照明自动化原理设计详细介绍

照明自动化原理设计详细介绍

照明自动化原理设计详细介绍一，引言电照明系统中，照明控制承担的作用非常重要，一般均需提供如下的功能：●采用开关开启灯和关闭各类灯光；●采用调光装置提高和降低光输出。特别需要强调的是现今除空调系统外，照明系统的平均能耗差不多已占到总能耗的40%，所以优秀的照明控制不只以提供产生多种视觉环境的照明应用为目标，更应以节省能耗和削减成本为目标的有效控制。最近十几年，科技日益发展，照明控制已越来越自动化，能允

照明自动化原理设计详细介绍

一，引言

电照明系统中，照明控制承担的作用非常重要，一般均需提供如下的功能：

● 采用开关开启灯和关闭各类灯光；

● 采用调光装置提高和降低光输出。

特别需要强调的是现今除空调系统外，照明系统的平均能耗差不多已占到总能耗的40%，所以优秀的照明控制不只以提供产生多种视觉环境的照明应用为目标，更应以节省能耗和削减成本为目标的有效控制。最近十几年，科技日益发展，照明控制已越来越自动化，能允许更多、更灵活的功能整合成为更大，更可靠。从不同制造商获得的产品互用性明显扩展的系统。

本文将对照明控制系统及其自动化作简要讨论。

二，照明控制系统

照明控制系统的整体目的是在向指定场所提供产生视觉环境所需光的同时，尽量消除不必要的能耗，即

●向需要光的场所及时提供光；

●向光的场所正确无误提供需要的光量。

为此，控制系统必须明确给出如下信息：

●正确指定系统采用的产品；

●呈示照明控制设计所需操作实现时的特点：

●满足节能要求；

●安装费用降低。

原则上，这样的系统应由三个组分构成，其中当然包含用于传送控制信号通信和提供电能输送的接线连接：

表1 照明控制系统的组分构成

可以发现照明控制实际上就是1) 获得信息，2) 针对获得的信息决定操作和3) 改变相应操作的一种装置系统。按输入、输出和系统运作来看待照明控制，则可概括于下表：

表2 照明控制系统运作的输入、输出关系

下图所示为照明控制系统示例，它是一个带控制站、占有传感器，光敏调光元件和定时开关或向照明主控制器提供各种输入的集中交换系统的完整照明控制系统

图1 照明控制系统示例

图中照明主控制器可以是开关控制板，调光控制板或两者的结合。主控制器以逻辑电路得到的各种输出依次对照明负载实施控制。任何照明控制系统都须针对下述几个方面进行设计，它们是

●用光场所：控制系统通过按光源类型、方案规划、建筑装饰的光洁度、陈设物品的布置等实际情况，采用不同灯具和控制装置以及日光的可用性来构建控制区域，灵活正确地将光投射到需要照明的场所。显然，被控制区域的分辨率越高，取得控制的面积越小，即控制系统可提供的精度越高。譬如，当有人在非工作期间进入时，控制系统只须自动开启仅进入使用区域的灯光，而非整个楼层的灯光。区域也可能比最大控制分辨率给出的更小，譬如开放式办公室内每位用户的单独照明，则可通过个人计算机或遥控器将灯光调节到自己偏好的状态。总之，控制区越小，控制的分辨率、费用节省的潜力和照明系统支持视觉需要的机会越大。

●用光时间：有效的照明控制系统应确保照明时间运作的精确性，这取决于空间占用、开启或关闭灯基于时间或阈值设定等诸多因素。如空间占用情况是否可以预测、环境光量阈值是否设定。前者采用定时器即可简单控制，一般，当空间占无法预测时，可以采用空间占用传感器检测被监视区域中是否有人存在并自动打开和关闭区域内的灯光；或像路灯那样，完全可以通过设定环境光量阈值的方法实现用光时间的自动控制。确保照明系统精确提供用光时间可以显著减少能源浪费，亦即为用户节省了费用。

●正确的光量：控制系统根据空间执行任务的类型作出提供照明光量的正确判定。譬如，学校礼堂是各种活动范围的中心地，将需要适合不同活动的各种照明水平所需的光量。同样光量的正确控制对节能有直接贡献。

●能耗管理：采用先进照明控件的高级照明控制系统可使现有照明运行的能耗减少35%至50%，从而为用户降低成本、提升盈利能力和竞争力。

●视觉性能：控制系统通过提升视觉性能，如会议室或体育馆等共享空间的多用途照明；适合空间演变要求造成特定效果的光照；餐厅及类似应用中设置情绪的照明；提高办公室和其它工作环境中照明的个人控制效能以增进工作人员的满意度；增强空间美感和想象力和防止污染最大限度地提高照明性能。视觉性能的提高往往比节能计算更难，但研究表明个人照明控制对提高工作人员满意度，从而对提高生产力有显著贡献。

三，照明控制的策略与技术

控制策略和用于执行策略的控制技术不同，尽管二者紧密相关。照明控制策略通常是指用于控制照明系统的基本方案。例如，一种称为表单控制的策略就是按列出的时间间隔计划表实施照明控制的方案。控制技术则指具体执行控制所采用的实际手段和措施。譬如，整栋大厦的集中控制系统与单个房间执行表单控制策略的技术可能完全不同。

照明控制策略主要包括：

●基于空间占用（Occupancy-based）的策略：一种涉及照明装置的开启和关闭只是特定空间是否被占用的响应的策略。

●基于表单（Scheduled）的策略：一种按预定时间间隔管理照明的策略。间隔时间可短为几分钟，或长至十几小时。根据可预测发生的天文事件，如黎明、黄昏，实施照明控制亦属于该策略。

●光照等级控制（Light level control）：按某种方式调整光照输出等级以达到指定目标的策略。输出光照等级控制还包括如下分类：

采光：建筑内部能接受丰富自然光的区域，人造光则作为照明的补充和替换使用。

调光：使不同活动占用区具有适当光照等级，通常称作“任务调光”或“任务照明”。如单独从事绘画或读书的区域比书架和收藏柜要求的光照等级更高。

维持：减少照明系统中初使用灯的光照等级应，随灯使用时间的延长逐渐增加光照等级而使光照维持均匀。

●负荷释放（Load shedding）：限制照明设备高峰使用期间的负荷以达到整体用量减少的目的。

上述控制策略的具体执行就需依仗相应的控制技术了。原则上可以采用红外，超声或红外-超声双重等常用传感技术扫探需照明区域，通过占用传感器（Occupancy sensor）检测区域是否被占用并向控制系统发送相应信号实施照明控制策略。基于空间占用的最佳照明控制涉及空间使用的设定。如下即照明相关的技术、器件及系统的简述：

●传感技术和占用传感器：