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智能照明控制技术及发展[1]

2008-3-7  来源:同济大学  作者:俞丽华  有24727人阅读

本文对近几年来智能照明控制技术及其发展情况进行分析比较,以利于夜景规划与照明设计人员选用。

 
     前言: 近几年随着科技进步及人类环保、节能观念的加强,人们对照明领域给予了比以往更多的关注,促使照明控制技术突飞猛进的发展,且其应用也日益广泛。我们目前执行的设计标准中对照明控制都有明确的规定:”建筑照明设计标准”(GB50034-2004)、”城市道路照明设计标准”(CJJ45-2006)、”智能建筑设计标准”(GB/T50314-2006)。本文对近几年来智能照明控制技术及其发展情况进行分析比较,以利于夜景规划与照明设计人员选用。
 
一、  概述:
智能化照明控制系统(网络化照明)
它是一个集多种照明控制方式、现代数字控制技术和网络技术于一身的控制系统。
常规控制中被控制对象作为过程,它总是与控制器分离的,控制器由控制工程师设计,而对象则是给定的。
智能控制中控制对象与控制器(或控制系统)不明显分离。控制律可以嵌入对象之中成为被控系统的一部分。这样它能以更为系统化的方法影响整个过程的设计。
整个系统由下面三部份组成:现场控制级设备;传感器;与通信信号传输系统,以下就这三部份内容进行分析闸述。
 
二、  现场控制级设备
1、现场控制设备的种类:
a)智能开关/继电器
b)调光器
c)可调光电子镇流器
d)智能灯具(光源)(带CPU)
e)控制面板(带CPU)
2、各种控制设备应满足下列要求:
a)保护功能:光源软启动、热态自动延时启动、软关断、电源电压浪涌限制
b)状态参数检测(故障检测)
c)电源异常状态时启动应急照明
3、调光装置
a)前沿相控调光器
可控硅调光器属于这一种, 斩波的结果是谐波分量高、电磁干扰与射频干扰严重。
b)后沿相控调光器
它采用功率型MOSFE或IGPT作为开关器件,后沿斩波浪涌电流小谐波小,但控制电路较复杂、成本偏高。
c)正弦波调光器
现在有些厂家已生产正弦波调光器,如果输入是正弦波,输出也是正弦波的调光器。它可以驱动不同的负载:金卤灯、日光灯和其他气体放电灯。
与不同阻抗特性的照明负载相匹配的调光器,见下表。
照明负载输入端等效阻抗
应配用调光器的类型
举例
略微呈电感性
前沿相位控制调光器
白织灯、霓虹灯、带有合适变压器的低压灯
略微呈电容性
后沿相位控制调光器
带功率因数补偿的荧光灯和多种电子变压器
纯电阻性
前沿或后沿相位控制均可
 
*后沿相控调光器不可误用于电感性负载,以免开关器件在关断瞬间受到幅值极高的反电动势的冲击。
4、可调光电子镇流器
它是采用调频或脉宽调制(PWM)方式,调节荧光灯灯管的输入功率,从而达到改变荧光灯输出光通的目的。目前荧光灯可调光电子镇流器己较成熟,金卤灯的可调光电子镇流器还在发展中,目前已推出的是配陶瓷金卤灯的,功率在400W以下。
 
三、  传感器
不同的控制策略采用不同的传感器。目前常用的如下:
 (1)时钟
相当于一个时间开关。利用可预知时间表控制灯的开关。
 (2)光电传感器
采用光电池将光信号转换为电信号,但其输出信号一般较小,必须加放大电路。可利用它来检测环境的照度或亮度,根据预先设定的照度(亮度)值来控制灯的开关。
 (3)人员占有传感器
按感应原理可分为:
a) 无源红外传感器(PIR),可探测运动的人员发出的热量(红外)变化;
b) 超声波传感器(ULT)  ,可探测由移动人员的反射产生Doppler效应引起的频率改变。
c) 无源红外(PIR)与超声波(ULT)结合的传感器
由于PIR有死区,ULT非常敏感易受干扰,有时是将两者结合的双重技术传感器,但只让其中之一控制灯的开关,以应付事先不可预知的使用要求。目前用得较多的是这一类。
 
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