Введение
Системы управления наружным освещением обычно работают под управлением диспетчерского пункта. В зависимости от алгоритма управления, контроллер формирует сигнал, например, включения группы уличных фонарей. Для передачи этого сигнала на исполнительные устройства (обычно электронные балласты ламп уличных фонарей) используются следующие средства: слаботочные сигнальные линии (витые пары, RS-485, Ethernet и т.д.); радиоканал; передача ВЧ информационного сигнала по силовому кабелю (PLC модемы).
В такой системе любой светильник можно включить или выключить сигналом с диспетчерского пункта. Это достигается применением блоков непосредственного управления светильниками.
Передача информации с использованием слаботочных сигнальных линий имеет своим недостатком необходимость монтажа сигнальных линий, соединяющих блоки управления светильниками с автоматизированными пунктами питания.
Передача информации по радиоканалу позволяет избежать указанного недостатка, однако обладает довольно высокой стоимостью аппаратной части.
Частотный способ передачи информационных сообщений с использованием PLC-модемов предопределяет высокое затухание сигнала в линиях питающей сети, нагрузками которой являются электронные импульсные преобразователи. Их входными каскадами, как правило, являются радиочастотные заградительные фильтры. Высокодобротные емкостные входные сопротивления таких фильтров, распределенные на протяжении питающей линии, формируют многозвенный сглаживающий фильтр, резко ослабляющий прохождение высокочастотных сигналов.
Для управления светильниками, в частности светодиодными источниками света [3, 4], возможно также использование способа передачи информации по питающей сети с использованием широтной модуляции [1].
В основе метода передачи информации по питающей сети лежит тот принцип, что для передачи информации используется изменение угла широтной модуляции в начале полупериода сетевого напряжения, причем выбранный диапазон изменения угла модуляции не оказывает влияние на работу импульсных преобразователей питающего напряжения. В силовую электропроводку при этом не вносится никаких дополнительных источников сигнала, что не нарушает правила эксплуатации силовой электропроводки зданий и не является источников электромагнитных помех.
Большинство современных потребителей электрической энергии рассчитаны на потребление постоянного электрического тока или тока в виде постоянной и высокочастотной переменной составляющих. При этом в составе всех преобразователей присутствует звено двухполупериодного выпрямителя с емкостным сглаживающим фильтром. Особенность такой питающей сети заключается в том, что потребление тока импульсными преобразователями напряжения с выходом постоянного тока происходит на верхушках полупериода питающего напряжения. Поэтому при изменении формы питающего напряжения путем модуляции начального угла в пределах 60º, влияние модуляции на ток, потребляемый преобразователем от сети отсутствует.
У данного метода есть ряд неоспоримых преимуществ.
1. При передаче информации в качестве несущего сигнала используется силовое питающее напряжение, что не требует монтажа дополнительной проводки.
2. Поскольку носителем информационного сигнала является само питающее напряжение, возможно получение больших расстояний распространения сигнала.
3. Мощность, затрачиваемая на реализацию управляющего сигнала минимальна, поскольку модуляция осуществляется ключевым режимом работы коммутационных элементов.
4. Возможна реализация как централизованного, так и индивидуального управления всеми объектами в составе системы освещения.
5. Возможность гибкого управления световым потоком источников света.
Независимо от способа передачи сигнала дистанционного управления, современные системы автоматического управления уличным освещением строят по трехуровневой архитектуре: блок непосредственного управления светильником или группой светильников уличного освещения; автоматизированные пункты питания; диспетчерский пункт.
Алгоритм включения/отключения светильников системы диктуется диспетчерским пунктом. Для этого могут использоваться команды диспетчера, датчики освещенности или календарный график.
Автоматизированный пункт питания осуществляет передачу управляющей информации блокам управления светильниками, непосредственно связанным с каждым светильником или группой светильников.
Выводы
Построение систем управления комплексами наружного освещения на основе предложенной схемы позволяет гибко осуществлять индивидуальное и групповое управление объектами системы с учетом освещенности, движения, а также внутреннего состояния источников света.
1.
Патент. Устройство для приема-передачи
информации по питающей сети и управления режимами работы потребителей
электрической энергии №99913. Барбасова Т.А., Вставская Е.В., Константинов
В.И., Константинова О.В., Костарев Е.В.
2.
Вставская Е.В. Способ передачи информации по
питающей сети и его применение в построении систем автоматизированного
управления наружным освещением / Вставская Е.В., Костарев Е.В. // Вестник Южно-Уральского государственного
университета. Серия «Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника». –
2011. – Вып. 13, №2 (219). – С. 81–85.
3.
Константинов
В.И. Выбор оптимального режима работы светодиодных излучателей / В.И.
Константинов, Е.В. Вставская, Т.А. Барбасова, В.О. Волков // Вестник
Южно-Уральского государственного университета. Серия «Компьютерные технологии,
управление, радиоэлектроника». – 2010. – Вып. 11, №2 (178). – С. 46–51.
4.
Казаринов
Л.С. Проектирование светодиодных источников света по
максимуму функционального резерва при
ограничении на весогабаритные характеристики / Казаринов Л.С., Вставская
Е.В., Константинов В.И., Барбасова Т.А. // Вестник Южно-Уральского
государственного университета. Серия «Компьютерные технологии, управление,
радиоэлектроника». – 2011. – Вып. 13,
№2 (219). – С. 74–81.
5.
Автоматизированные
системы управления энергоэффективным освещением: монография / под ред. Л.С.
Казаринова / Казаринов Л.С., Шнайдер Д.А., Барбасова Т.А., Вставская Е.В. и др.
– Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, издатель Т. Лурье, 2011. – 208 с., ил.