. В результате действий напряжение подается в сеть или, наоборот, прекращается.

Автоматическое управление

Управление с помощью автоматики — наиболее продвинутый способ управления светом. Включение и выключение света осуществляется за счет использования датчиков, действующих по определенному алгоритму. В результате система освещения работает без непосредственного участия человека.

Переход на автоматическое управление вызван изменением технологического процесса. Напряжение к потребителям поступает при участии локально расположенных трансформаторных станций. На этих объектах происходит преобразование высоковольтного напряжения в напряжение нужной величины.

Существует два обстоятельства, диктующих переход на автоматическое управление:

  1. Чаще всего строить отдельные подстанции для уличного освещения экономические невыгодно. Нынешние трансформаторы преобразуют напряжение для всех потребителей электричества на заданной территории.
  2. Для централизованного контроля за включением и отключением светильников понадобилось бы подтягивать к каждой подстанции отдельный кабель, что только повысит и без того большие расходы.

В связи с этим начался массовый переход на автоматические системы. В самом начале развития технологии принцип управления был прост: на подстанциях монтировались приборы, контактирующие с датчиками освещенности.

Со временем стали видны изъяны такого подхода:

  • некорректное срабатывание при неверной калибровке;
  • фонари часто гасли в темное время из-за света фар от проезжающих машин или даже от лунного света;
  • если датчик покрывался снегом, грязью или льдом, происходило ложное срабатывание светильника;
  • датчики нередко выходили из строя.

Еще один недостаток датчиков освещенности — линейность технологии. Свет не обязательно нужен даже в темное время суток, если на территории отсутствуют движущиеся объекты.

Чтобы как-то оптимизировать технологию, датчики стали объединять с временными реле. В результате таймер включал и выключал светильники в определенное время. Например, освещение работало с 10 часов вечера до четырех часов утра.

Позднее появились астрономические реле. В таких устройствах программа по определенному алгоритму рассчитывает время заката и рассвета. На основании расчета происходит управление освещением.

Датчики освещенности по-прежнему используются. Приборы актуальны для управления светом при неожиданном снижении естественной освещенности (например, туман).

На сегодняшний день наиболее популярны автоматические системы на основе цифровых технологий, где сочетаются автоматика и ручное управление.

Устройство автоматической системы

Аппаратная часть оборудования состоит из таких уровней:

  1. Верхний уровень представляет собой панель диспетчерского пункта. Управляется диспетчером. На панель приходит информация с нижестоящих систем. На верхнем уровне производится коррекция параметров программы или предпринимаются иные управленческие действия.
  2. К нижнему уровню относится электрощит, расположенный на участке освещения. Щиты предназначены для коммутации работы светильников и контролируют их функционирование без участия человека.

Процесс управления осуществляется с участием зонального контроллера или серверного оборудования. Контроллер служит для образования сигнала на подключение группы уличных светильников.

Существует несколько способов коммутации между верхними и нижними уровнями:

  1. Модемный канал. Связь выполняется по телефонной линии. Это самый финансово доступный способ коммутации. Прокладка выделенной линии — достаточно затратное мероприятие.
  2. GSM-канал. Уличным освещением можно управлять при помощи системы глобального позиционирования или устройства, позволяющего точно определять время восхода и заката. Контроллер включается за 20 минут до заката и отключается за 15 минут до рассвета. Оборудование стоит недорого, однако сама связь будет стоить немалых денег.
  3. LAN-канал. Способ связи, где блок управления и диспетчерский пункт контактируют через витую пару. Связь бесплатна, однако придется прокладывать кабель к каждому шкафу. Технология актуальна только при близком расположении оборудования разных уровней.
  4. Радиоканал. Оборудование стоит дорого, связь бесплатна. Недостаток — неустойчивость к помехам.
Читайте также:  Теплоизоляция K-flex (К-флекс) - области применения и виды

Возможности автоматики

Автоматизированная система управления наружным светом позволяет решать целый ряд задач. Условно их можно разделить на две группы — управленческие функции и контрольные.

  1. Включение и выключение светильников.
  2. Программирование работы приборов по времени или реакции датчиков.
  3. Фазовые переключения на электролиниях.
  4. Принудительная перезагрузка микропроцессоров в шкафе управления.
  1. Проверка состояния линий подключения.
  2. Контроль линий ввода.
  3. Контроль работы контакторов и выходных автоматов-выключателей.
  4. Наблюдение за приборами учета расхода электричества.
  5. Мониторинг несанкционированного доступа в шкаф.
  6. Проверка состояния линии.
  7. Изучение неисправностей системы.
  8. Слежение за наличием возгораний.

Системы управления уличным светом оснащаются встроенными источниками электропитания. Если отключается напряжение, система может работать еще не меньше часа. Во многих системах предусмотрена не только передача данных об изменениях параметров, но и дублированное сохранение информации.

Шкаф управления

Шкаф управления наружным освещением (ШУНО) — центральное звено системы, где сосредоточены все схемы, распределяющие нагрузки и контролирующие процесс освещения. Через шкаф осуществляется защита фотореле от замыкания и перепадов напряжения.

На схеме показана работа ящика управления, где 1 — электросчетчик, 2 — замок, 3 — защитный барьер, 4 — шкаф.

Главная задача шкафа — контроль за срабатыванием реле исходя из времени суток, управление с помощью пульта и регулировка яркости свечения после подключения реле.

Шкафы функционируют в таких управленческих режимах:

  1. Местное управление (обычный таймер, астротаймер или иное определяющее устройство).
  2. Каскадная система управления напряжением 220 В/50 Гц. Управление осуществляется по особому сигнальному проводнику от другого шкафа или пульта.
  3. Местное управление.

Подбор режимов производится при участии имеющихся органов управления. В шкафах есть раздельный контроль ночного освещения (три однофазных линии) и дополнительное ночное освещение (три однофазных линии в электрощитах на 100 А и шесть в щитах на 250 А). Шкафы оснащаются внутренней подсветкой при помощи лампочки накаливания на 40 – 60 Вт.

Если позволяют финансовые возможности проложить кабель к каждому уличному светильнику с реле, один из шкафов размещают внутри здания, а второй — на въезде в участок. Однако щиты будут работать одновременно, в результате чего каждый блок станет потреблять электроэнергию как полноценный кабельный канал.

Рекомендуется такая схема: первый шкаф размещают у ворот, подключив к его контроллеру светильники с датчиками движения и фотореле. Второй шкаф устанавливается внутри дома. С него будет осуществляться дистанционный контроль (с помощью пульта).

Оптимальной будет следующая система: первый шкаф устанавливают у ворот, и подключают на его контроллер фонари с датчиками движения с фотореле, стоящие вдоль дорожки. Второй шкаф ставится непосредственно внутри помещения — отсюда будет вестись дистанционное управление. Схема простая: к каналу, который идет в блок контроля, подключены определенные светильники, а с пульта подается сигнал. Щит позволяет передавать команды для автоматического отключения тока по периметру участка.

Системы управления

Светильники с газоразрядными лампочками управляются традиционным образом. Для этого применяются балласт и балластное сопротивление. Технология основана на установлении предела мощности светотехнического оборудования. Ограничение — номинал.

Магнитный или индукционный балласт

Магнитные балласты (индукционные) работают по следующему принципу: ток выступает в качестве разжигающего элемента для газоразрядной лампочки. Индукционный балласт необходим для ограничения мощности источника света за счет сопротивления индуктивности.

Минус магнитных балластов: смещение фазы между напряжением и электрическим током, из-за чего меняется световой поток.

Для запуска реакции иногда используется так называемое импульсное зажигающее устройство. На картинке внизу показана схема с использованием ИЗУ.

Электронный балласт

Низкочастотные или высокочастотные электронные балласты квалифицируются как традиционный тип управления. В них отсутствует стартер. Благодаря электронному балласту улучшается эффективность светильника, так как уменьшается вес прибора и снижается расход электричества. Такие устройства отличаются низкой шумностью. Минус электронных балластов — искаженность гармоник, что ухудшает качество радиоволн. На рисунке внизу показана схема подключения электромагнитного ПРА.

За счет использования электронных балластов удается достичь качественного розжига лампочки и поддержания заданного уровня напряжения. Устройство обычно оснащается средствами дистанционного управления.

Недостаток электронных балластов в том, что лампы и фотоэлементы подвержены загрязнению, из-за чего отзывчивость устройства снижается. Возможны сложности с калибровкой датчика.

Системы автоматического управления освещением зданий

Расход электроэнергии на цели освещения может быть заметно снижен достижением оптимальной работы осветительной установки в каждый момент времени.

Добиться наиболее полного и точного учета наличия дневного света, равно как и учета присутствия людей в помещении, можно, применяя средства автоматического управления освещением (СУО) . Управление осветительной нагрузкой осуществляется при этом двумя основными способами: отключением всех или части светильников (дискретное управление) и плавным изменением мощности светильников (одинаковым для всех или индивидуальным).

К системам дискретного управления освещением в первую очередь относятся различные фотореле (фотоавтоматы) и таймеры. Принцип действия первых основан на включении и отключении нагрузки по сигналам датчика наружной естественной освещенности .

Вторые осуществляют коммутацию осветительной нагрузки в зависимости от времени суток по предварительно заложенной программе.

К системам дискретного управления освещением относятся так­же автоматы, оснащенные датчиками присутствия . Они отключают светильники в помещении спустя заданный промежуток времени после того, как из него удаляется последний человек. Это наиболее экономичный вид систем дискретного управления, однако к побочным эффектам их использования относится возможное сокра­щение срока службы ламп за счет частых включений и выключений.

Системы плавного регулирования мощности освещения по своему устройству несколько сложнее. Принцип их действия поясняет рисунок.

Принцип действия системы плавного регулирования освещения

В последнее время многими зарубежными фирмами освоено производство оборудования для автоматизации управления внутренним освещением. Современные системы управления освещением сочетают в себе значительные возможности экономии электроэнергии с максимальным удобством для пользователей.

Основные функции автоматизированных систем управления освещением

Читайте также:  Устройство котлована под фундаментную плиту

Автоматизированные системы управления освещением , предназначенные для использования в общественных зданиях, выполняют следующие типичные для этого вида изделий функции:

Точное поддержание искусственной освещенности в помещении на заданном уровне . Достигается это введением в систему управления освещением фотоэлемента, находящегося внутри помещения и контролирующего создаваемую осветительной установкой освещенность. Уже только одна эта функция позволяет экономить энергию за счет отсечки так называемого “излишка освещенности”.

Учет естественной освещенности в помещениии . Несмотря на наличие в в подавляющем большинстве помещений естественного освещения в светлое время суток, мощность осветительной установки рассчитывается без его учета.

Если поддерживать освещенность, создаваемую совместно осветительной установкой и естественным освещением, на заданном уровне, то можно еще сильнее снизить мощность осветительной установки в каждый момент времени.

В определенное время года и часы суток возможно даже использование одного естественного освещения. Эта функция может осуществляться тем же фотоэлементом, что и в предыдущем случае, при условии, что он отслеживает полную (естественную + искусственную) освещенность. При этом экономия энергии может составлять 20 – 40%.

Учет времени суток и дня недели. Дополнительная экономия энергии в освещении может быть достигнута отключением осветительной установки в определенные часы суток, а также в выходные и праздничные дни. Эта мера позволяет эффективно бороться с забывчивостью людей, не отключающих освещение на рабочих местах перед своим уходом. Для ее реализации автоматизированная система управления освещением должна быть оборудована собственными часами реального времени.

Учет присутствия людей в помещении. При оборудовании системы управления освещением датчиком присутствия можно включать и отключать светильники в зависимости от того, есть ли люди в данном помещении. Эта функция позволяет расходовать энергию наиболее оптимально, однако ее применение оправдано далеко не во всех помещениях. В отдельных случаях она может даже сокращать срок службы осветительного оборудования и производить неприятное впечатление при работе.

Получаемая за счет отключения светильников по сигналам таймера и датчиков присутствия экономия электроэнергии составляет 10 – 25 %.

Дистанционное беспроводное управление осветительной установкой . Хотя такая функция не является автоматизированной, она часто присутствует в автоматизированных системах управления освещением благодаря тому, что ее реализация на базе электроники системы управления освещением очень проста, а сама функция добавляет значительное удобство в управлении осветительной установкой.

Методами непосредственного управления осветительной установкой является дискретное включение/отключение всех или части светильников по командам управляющих сигналов, а также ступенчатое или плавное снижение мощности освещения в зависимости от этих же сигналов.

Ввиду того, что современные регулируемые электронные ПРА имеют ненулевой нижний порог регулирования, в современных автоматизированных системах управления освещением применяется комбинация плавного регулирования вплоть до нижнего порога с полным отключением ламп в светильниках при его достижении.

Классификация систем автоматического управления освещением

Системы автоматического управления освещением, условно можно разделить на два основных класса – так называемые локальные и централизованные .

Для локальных систем характерно управление только одной группой светильников, в то время как централизованные системы допускают подключение практически бесконечного числа раздельно управляемых групп светильников.

В свою очередь, по охватываемой сфере управления локальные системы могут быть подразделены на “системы управлении светильниками” и “системы управления освещением помещений” , а централизованные – на специализированные (только для управления освещением) и общего назначения (для управления всеми инженерными системами здания – отоплением, кондиционированием, пожарной и охранной сигнализацией и т.д.).

Локальные системы управления освещением

Локальные “системы управления светильниками” в большинстве случаев не требуют дополнительной проводки, а ино­гда даже сокращают необходимость в прокладке проводов. Конструктивна они выполняются в малогабаритных корпусах, закрепляемых непосредственно на светильнике или на колбе одной из ламп. Все датчики, как правило, составляют один электронный прибор, в свою очередь, встроенный в корпус самой системы.

Часто светильники, оборудованные датчиками, обмениваются между собой информацией по проходам электрической сети. За счет этого даже в случае, если в здании остался единственный человек, находящиеся на его пути светильники останутся включенными.

Централизованные системы управления освещением

Централизованные системы управления освещением, наиболее полно отвечающие названию “интеллектуальных”, строятся на основе микропроцессоров, обеспечивающих возможность практически одновременного многовариантного управления значительным (до нескольких сотен) числом светильников. Такие системы могут применяться либо только для управления освещением, либо также и для взаимодействия с другими системами зданий (например, с телефонной сетью, системами безопасности, вентиляции, отопления и солнцезащитных ограждений).

Централизованные системы выдают также управляющие сигналы на светильники по сигналам ло­кальных датчиков. Однако преобразование сигналов происходит в едином (центральном) узле, что предоставляет дополнительные возможности вручную управлять освещением здания. Одновременно существенно упрощается ручное изменение алгоритма работы системы.

При системах централизованного дистанционного или автоматического управления освещением питание цепей управления разрешается от линии, питающей освещение.

Для помещений, имеющих зоны с разными условиями естественного освещения, управление рабочим освещением должно обеспечивать включение и отключение светильников группами или рядами по мере изменения естественной освещенности помещений.

Существующий ассортимент автоматизированных систем управления освещением (СУО) делится на три класса:

1) СУО светильника – простейшая малогабаритная система, конструктивно являющаяся частью светильника и управляющая только либо одной группой нескольких близлежащих светильников.

2) СУО помещения – самостоятельная система, управляющая одной или несколькими группами светильников в одном или нескольких помещениях.

3) СУО здания – централизованная компьютеризованная система управления, охватывающая освещение и другие системы целого здания или группы зданий.

Большинство компаний-производителей систем управления освещением (СУО) светильников изготовляют эти системы в виде отдельных блоков, которые могут быть встроены в светильники различных типов.

Безусловным преимуществом СУО светильников является простота их монтажа и эксплуатации, а также надежность. Особенно надежны СУО, не требующие электропитания, так как выходу из строя наиболее подвержены блоки питания СУО и энергопотребляющие микросхемы.

Однако если требуется управлять осветительными установками крупных помещений или, например, стоит задача индивидуального управления всеми светильниками в помещении, СУО светильников оказываются достаточно дорогим средством управления, так как требуют установки одной СУО на один светильник. В этом случае удобнее использовать СУО помещений , которые содержат меньше электронных компонентов, чем требуется в предыдущем случае, и поэтому более дешевы.

Читайте также:  Спальня в китайском стиле: дизайн и описание, отзывы, фото

СУО помещений представляют собой блоки, размещаемые за подвесными потолками или конструктивно встраиваемые в электрические распределительные щиты. Системы этого типа, как правило, осуществляют одну функцию или фиксированный набор функций, выбор между которыми производится перестановкой переключателей на корпусе или выносном пульте управления системы.

Подобные СУО относительно просты в изготовлении и обычно построены на дискретных логических микросхемах. Датчики СУО помещений всегда являются выносными, они должны быть размещены в помещении с управляемыми осветительными установками и к ним необходима специальная проводка, что представляет собой определенное практическое неудобство.

Автор статьи: Sun Cheek

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Системы автоматического управления наружным освещением

Введение

Система управления наружным освещением – это систематизированный набор средств влияния на подконтрольный объект для достижения определённых целей данным объектом.

Системы управления разделяют на два больших класса:

  • Автоматизированные системы управления (АСУ) – с участием человека в контуре управления;
  • Системы автоматического управления (САУ) – без участия человека в контуре управления.

В настоящее время стало очевидным, что внедрение автоматизированной системы управления наружным освещением позволяет осуществлять телекоммуникационный контроль состояния сетей и приборов уличного освещения, управлять режимами горения светильников, дистанционно управлять освещением улиц по заранее заданному графику, а также вести учет энергопотребления и следить за эффективным использованием электроэнергии.

Современные системы автоматизации – это не просто дань моде, они имеют и экономические преимущества:

  • в автоматическом режиме строго соблюдается расписание, т.к. исключается влияние человеческого фактора;
  • нет необходимости выезжать на проверку включения или отключения освещения;
  • в случае не отключения освещения не происходит потерь электроэнергии, т.к. диспетчер оперативно об этом оповещается и принимает соответствующие меры (ранее о не отключении сообщали через несколько часов граждане – потери могли быть значительными);
  • для осуществления технического учета энергии нет необходимости выезжать и снимать показания со счетчиков визуально;
  • телеизмерения позволяют оперативно выявлять несанкционированные подключения к сетям освещения и выявлять хищения электроэнергии;
  • с помощью телеизмерений напряжений, токов и мощностей можно осуществить первичную диагностику осветительной сети в случаях каких-либо аварий;
  • более надежная система, построенная из современных компонентов, требует меньше затрат на свое обслуживание.

Существующее положение

Существующие системы управления наружным освещением можно подразделить на несколько классов. Во-первых, – это местное управление, – обеспечивающееся посредством установки коммутационных и управляющих аппаратов непосредственно в линиях, питающих осветительную аппаратуру (на щитах подстанций, магистральных щитах и т.д.). Однако такие системы применяются только в небольших обособленных осветительных сетях, имеющих один центр питания. В основном же, сети уличного освещения городов имеют сложную разветвленную структуру и множество центров питания. Поэтому, в таких системах предусматривается дистанционное управление освещением, – как правило, это достигается благодаря установке магнитных пускателей в линиях питающей и групповой сетей. Такая система включается с единого диспетчерского пункта. Причем, сигналом на включение линии, питающейся от подстанции, будет являться наличие напряжения на конце линии, питающейся от предыдущей подстанции. То есть, – в установках наружного освещения городов и населенных пунктов широко применяется каскадная схема дистанционного управления, при которой управление участками распределительных линий наружного освещения осуществляется путем подключения катушки магнитного пускателя второго участка в линию первого, катушки пускателя третьего участка в линию второго, и т.д. Возможна и телемеханическая схема, при которой включение и отключение магнитных пускателей производится из диспетчерского пункта с помощью телемеханических устройств.

Кроме этого, широко используются и автоматическое программное или фотоавтоматическое управление – с установкой магнитных пускателей в линиях освещения и программного реле, фотореле или фотоэлектрического автомата, включающих освещение в зависимости от уровня естественной освещенности или времени суток.

Для уличного освещения городов и населенных пунктов системы дистанционного управления освещением предусматривают два режима работы осветительных установок – вечерний и ночной. При вечернем режиме включены все осветительные приборы, при ночном, когда интенсивность движения падает, – часть осветительных приборов отключается (обычно отключают светильники, подключенные к какой-нибудь одной или двум фазам). Однако при этом увеличивается до недопустимых пределов коэффициент неравномерности освещенности дорожного полотна по формуле (1):

где KНЕР – коэффициент неравномерности освещенности, Emax – максимальная освещенность (Лк), Emin – минимальная.

Перечисленные выше системы управления нельзя назвать высокоэффективными c точки зрения энергосбережения из-за целого ряда причин. Во-первых, – ручные системы включения – отключения освещения, как показывает практика их эксплуатации, несут большой перерасход электроэнергии (часто связанный с человеческим фактором). Во-вторых, – как уже было отмечено, – низкоэффективное управление мощностью системы освещения (в вечерние и в ночные часы), приводящее к повышению коэффициента неравномерности освещения. В-третьих, – отсутствие оперативного контроля состояния осветительных сетей и за доступом в шкафы уличного освещения (ШУО) с целью хищения цветных металлов и оборудования (что особенно важно в последнее время).

Решение

Таким образом, можно сделать вывод о необходимости создания автоматизированных систем управления освещением (АСУО), позволяющих не только включать – отключать освещение улиц, но и регулировать энергопотребление системы, контролировать целостность оборудования и несанкционированный доступ, вовремя сигнализировать оперативному персоналу об аварийных ситуациях в сети.

Большинство современных АСУО строится по следующей схеме (рис.1).

Рис. 1. ЦДП – центральный диспетчерский пункт, ГПУ – головной пункт управления, КПУ – конечный пункт управления.

Однако такие системы управления при переключении освещения в ночной режим используют метод отключения одной – двух фаз. Но это повышает, как уже говорилось выше, неравномерность освещенности дорог.

Избежать этого позволяет использование в уличных светильниках электронных пускорегулирующих аппаратов (ЭПРА) вместо традиционных электромагнитных. Эти устройства позволяют управлять потребляемым током лампы и ее световым потоком. Таким образом, чтобы добиться снижения потребляемой мощности системы нет необходимости в полном отключении части осветительных приборов. А это значит, что световой поток всех светильников будет изменяться равномерно, не увеличивая неравномерность освещенности дорожного полотна. Схема управления будет выглядеть следующим образом (рис.2).

Читайте также:  Чем лучше резать пеноплекс

Рис. 2. МП – магнитный пускатель, ИЭ – исполнительный элемент.

Однако это существенно удорожает схему. Ведь кроме приемника – преобразователя управляющих сигналов в каждом ЭПРА необходимо будет проводить свою выделенную линию для управляющих сигналов к каждому светильнику.

Выходом из такой ситуации будет использование устройства, позволяющего передавать сигналы управления непосредственно по линиям осветительной сети.

Все системы передачи информации по сети 220 В можно разделить на две большие группы:

  1. Системы, использующие в качестве информационного сигнала модуляцию тока низкой частоты 50 Гц,
  2. Системы, формирующие в линии собственный сигнал на одной или нескольких несущих частотах, отличающихся от 50Гц.

Первая группа устройств отличается чрезвычайно высокой помехоустойчивостью при простых схемах приёмников, но обладает очень низкой скоростью передачи информации и требует применения в передатчиках тиристорных коммутаторов высокой мощности. Кроме того, для обеспечения выборочного управления освещением в отдельно взятой ветке, необходимо устанавливать коммутаторы ещё и в прилегающих к ней шкафах управления, что приведёт к необходимости глобальной реконструкции всей системы освещения.

Основные проблемы, встречающиеся разработчикам АСУО, выбравшим другой путь – существенно более низкая помехозащищенность и, как следствие, большая сложность устройств приёма и передачи информации. С другой стороны, системы данного типа обладают следующими достоинствами:

  1. Существенно большей скоростью передачи, точнее, возможностью передавать большие пакеты информации между импульсными помехами в линии,
  2. Возможностью использовать информационный канал не только для управления освещением, но и для связи (обмена информацией) между узлами системы, вплоть до формирования “интеллектуальных” светильников, т.е. светильников с возможностью передачи информации о текущем состоянии на центральный пульт,
  3. Информационный сигнал может быть использован для проверки целостности линии электропередачи, а также оценки её состояния при отключенном электричестве, что немаловажно именно для систем наружного освещения,
  4. Возможностью интеграции в существующие системы освещения без их структурных и аппаратных изменений или доработок.

Пример возможностей АСУ в наружном освещении

Автоматизированная система диспетчерского управления наружным освещением (АСДУ НО) предназначена для централизованного управления сетями наружного освещения с непрерывным измерением и контролем текущих электрических параметров сетей, потарифным учетом электроэнергии, диагностикой состояния оборудования и линий наружного освещения.

В системе возможно реализовать следующие функции:

  • независимое пофазное включение и отключение светильников уличного освещения конкретного объекта, группы объектов, всех объектов:
    • автоматически по расписанию в соответствии с заданным годовым графиком;
    • по командам оператора с центрального диспетчерского пункта;
    • в ручном режиме с местной панели управления пункта питающего (ПП);
  • при наличии в светильниках электронных ПРА производства НПО МИР, включение может быть осуществлено в номинальном режиме, уровень освещенности – 100% или экономичном (ночном), уровень освещенности -50%;
  • оперативное предоставление общей диагностической информации о текущем состоянии объектов управления (контролируемых пунктов питающих (КПП), параметрах сети НО;
  • предоставление информации об отдельном ПП в расширенном виде;
  • циклический (с задаваемым интервалом времени) и индивидуальный опрос КП;
  • инициативный выход КП на связь (изменение ТС, превышение установок);
  • сбор и сохранение в памяти сервера данных телеметрии о режимах работы, величине параметров сети и состояния оборудования НО с указанием времени регистрации события и приема информации;
  • воспроизведение сохраненной информации в виде графиков, таблиц и мнемосхем с указанием текущих значений информации на экране дисплея, как за текущие сутки, так и за любой день из архивных данных;
  • задание пределов (порогов) контролируемых параметров;
  • передачу установок времени, расписания, команд управления от диспетчера к объектам КП;
  • авторизованный, защищенный паролем доступ пользователей к системе в соответствии с предоставленными полномочиями;
  • сохранение информации и установок при отключении питания;
  • автоматический, потарифный учет потребляемой НО электроэнергии;
  • совмещение функций управления НО с функциями автоматизированного учета электроэнергии по отходящим фидерам питающей ТП и охранной сигнализации;
  • оповещение обслуживающего и эксплуатационного персонала световой и звуковой сигнализацией об обнаруженных аварийных событиях с протоколированием действий диспетчера и работы системы;
  • автоматическое документирование и квитирование по команде оператора контролируемых событий с выводом их на печать в виде оперативной сводки.

При подготовке материала была использована статья «Системы автоматизированного управления наружным освещением», Гурьев А.В., Букварев Е.А., Нижегородский государственный технический университет, информация компании ООО “НПО “МИР”

Статьи на данную тему:

Здесь мы можем разместить контактную информацию о Вашей компании и ссылку на Ваш сайт
Как разместить контактную информацию

Для того чтобы добавить описание энергосберегающей технологии в Каталог, заполните опросник и вышлите его на c пометкой «в Каталог».
Скачать опросник

Управление наружным освещением

Однажды передо мной встала задача модернизации системы управления наружным освещением: художественная подсветка фасадов, рекламные вывески, уличные столбы, подсветка адресных табличек и т. п. Необходимость модернизации была вызвана тем, что работа осветительных установок требовала частого участия человека. Для того чтобы управление работало как положено, приходилось вручную корректировать время включения и отключения.

Модернизация предполагала максимальное использование существующей инженерной и IT инфраструктуры. Требовалось воздержаться от монтажа нового или замены старого оборудования, свести к минимуму перечень используемого ПО. Принципы, применяемые в системе управления, должны быть универсальными и пригодными для повторного использования. Должна быть обеспечена возможность легкого расширения системы. Осветительные установки, вводимые в эксплуатацию, могут быть смонтированы в разных районах города, в разных регионах или странах.

Разбираемся с инфраструктурой

На практике мне встречалось несколько подходов к управлению наружным освещением: регламентированное включение и отключение силами оперативного персонала, применение реле времени, сумеречных датчиков, фотореле и астрономических реле.

Использование астрономических реле является, наверное, одним из самых интересных решений. Их работа основана на определении времени восходов и закатов в определенном географическом положении. Во время заката освещение включается, во время восхода – отключается. Как правило, при настройке таких реле имеется возможность установки временных корректировок для ускорения или замедления действия реле. Внесение таких корректировок позволяет включить (отключить) освещение на несколько минут позже заката или раньше рассвета.

Читайте также:  Чугунные твердотопливные котлы – классика жанра

По похожей схеме работает и модернизируемая нами система. В роли астрономического реле выступает свободно программируемый логический контроллер (ПЛК). По линии RS485 ПЛК управляет проприетарными модулями ввода-вывода, которые установлены в разных зданиях. Управление и настройка системы осуществляется с использованием SCADA и OPC-сервера, установленного на одной из машин в сети Ethernet, к которой подключен ПЛК. Все используемое ПО является проприетарным.

Выявленные недостатки и их причины

В ходе эксплуатации осветительных установок стало понятно, что система управления требует постоянного внимания персонала. По большому счету все сводилось к тому, что становилось очевидно: подсветка зданий включается слишком поздно, а отключается слишком рано. Эта проблема решалась корректировкой коэффициентов в системе диспетчеризации. Путем ручного подбора коэффициентов удавалось достигнуть времени включения и отключения, соответствующего городскому графику. Коэффициенты оставались неизменными до следующей подобной ситуации. А повторялись такие ситуации довольно часто.

Было сделано предположение, что причина проблемы кроется в проекте, загруженном в ПЛК. Ознакомиться с исходниками проекта не представлялось возможным. Из текстового описания проекта стало понятно, что для определения времени включения/отключения освещения используется функциональный блок, доступный в проприетарной среде программирования. Используя триальную версию этой среды, удалось получить доступ к справке и более подробному описанию этого блока. Это внесло некоторую ясность: функциональный блок высчитывает время, когда угол (высота) Солнца над горизонтом для заданного географического положения станет равен 0. Коэффициенты корректируют этот угол. Например, при коэффициенте “-6” будет высчитано время, когда Солнце окажется ниже горизонта на 6°. Но в ходе проведенных экспериментов сложилось мнение, что функциональный блок производит расчеты не совсем так, как это предполагается. Дальнейшие работы в этом направлении были прекращены ввиду отсутствия универсальности такой реализации.

Начинаем модернизацию

При рассмотрении существующих вариантов, я склонялся к варианту управления по расписанию. Не секрет, что существуют общедоступные графики отключения наружного освещения. Для Москвы и Санкт-Петербурга, например – МОССВЕТ и ЛЕНСВЕТ. Обладая этой информацией несложно написать скрипт, который следит за временем и по графику управляет освещением. Тем более, что в сети Ethernet, к которой подключен ПЛК, имеется Linux-машина.

Для того чтобы такой скрипт мог управлять удаленными модулями ввода-вывода, потребовалось заново создать проект для ПЛК. По-сути ПЛК стал выступать в роли шлюза, что предоставило нам возможность управлять освещением по открытому протоколу Modbus TCP.

Для работы с Modbus будем использовать утилиту modpoll. Скачаем и распакуем ее на нашей Linux машине:

Теперь управлять освещением будем следующим образом:

Дело осталось за малым – вызывать эти команды по заранее сформированному расписанию. Как было упомянуто выше, подобные графики доступны и мы можем ими воспользоваться. Но появилось желание найти более универсальный подход, поэтому давайте вспомним о таком явлении, как “сумерки”.

Сумерки

В сутках существуют периоды, называемые «сумерки». Это время перед восходом Солнца и после заката, когда небо частично освещено рассеянным солнечным светом. Выделяют три вида сумерек: гражданские, навигационные и астрономические. Гражданские сумерки определяются как период, когда угол нахождения Солнца под горизонтом составляет от 0°50′ до 6°, навигационные сумерки — от 6° до 12°, а астрономические сумерки — от 12° до 18°.

Наибольший интерес для нас представляют навигационные сумерки. Именно в этот период освещение становится ближе к ночному, чем к вечернему, поэтому улицы городов нуждаются в искусственном освещении. Проще говоря, наружное освещение включается с началом навигационных сумерек (Солнце опускается ниже -6° ) и отключается с их окончанием (Солнце поднимается выше -6° ). Конечно стоит понимать, что в зависимости от погодных условий и в условиях городской застройки, включение может потребоваться раньше, чем Солнце опустится ниже -6° за горизонт.

Еще немного об астрономических реле.

Когда мы обсуждали работу астрономических реле, то упоминали временные корректировки, ускоряющие или замедляющие действие реле. Такой подход с задержкой времени имеет недостатки. Как мы выяснили, освещенность на улицах в основном определяется углом Солнца относительно горизонта. В одном и том же географическом положении скорость, с которой Солнце опускается за горизонт, изменяется в течении года. Или, иначе говоря, в зависимости от времени года изменяется продолжительность сумерек и навигационные сумерки могут наступать позже или раньше. Из-за этого временные задержки в астрономических реле требуют периодических изменений.

Если управлять освещением, опираясь именно на фактическое положение Солнца, то такая проблема отсутствует.

Подробный и крайне наглядный рассказ о движении Солнца был найден на Youtube – Как солнце ходит по небу / How the sun moves across the sky (by daybit).

Положение Солнца и наружное освещение

Итак, для решения нашей задачи мы будем синхронизировать работу наружного освещения с положением Солнца. При наступлении навигационных сумерек – включение освещения, в момент начала гражданских – отключение. Так как в нашем распоряжении имеется Linux машина и соответственно Perl, то для расчета положения Солнца воспользуемся им. Загрузим необходимый нам модуль:

Создадим скрипт get_sun_elevation.pl, вычисляющий угол Солнца относительно горизонта.

Скрипт moscow_lights_ctrl.sh будет сравнивать заданное положение Солнца и его текущее положение в Москве. Если Солнце окажется ниже заданного угла, то отправим команду на включение, иначе – команду на отключение освещения:

Опытным путем было определено, что на модернизируемом объекте потребность в наружном освещении возникает, когда Солнце опускается ниже -1.5°. К слову, также было замечено, что городское освещение включается примерно в это же время.

С помощью cron будем выполнять moscow_lights_ctrl.sh каждую минуту:

Нам ничего не мешает создавать такие скрипты для любого географического положения. А когда возникнет необходимость расширения системы, мы сможем применить любое оборудование. Лично я склоняюсь к использованию модулей ввода-вывода, поддерживающих протокол Modbus TCP.

По большому счету все поставленные цели достигнуты. Модернизацию можно считать успешно завершенной.

Читайте также:  Фасадный утеплитель каменной ваты

ZABBIX

В ходе работ появились некоторые планы на ближайшее будущее, а именно настройка мониторинга работы оборудования. Возможности такого мониторинга сильно зависят от степени готовности самих инженерных систем. Например, мы можем следить за положением силового контактора и контролировать включение освещения. Или получать значение силы тока и тем самым определять, сколько ламп вышло из строя и т.д. К сожалению, на текущий момент к полноценному мониторингу модернизируемая система не готова. Тем не менее, для задела на будущее было решено использовать уже существующую на предприятии систему мониторинга – ZABBIX.

Все принципы работы остаются неизменными. Мы лишь перенесем всю описанную выше логику управления в ZABBIX.

Шаблон для ZABBIX

Создадим шаблон astro_outdoor_lighting для Zabbix со следующими макросами:

<$CIVIL_DEGREES>– Окончание и начало гражданских сумерек в градусах. Включение и отключение наружного освещения,

<$ELEV>– Высота над уровнем моря в метрах,

<$LAT>– Широта в градусах,

<$LON>– Долгота в градусах.

Элементы данных

Шаблон содержит только один элемент данных – elevation. Этот элемент следит за положением солнца в заданном географическом положении.

Чтобы получать текущее положение Солнца, элемент осуществляет внешнюю проверку через ранее созданный скрипт get_sun_elevation.pl.

Подробности настройки внешних проверок в ZABBIX смотрите в документации.

Триггеры

Единственный триггер civil_twilight_dawn срабатывает по окончании гражданских сумерек, т. е. в момент, когда возникает необходимость в работе наружного освещения.

Шаблон созданного макроса доступен на github.

Добавляем узел сети

После того как шаблон создан, нам необходимо создать узел сети для каждого географического положения, в котором находятся управляемые нами установки наружного освещения. Настройка узла сети заключается в задании актуальных координат и высоты Солнца.

Скрипты и действия ZABBIX

В разделе [Администрирование]->[Скрипты] создадим глобальные скрипты с говорящими названиями facade light off и facade light on.

Когда триггер civil_twilight_dawn переходит в состояние “Проблема”, нам необходимо включить наружное освещение, т.е. выполнить скрипт facade light on. После восстановления триггера освещение необходимо отключить, для чего потребуется вызвать скрипт facade light off. Поэтому в разделе [Настройки]->[Действия] мы создадим действие facade light, реализующее необходимое нам поведение системы.

Подобным же образом добавляем скрипты и действия для каждого узла сети.

На этом настройку ZABBIX сервера для управления установками наружного освещения можно считать завершенной.

Заключение

После модернизации прошло несколько месяцев. За это время работа наружного освещения не вызывала каких-либо нареканий.

Как мне видится, даже в простейшем варианте (работа по cron) такой подход перекрывает потребности большинства подобных типовых задач в крупных коммерческих и административных зданиях. В плане экономической конкурентоспособности он тоже выглядит вполне достойно. Когда на объекте требуется более одного астрономического реле, реле времени и т. п., то их стоимость может быть вполне ощутимой. Кроме этого, чаще всего эти элементы управления разнесены по разным частям зданий и добиться их синхронной работы – не такая простая задача, как это может показаться.

Вариант с применением системы мониторинга может решать еще более интересные задачи. Кроме управления, он дает возможность контролировать работу оборудования и оповещать персонал при выявлении неисправностей. В качестве примера можно привести синхронное включение рекламных вывесок на фасаде торгового центра. А в случае неисправности какой-либо вывески оперативный персонал получит сообщение.

Конечно, все вышесказанное актуально при наличии какой-никакой IT инфраструктуры. Но, как правило, она имеется.

Герба Игорь Анатольевич

Электротехнический факультет

Кафедра Электроснабжение промышленных предприятий и городов

Специальность Электроснабжение и энергосбережение

Разработка системы автоматического управления осветительными установками внешнего и внутреннего освещения на Донецком электротехническом заводе

Научный руководитель: к.т.н., доц. Якимишина Виктория Викторовна

Реферат по теме выпускной работы

Содержание

  • Введение
  • 1. Актуальность темы
  • 2. Цели и задачи
  • 3. Основные требования к управлению осветительными системами
  • 4. Регуляторы светового потока осветительных установок промышленных и административно-бытовых помещений
  • 5. Размещение и особенности проектирования средств регулирования напряжения в осветительных сетях
  • Выводы
  • Список источников

Введение

Освещение, как внутреннее, так и внешнее, является существенным потребителем электроэнергии. Во многих зданиях различного назначения: промышленных, жилых, административных, освещения составляет большую часть от общей потребляемой электроэнергии. Энергосбережение в осветительных установках существенно влияет на расход электроэнергии, а проблемы ее качества и рациональные методы эксплуатации являются чрезвычайно актуальными.

Одним из важных, может даже приоритетным мероприятием, направленным на уменьшение расхода электроэнергии и снижение эксплуатационных затрат, является управление осветительной установкой в изменяющихся условиях ее работы. Рациональное управление любым процессом улучшает его эксплуатационные показатели, и освещение в этом отношении не исключение. Управление освещением, как и в других системах, может быть автоматическим, автоматизированным и ручным.

1. Актуальность темы

Как отмечено в Стратегии инновационного развития Российской Федерации на период до 2020 года, одним из основных направлений развития электроэнергетики является разработка и внедрение энергоэффективных и энергосберегающих технологий.

Осветительные приборы и установки относятся к приемникам электроэнергии массового использования. В зависимости от отрасли промышленности, потребление электроэнергии на освещение от общего ее расхода составляет от 5 до 30%, а иногда и более. Поэтому снижение электропотребления системы освещения, в контексте энергосберегающих технологий в электроэнергетике, является актуальной задачей.

Основными направлениями по энергосбережению в установках внутреннего освещения являются: применение энергоэффективных осветительных устройств и автоматизация управления установок внутреннего освещения.

По первому направлению, в настоящее время, нашли широкое применение светодиодные технологии освещения, благодаря эффективному расходу электроэнергии и простоте конструкции.

По второму направлению энергосбережения в установках внутреннего освещения, необходимо отметить следующее. Автоматизированные системы управления освещением (АСУО) позволяют осуществить: экономию электроэнергии (до 75% по сравнению с нерегулируемым освещением), улучшить комфортность освещения, увеличить срок службы источников света. Дополнительно АСУО могут взять на себя функции мониторинга, диагностики осветительных установок и устранения неисправностей за счет резервных осветительных приборов.

Так, управление освещением является непростым делом, однако оно дает возможность снизить эксплуатационные расходы и повысить комфорт и эстетику в осветительных помещениях.

2. Цели и задачи

Целью работы является разработка системы автоматического управления осветительными установками внешнего и внутреннего освещения на Донецком электротехническом заводе для снижения эксплуатационных расходов электропотребления системы освещения. Произвести расчет и выбор осветительных сетей с учетом всех особенностей выполнения освещения предприятия.

Читайте также:  Термоэлектрический генератор своими руками - 155 фото и видео мастер-класс по созданию теплового насоса

3. Основные требования к управлению осветительными системами

Важным элементом сложной системы управления освещением является так называемый интеллектуальный светильник. Такой светильник имеет электронное регулирующее устройство, датчик движения, фотодатчик. Он может включаться и менять интенсивность освещения в функции факторов, что определяются системой.

Самым простым и наименее совершенным является ручное управление. Оно реализуется выключателями и регуляторами интенсивности освещения, которые приводятся к действию самими пользователями осветительной установки. Можно сформулировать некоторые положения, направленные на повышение его эффективности, которые вытекают из поведения людей – пользователей осветительных установок. Эффективность ручного управления может повысить рациональная конструкция осветительных установок. Местные выключатели и регуляторы должны бросаться в глаза, размещаться в типичных и удобных местах. Желательно установить датчики присутствия, которые действуют параллельно с общим выключателем, установленным при выходе.

Освещаемые помещения промышленных предприятий можно разделить на шесть классов. Каждому из этих классов можно рекомендовать отдельные методы построения структуры и функций автоматизированных систем управления освещением.

В первый класс (пространство собственное) можно отнести помещения, в которых работает один или несколько человек, которые считают это пространство своим и хотят сами решать, каким должно быть освещение в произвольный момент времени, или небольшие жилые помещения. В таких помещениях автоматически, с целью экономии энергии, должно выключаться освещение, если его оставят работники, а уровень переключения искусственного освещения должен превышать уровень зрительного комфорта.

Ко второму классу можно отнести производственные и лабораторные помещения. Пользователи считают близкую к себе зону своей и не могут контролировать отдаленные зоны, которыми пользуются другие люди, а значит, не могут и влиять на них. Для освещения пространств этого класса рекомендуется выделить несколько отдельных цепей освещения. В таком случае целесообразно установить местные выключатели и регуляторы на отдельных рабочих местах.

Осветительное пространство третьего класса – это административно-бытовые помещения. Применённая для них автоматизированная система управления должна автоматически с выдержкой времени выключать свет в функции присутствия людей в помещении.

К четвертому классу относятся помещения, в которых пользователи пространства появляются эпизодически. Перерывы между посещениями длинные, посетители могут иметь занятые руки. Освещение безопасности может быть обязательным и непрерывным.

Для таких помещений автоматизированная система управления должна предусматривать ручное включение и автоматическое выключение света с выдержкой времени в функции присутствия людей. В малых помещениях достаточно подсвеченного выключателя.

К пятому классу относится освещаемое пространство, которое не принадлежит пользователям, поскольку они появляются в нем эпизодически. Это – коридоры, лестницы, лифты.

И последний, шестой класс, это складские помещения, где освещение используется временно. В помещениях этого класса допускаются значительные колебания горизонтальной освещенности. Часто такими помещениями пользуются в определенные указанные часы, и тогда систему управления можно программировать. В них следует разделить освещение на несколько электрических цепей, согласно программе использования и доступности дневного света. Надо предусмотреть сумеречное и энергосберегающее освещение безопасности в то время, когда объект не используется.

В автоматических системах управления освещением в автоматических частях автоматизированных систем контролируемыми и регулируемыми параметрами являются – горизонтальная освещенность, время, наличие людей в помещении. Для их контроля используют фотоголовки, подвешенные на потолке или установлены в интеллектуальных светильниках, что наблюдают горизонтальную рабочую поверхность, программируемые микроконтроллерные или электронные реле времени и детекторы присутствия, большинство из которых реагируют на движение теплового предмета, что излучает инфракрасные лучи и находится в их поле зрения. Для больших расстояний можно рекомендовать микроволновые датчики, принцип действия которых основан на эффекте Доплера, который проявляется в луче, отраженном от движущегося предмета. Используют также датчики, которые реагируют на шум [1].

4. Регуляторы светового потока осветительных установок промышленных и административно-бытовых помещений

За последние годы созданы и серийно выпускаются регуляторы светового потока для различных источников освещения. Бесконтактный регулятор освещения (РО) СВЕТ-30 производства России (структурная схема приведена на рис. 4.1) предназначен для управления световым потоком светильников.

Регулятор выполнен в виде отдельных блоков, которые позволяют осуществлять независимое регулирование в каждой фазе. Регулировка производится с помощью силовых бесконтактных полупроводниковых аппаратов, в качестве которых использованы симисторы.

Включение симистора производится импульсом, что управляет синхронизированным с частотой питающего напряжения. Напряжение трехфазной сети с помощью группы магнитных пускателей МП подается на блоки регулирования А7-А9 через преградоподавляющие фильтры А10-А12. К выходам блоков регулирования подключены осветительные нагрузки H1-H3, где используются лампы накаливания или люминесцентные лампы.

Рисунок 4.1 – Структурная схема регулятора освещения Свет-30

Управление регулятором по всем фазам осуществляется от ручки управления или полуавтоматически, непосредственно от блока управления А1 или на расстоянии от пульта дистанционного управления А2. Для автоматического управления уровнем совмещенного освещения используются фотореле А4-А6, подключены к соответствующим блокам регулирования.

Блок преобразования частоты А3 применяется только при работе с люминесцентными лампами для обеспечения режима перезажигания и стабилизации разряда.

Управление всеми блоками, входящих в регулятор, а также коммутация силовых цепей осуществляется либо непосредственно с блока управления А1, или дистанционно с выносного пульта управления А2.

Разработаны и серийно изготавливаются пускорегулирующие устройства, позволяющие регулировать световой поток люминесцентных ламп. Устройство работает следующим образом.

Рисунок 4.2 – Регулятор светового потока люминесцентных ламп

При подаче напряжения на лампы 2 зажигаются на максимальную яркость (рис 4.2). Благодаря регулированию тиристорным регулятором 1 угол управления напряжения питания меняется и на лампы поступает пониженное напряжение. В результате изменяется протекающий через лампы ток и световой поток. Дополнительный высокочастотный ионизирующий источник 4 поддерживает проводящее состояние ламп в широком диапазоне регулирования светового потока и позволяет получить высокую кратность его изменения. Последовательно с люминесцентными лампами включен блок автоматического регулирования подогрева электродов ламп 5.

Фирма Schneider Electric [5] серийно производит регуляторы светового потока TVо, светорегуляторы с дистанционным управлением и оборудование для управления. Светорегуляторы используются для управления ламп накаливания и люминесцентных ламп. Для ламп накаливания рекомендуются светорегуляторы с дистанционным управлением типа TVс700, TV700, регулирующих мощность ламп до 700 Вт, а для люминесцентных ламп – светорегуляторы с дистанционным управлением TVо1000, TVВо с регулировкой мощности ламп до 1500 ВА.

Читайте также:  Сухие смеси для штукатурных работ: виды, цена

Светорегуляторы данных типов позволяют управлять световыми потоками осветительных приборов, дистанционное включение и отключение их от электрической сети и выполняют защиту осветительных приборов и осветительных сетей. Кроме того, светорегуляторы позволяют выполнять многозонное дифференциальное управления освещением помещений с использованием различных источников света с централизованным отключением света в нерабочее время суток. Принципиальная схема осветительной сети приведена на рис. 4.3.

Рисунок 4.3 – Схема осветительной сети с светорегуляторами фирмы Schneider Electric

В схеме управления использованы:

  • C60 Vigi – дифференциальный автоматический выключатель;
  • IHP – программируемое реле времени;
  • TVo1000 – светорегулятор для ламп накаливания;
  • TVBo – светорегулятор для люминесцентных ламп;
  • NTVo – светорегулятор.

Для управления наружным освещением промышленных предприятий можно использовать цифровое реле, реагирующее на темноту DigiLUX (ООО ЭЛЕКТРОСФЕРА , г. Киев).

Цифровое реле DigiLUX предусмотрено для управления внешним освещением, которое должно включаться как только стемнеет и выключаться с восходом солнца.

Рисунок 4.4 – Схема управления наружным освещением

Логические модули LOGO!, для регулирования освещения производства фирмы Siemens [6], являются компактными функционально законченными, универсальными изделиями предназначенными для построения простых устройств автоматов с логической обработкой информации. Алгоритм функционирования устройства задается программой, составленной из набора встроенных функций. Программирование контроллеров Siemens – модулей LOGO! может выполняться с клавиатуры с отображением информации на встроенном дисплее. Суть программирования контроллера Siemens сводится к программному соединению необходимых функций и задания параметров настройки (включение/выключение, значений счетчиков и т.д.). Использование LOGO! для регулирования освещения осуществляется легко, поскольку в LOGO! заложено набор программных элементов (встроенных функций), предназначенных исключительно для решения такого рода задач. Это прежде всего функция импульсное реле (при появлении импульса на входе импульсное реле переключает импульс) функция лестничный автомат (при появлении импульса на входе реле включается и остается включенным в течение 6 минут) и многофункциональный переключатель (выход включается на заданное время импульсом нажатия, постоянное освещение активизируется удержанием кнопки в нажатом состоянии в течение заданного времени).

Естественно, что использовать логический модуль LOGO! исключительно для относительно простых решений очень не рационально, поэтому использовать необходимо для многофункциональных схем автоматического управления целых цепей светильников в одном или в нескольких помещениях.

Рисунок 4.5 – Схема управления люминесцентными светильниками с помощью LOGO!

Для удобства программирования и наладки логического модуля LOGO! фирма-производитель создала очень удобную программу, которая носит название LOGO! Soft Comfort .

5. Размещение и особенности проектирования средств регулирования напряжения в осветительных сетях

Размещение стабилизаторов, регуляторов и ограничителей напряжения в осветительных сетях определяется структурой и конфигурацией сети, размещением, характером нагрузки и изменением напряжения во времени [2].

Рисунок 5.1 – Характерная структурная схема распределения электроэнергии для осветительных установок

На рис. 5.1 приведена характерная структурная схема распределения электроэнергии для осветительных установок. Как известно, качество напряжения в значительной степени зависит от стечения графиков нагрузок отдельных электроприемников, а также от возможностей регулирования напряжения в центрах питания, в частности на главных понижающих подстанциях ГПП и трансформаторных подстанциях ТП (рис. 5.1).

Диапазон возможных отклонений напряжения в узловых точках разветвления сети, в частности в распределительных пунктах питающей сети РП и на групповых осветительных щитках ГЩ, должны быть определены уже на стадии проектирования, причем сразу же должны быть выбраны средства регулирования напряжения. При выборе средств регулирования необходимо внимательно подходить к выбору мощности регуляторов. Известно, что чем мощнее регулятор, тем большую мощность ламп он может обслуживать и тем меньше стоимость 1 кВт установленной мощности регуляторов, но при этом ухудшается качество стабилизации. Наилучшими показателями по качеству стабилизации имеют схемы, в которых регуляторы напряжения установлены непосредственно перед групповыми щитками ГЩ (рис. 5.2).

Рисунок 5.2 – Схема управления осветительными приборами с регуляторами напряжения перед ГЩ
(анимация: 9 кадров, 7 циклов повторения, 67 килобайт)

Рисунок 5.3 – Схема управления осветительными приборами с стабилизатором или ограничителем напряжения на входе в РП
(анимация: 5 кадров, 7 циклов повторения, 47 килобайт)

При совпадении графиков нагрузки отдельных групп хорошие результаты могут быть достигнуты включением стабилизатора или ограничителя напряжения на входе в распределительный пункт питающей сети (рис. 5.3).

Во всех случаях при выборе варианта установки и конкретного типа регулятора следует принимать вариант с наименьшими приведенными затратами.

Конечно показатели экономической эффективности регуляторов и ограничителей рассчитываются для режима полной загрузки. Однако в условиях реальной эксплуатации такой режим не всегда имеет место. Неполная загрузка обусловливается главным образом распределением сети освещения на участки. Для подключения к ограничителю участка сети объединяют так, чтобы их суммарная установленная мощность не превышала мощности ограничителя. Кроме того, существует ряд случаев экономически или технически целесообразной неполной загрузки ограничителей, когда потребителями являются отдельные мощные или отдаленные осветительные установки, труднодоступными или дефицитными источниками света.

Выводы

Данная работа показывает, что в настоящее время основными инновационными направлениями по энергосбережению внутреннего и внешнего освещения является замена люминесцентных ламп, ДРЛ и ламп накаливания на светодиодные источники, а также разработка системы автоматизированного управления освещением.

На момент написания данного реферата магистерская работа еще не завершена. Ориентировочная дата завершения магистерской работы: июнь 2018 года. Полный текст работы и материалы по теме могут быть получены у автора или его руководителя после указанной даты.

Автоматизированные системы управления уличным освещением

Преимущества автоматизированной системы управления освещением

Самым оптимальным решением для эффективного управления освещением является использование полностью автоматизированных систем управления и диспетчеризации наружного освещения (АСУНО).

Почему же автоматизированная система эффективнее классических методов управления? Сердцем АСУНО явля­ется программируемый логический контроллер, который производит управление коммутацией отходящих линий по заранее заданной программе. В программе контроллера хранится годовое расписание, поэтому освещение включается всегда в нужное время. Данные об энергопотреблении и авариях передаются в диспетчерский центр, поэтому всегда доступна информация о состоянии питания на вводе в подстанцию и значение потребляемой мощности. По снижению текущего энергопотребления относительно нормы можно оценить количество перегоревших ламп. При превышении нормы энергопотребления идентифицируется нелегальное подключение к электросети. Вся диагностическая информация доступна в диспетчерском центре, участие объездной бригады не требуется. Таким образом, снижается аварийность за счет превентивного мониторинга и экономятся средства на обслуживание.

Читайте также:  Цветовое оформление интерьера

Рис. 1. Шкаф управления системой городского освещения во Владивостоке

Системы автоматизированного управления освещением на базе решений от Phoenix Contact

Ядром системы управления является программируемый контроллер ILC 130 ETH. Контроллер имеет встроенные часы реального времени с возможностью синхронизации, что позволяет управлять контакторами линий освещения по заранее заданному расписанию. Разработанная программа управления освещением контролирует от одного до 26 контакторов. Причем переключение каждого контактора настраивается как по собственному отдельному расписанию, так и с возможностью объединения нескольких контакторов в групповое расписание. Расписание имеет возможность корректировки из диспетчерского центра. Каждый контактор может быть дистанционно включен, отключен или же временно переведен на альтернативное расписание.

Если вводить альтернативное расписание нецелесообразно, то произвести включение и выключение можно принудительной командой. Также заранее можно настроить возможность автоматического возврата на работу по расписанию, если при принудительном включении в течение заданного времени отсутствует связь с диспетчерским центром.

Связь с диспетчерским центром осуществляется по сети Ethernet. Для этого применяются любые доступные технологии, такие как оптоволоконные линии, сотовые сети 3G или ADSL. Для обеспечения защиты информации система управления может оснащаться межсетевым экраном с технологией VPN по протоколам IPSec или OpenVPN. Так как выделенные линии связи не всегда доступны, то наиболее часто связь осуществляется через Интернет, и шифрование данных с ограничением доступа необходимо для обеспечения безопасности объектов освещения. Связь по сети Ethernet имеет ряд преимуществ. Контроллеры доступны для программирования из сети, и для обслуживания или изменения программы под новое ТЗ нет необходимости выезжать на объект. Для синхронизации времени используется стандартный протокол NTP. Контроллер может подключаться к серверу точного времени в Интернете, к серверу времени диспетчерской или же к серверу времени своего локального маршрутизатора. Для наиболее эффективной синхронизации времени используются маршрутизаторы со встроенным приемником GPS/ГЛОНАСС TC MGUARD. Они получают координаты и точное время со спутников и передают эти данные на контроллер. Таким образом, кроме синхронизации времени, возможна точная привязка объекта к местности в модуле ГИС диспетчерского ПО в автоматическом режиме.

Рис. 2. Структура системы управления

Контроллер имеет возможность подключения собственного модуля измерения параметров электросети или счетчиков электроэнергии по интерфейсу RS485, таких как «Меркурий» или ПСЧ. Как уже говорилось, по измеренным значениям энергопотребления можно судить о количестве сгоревших ламп или нелегальном подключении к электросети. При первом запуске системы контроллер запоминает номинальные значения при полной нагрузке и при полном отключении различных каскадов. В процессе эксплуатации контроллеру можно выдать команду на перезапись данных параметров. На каждую линию освещения опционально устанавливается реле контроля, обеспечивающее диагностику неисправности на всем каскаде.

Рис. 3. Структура системы связи

Для обеспечения непрерывного функционирования системы в шкаф управления установлен блок бесперебойного питания, обеспечивающий автономную работу контроллера до 48 часов или более, в зависимости от батареи/аккумулятора. При наличии резервного ввода система управления может также выполнять функции АВР. При отсутствии напряжения на основном вводе система переключится на резервный.

Рис. 4. Архитектура системы диспетчеризации

Система мониторинга и управления

Система управления включает в себя специализированное программное обеспечение верхнего уровня, построенное на современных ИТ-решениях. Разработанный коммуникационный протокол позволяет контроллерам накапливать и передавать архивы событий и измеряемых величин, а также их текущие значения — как по запросу, так и спорадически. Для обеспечения эффективного управления большим количеством объектов в систему введена функция синхронизации. Ряд команд или изменений настроек, не требующих немедленного исполнения, заносятся в определенный регистр базы данных. Контроллер с определенной периодичностью запрашивает для себя новые параметры и получает их при следующей сессии синхронизации. Таким образом, если отсутствует связь с отдельными исполнительными пунктами (например, если система обесточена или перегружена сотовая связь), нет необходимости повторно передавать параметры на каждую станцию и отслеживать их применение. Новые данные, например, расписание, будут автоматически загружены в контроллер при очередном сеансе связи с диспетчерским пунктом.

Также контроллеры системы управления могут быть включены в любые системы диспетчеризации посредством стандартных протоколов, таких как Modbus, TCP, IEC 610870-5-104, OPC или XML.

Данная технология существенно облегчает ввод шкафов управления в эксплуатацию. Контроллер автоматически определяет свою конфигурацию и передает ее на центральный сервер. Администратору системы требуется лишь указать режим работы для новой станции. Система диспетчеризации выполнена на клиент-серверной архитектуре с использованием веб-технологий. Сервер ввода/вывода обеспечивает обмен данными с контроллером и запись параметров в базу данных. Сервер приложения и веб-сервер обеспечивают визуализацию работы системы. Использование веб-технологий позволяет производить мониторинг системы с любого компьютера, смартфона, или планшета. Например, если ответственный за эксплуатацию получает SMS-сообщение о неисправности, то, подключившись через VPN-соединение к центральному серверу из любой точки мира и открыв веб-страницу системы, он сможет точно определить неисправность, выдать соответствующие распоряжения и проконтролировать выполнение работ по возврату системы в нормальный режим.

Рис. 5. Экраны системы диспетчеризации

Используя современные технологии от Phoenix Contact, можно добиться максимальной гибкости и функциональности при построении системы управления наружным освещениям, снижая затраты на электроэнергию и расходы на обслуживание. Возможности модернизации функционала системы практически не ограничены, что позволяет сделать ее еще более гибкой и эффективной.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: