照明控制系統(tǒng)-使用需求總線控制方案
一、調(diào)光控制系統(tǒng)的使用需求
近幾年，隨著科技的發(fā)展和物質(zhì)生活水平的不斷提高，家居、酒店智能化也不斷被人們所推崇。作為智能化的組成部分——智能照明系統(tǒng)更成為當(dāng)今裝飾、裝修的關(guān)注點。自從愛迪生發(fā)明電燈以來，給人類帶來無窮的利益。如今的電燈已不僅僅用于照明，而更多的是用來營造溫馨、浪漫、多彩、絢麗、奢華的氛圍。正如我們所在的城市、公園的彩燈；江濱的夜燈；街道上的各種霓虹燈等。那么家居、酒店等處的智能照明系統(tǒng)又該如何配置和使用燈光控制系統(tǒng)？
今天，各種燈具已不單純是實現(xiàn)基本照明的工具，已成為建筑裝飾中的一種實用藝術(shù)品，是照明技術(shù)與建筑藝術(shù)的統(tǒng)一。
照明效果在建筑裝修中的重要地位已逐步被人們認識，精心選擇各種別致的吊燈、落地?zé)簟⑴_燈和壁燈來裝點您的居住空間，可為您創(chuàng)造出令人賞心悅目的格調(diào)。
不同的燈光場景，對人的心境和情緒變化有著緊密的聯(lián)系。人們在會客、娛樂和休息時，對光線的強弱、燈光的有無，有著特定的要求。你選擇了最好看的燈具只是為你的家居增加了部分光亮。但如果沒有一種簡單、方便的方法來控制這些燈具，那么也就失去了你如此精心挑選的燈具的裝飾效果。例如：懸垂在餐桌上方的吊燈可能是調(diào)到百分之四十亮度時，看起來效果最佳。同樣的情況也可能發(fā)生在書架上布置的小燈上。為產(chǎn)生最佳照明效果，你需要對不同區(qū)域進行燈光調(diào)節(jié)。
所謂燈光調(diào)節(jié)，其實就是根據(jù)某一區(qū)域的使用功能、不同時間、室外光亮度等條件來調(diào)整燈光照明。其中最重要的一點就是可進行預(yù)設(shè)，即具有將照明亮度轉(zhuǎn)變?yōu)橐幌盗谐绦蛟O(shè)置的功能，這也是我們稱之為智能的原因。這些設(shè)置也稱為場景，因為它本身就是根據(jù)人們對于不同場景的燈光需求來設(shè)置的，它可由調(diào)控器系統(tǒng)自動調(diào)用。
燈光調(diào)節(jié)的方式借助各種不同的“預(yù)設(shè)置”控制方式和控制元件，對不同時間不同環(huán)境的光照度進行精確設(shè)置和合理管理。調(diào)光技術(shù)可使照明系統(tǒng)能按照經(jīng)濟有效的最佳方式來準(zhǔn)確運作，能夠最大限度地節(jié)約能源，與傳統(tǒng)的照明控制方式相比較，可以節(jié)約電能20％～30％。由于人眼對光強的感受是非線性的，因此，就有可能將亮度級別降低10%以上，而人卻覺察不到亮度的變化。這樣，就可以節(jié)省將近10%的電能。如果將調(diào)光級別降低50%，則可以節(jié)省約40%的電能。
調(diào)光開關(guān)可將燈光亮度漸調(diào)到預(yù)設(shè)級別，這在第一次開燈時尤其重要。將燈光亮度漸調(diào)到設(shè)定級別，也稱為“軟啟動”，可以極大地延長燈泡的使用壽命。燈光亮度降低10%可將燈的使用壽命延長兩倍，降低50%則可延長20倍左右。
您也許已注意到：當(dāng)家里有了各式各樣燈具之后，如何將它們精心地搭配在一起，并營造出最適合的效果就成了件麻煩的事情。
當(dāng)你結(jié)束了一天的忙碌后，舒舒服服地坐在沙發(fā)上準(zhǔn)備享受一下的時候，發(fā)現(xiàn)周圍的燈不是太亮，就是太暗了，為了給自己一個舒適的光環(huán)境需要你去手動調(diào)節(jié)每一個調(diào)光開關(guān)，你的心情會怎樣？在您看電視的時候，很可能因為需要調(diào)正一下燈光，而錯過了精彩的射門鏡頭；或者，冬夜里躺到床上才發(fā)現(xiàn)洗手間的燈還沒有關(guān)上，只好爬起來把它關(guān)上。
這一切是否夠麻煩？
你是否有足夠的時間和耐心，每次都手動來調(diào)節(jié)每一個調(diào)光開關(guān)以獲得正確的效果？
如果燈光只是在房間內(nèi)少數(shù)幾個區(qū)域發(fā)揮著重要作用，一個一個地調(diào)節(jié)開關(guān)也許并不是什么很難的事情。但是如果有許多開關(guān)需要擺弄，而這些開關(guān)又散布在房間不同地方，你就應(yīng)該考慮用一套燈光控制系統(tǒng)來幫助你。
除居家燈光控制外，各種會議大廳、宴會大廳、百貨商場、辦公樓、劇院演出或排練大廳、大樓景觀照明、體育比賽場館等地方的燈光調(diào)整要求，如采用一個回路一個回路進行調(diào)節(jié)的方式進行燈光調(diào)整，其操作量會非常大，甚至達到難以承受的地步。
二、 施工中可選擇的幾種控制方案
為滿足照明領(lǐng)域不斷出現(xiàn)的新要求，通過長期摸索，人們找到了許多好的解決方案。以區(qū)域和場景概念來進行燈光管理已被各種智能燈光控制系統(tǒng)采用。目前在照明控制系統(tǒng)建設(shè)中通常使用的方案有：
1、控制總線方案
采用一對雙絞線作為通訊介質(zhì)，所有的系統(tǒng)控制單元由這對雙絞線連接組成控制網(wǎng)絡(luò)，每個系統(tǒng)控制單元所發(fā)出的控制信號在整個控制網(wǎng)絡(luò)里進行傳播，各個系統(tǒng)控制單元接收到控制信息后，則根據(jù)系統(tǒng)通訊協(xié)議的規(guī)定執(zhí)行相應(yīng)動作，從而實現(xiàn)智能網(wǎng)絡(luò)控制。這種方案在采用控制總線的同時，往往也采用電源總線方式進行系統(tǒng)供電，以降低成本。這種方案，系統(tǒng)單元設(shè)計簡單，由于采用專用的雙絞線作為通訊介質(zhì)，所以具有抗干擾性能強、通訊效果好，通訊穩(wěn)定性高的優(yōu)點。但由于要采用專用的網(wǎng)絡(luò)線，所以對工程施工質(zhì)量要求高，增加了系統(tǒng)的安裝難度和總成本，并且由于控制總線或電源總線的存在，某一系統(tǒng)單元或總線節(jié)點的故障都可能對系統(tǒng)造成影響，甚至造成系統(tǒng)癱瘓。
為克服采用控制總線方案時由于某一設(shè)備發(fā)生故障而造成系統(tǒng)癱瘓的情況發(fā)生，許多廠商對產(chǎn)品、對系統(tǒng)進行了改進，出現(xiàn)了分布式集散系統(tǒng)：一個大系統(tǒng)是由多個帶智能的獨立模塊用總線方式連接起來的，脫離大系統(tǒng)后，每個控制模塊均能獨立運行。此種方案對大范圍照明控制是非常合適的，只要在設(shè)計時考慮了故障隔離問題，對設(shè)備進行適當(dāng)冗余配置，即使在使用中某一部件突然發(fā)生故障也能保證你的系統(tǒng)在降功能條件下繼續(xù)運行。由于采用了總線方案，為日常使用中的系統(tǒng)集中管理、與其他智能系統(tǒng)的互連提供了良好平臺。
國內(nèi)外許多成功的環(huán)境照明控制案例都采用了分布式集散控制方案。
2、電力線載波方案
在電力線上通過載波方式進行系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，每個系統(tǒng)控制單元所發(fā)出的控制信號都通過載波方式在整個電力線里進行傳播，各個系統(tǒng)控制單元從電力線上接收到控制信息后，則根據(jù)系統(tǒng)通訊協(xié)議的規(guī)定執(zhí)行相應(yīng)動作，從而實現(xiàn)智能網(wǎng)絡(luò)控制。這種方案與總線方案相比，取消了專用的網(wǎng)絡(luò)線，安裝或擴展也較為簡單，只需連接電源線就可實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制。但此方案在具體家居應(yīng)用上往往由于電力線的干擾問題而變得不穩(wěn)定。電力線上眾多電器都會成為載波通訊的干擾源，其中以電視機、電腦及外圍設(shè)備、各種充電器、微波爐，電子鎮(zhèn)流式的日光燈、節(jié)能燈等較為嚴重，它們或者產(chǎn)生干擾信號，影響系統(tǒng)單元的接收，或者吸收系統(tǒng)單元所發(fā)出的載波信號，使其它單元無法正確接收，從而使控制失靈。為了解決這類問題，則需要在此類電器的電源進線和總電源進線處安裝各種阻波器來隔阻干擾，保障載波通訊的穩(wěn)定和可靠性。這樣一來，又給用戶增加了不少應(yīng)用成本。
3、無線網(wǎng)絡(luò)方案
隨著無線通訊技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在出現(xiàn)了采用無線電進行通訊的家居智能網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，每個系統(tǒng)控制單元所發(fā)出的控制信號都以無線電波的進行傳播，各個系統(tǒng)控制單元接收這些傳播信息，然后根據(jù)系統(tǒng)通訊協(xié)議的規(guī)定執(zhí)行相應(yīng)動作，從而實現(xiàn)智能網(wǎng)絡(luò)控制。與電力線載波方案一樣，由于沒有專用的網(wǎng)絡(luò)線，安裝或擴展非常簡單，這個方案甚至可以使用電池供電，不用連接電源線，使用非常靈活方便，同時也降低了用戶的總體應(yīng)用成本?，F(xiàn)代無線通訊技術(shù)和計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)解決了無線通訊可靠性和互相串?dāng)_等問題，使無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到空前的發(fā)展。從技術(shù)發(fā)展方向看，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有著無可比擬的先天優(yōu)勢，近幾年來在IT領(lǐng)域得到飛速發(fā)展，成為IT產(chǎn)業(yè)和半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的新熱點。
三、 常用的操作控制方式
一個好的燈光控制系統(tǒng)會為復(fù)雜多變的燈光需求為使用者提供豐富的操作方式，使用者可根據(jù)自己的喜好及產(chǎn)品情況選擇一種或多種操作方式來對燈光進行控制。常用的操作和控制方式有：
1、輕觸式弱電開關(guān)
根據(jù)您的需求，開關(guān)可以任意設(shè)定所需控制對象，比如門廳的按鈕可以用來關(guān)閉所有的燈光。這樣，當(dāng)您離家時，輕輕一按即可關(guān)閉所有燈光，既節(jié)能、安全，又非常方便；
2、紅外、無線遙控
在任一個房間，用紅外手持遙控器控制所有聯(lián)網(wǎng)燈具(無論燈具是否處在本房間內(nèi))的開關(guān)狀態(tài)和調(diào)光狀態(tài)。您不需要進入房間后再開燈，在您進入任一間居室前您就可以用遙控器打開燈光，從此您再也不用在黑暗中尋找燈的開關(guān)了；
3、電話遠程控制
通過任何一部普通電話或手機，實現(xiàn)對燈光或場景的遠程控制。此功能可以用在晚歸前模擬主人在家的燈光狀況，以迷惑可能的竊賊；
4、計算機/互聯(lián)網(wǎng)控制
通過本地計算機或者INTERNET上的一臺計算機，可以遠程控制燈光狀態(tài)；
5、時間場景控制
通過日程管理模塊，可以對燈光的定時開閉進行定義。例如，在每天早晨7:00，將臥室的燈光緩緩開啟到一個合適亮度；深夜，自動關(guān)閉全部照明燈光；
6、靈活的場景切換
您可以通過計算機或者遙控器來設(shè)計一種燈光場景，隨后，就可以通過遙控器上的場景按鍵，方便地在各種場景間切換。您可以根據(jù)需要控制任意的燈光開閉或亮度調(diào)節(jié)，甚至可改變其他電器設(shè)備的工作狀態(tài)(例如，打開電視機并切換頻道)；
7、良好的調(diào)光效果演示
采用微處理器，通過程序?qū)崿F(xiàn)精確的光照變化控制。可設(shè)定亮度漸變速率，其變化速度可在1秒至數(shù)分鐘范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)，提供豐富的現(xiàn)場光照變換效果；采用先進的過零觸發(fā)技術(shù)，極大降低調(diào)光電路對電網(wǎng)的干擾；
8、與其他系統(tǒng)的連接：
可方便地將燈光系統(tǒng)與其他的智能設(shè)備相連，響應(yīng)其他節(jié)點發(fā)出的信號(例如當(dāng)您在客廳打開電視時，客廳燈光自動變暗，其余燈光全部關(guān)閉等)；可以設(shè)置為由某一個光照傳感器來輔助完成燈光照度的自動調(diào)整。燈光系統(tǒng)可根據(jù)環(huán)境亮度自動調(diào)整工作狀態(tài)——當(dāng)天空變暗時，室內(nèi)燈光自動打開；與人體探測傳感器相連，當(dāng)您經(jīng)過時燈光自動打開。
……
四、 常用調(diào)光技術(shù)性能比較及存在問題
1. 采用可控硅斬波技術(shù)
原理：采用可控硅斬波原理，通過控制晶閘管(可控硅)的導(dǎo)通角，將電網(wǎng)輸入的正弦波電壓斬掉一部分，從而降低了輸出電壓的平均值，達到控壓節(jié)電目的。
這類調(diào)控設(shè)備對照明系統(tǒng)的電壓調(diào)節(jié)速度快，精度高，可分時段實時調(diào)整，有穩(wěn)壓作用，主要使用電子器件，相對來說體積小、設(shè)備輕、成本低。
但該調(diào)控方式存在一個致命缺陷，由于使用斬波方式，無法實現(xiàn)正弦波輸出，并形成諧波，對電網(wǎng)系統(tǒng)造成諧波污染，危害較大，不能在有電容補償?shù)碾娐分惺褂?現(xiàn)代照明設(shè)計要求規(guī)定，照明系統(tǒng)中功率因數(shù)必須達到0.9以上，而氣體放電燈的功率因數(shù)在一般在0.5以下，所以都設(shè)計用電容補償功率因數(shù))。在發(fā)達國家，已有明文規(guī)定對電氣設(shè)備諧波含量的限制，在國內(nèi)，北京、上海、廣州等大城市，已對諧波含量超標(biāo)的設(shè)備限制并入電網(wǎng)使用。
諧波的危害
a. 縮短電力電容器使用壽命，嚴重情況下，會使電容器鼓肚、擊穿或爆炸；
b. 變壓器的銅耗、鐵耗增大，減少變壓器的實際使用容量，浪費電能；
c. 增加電氣設(shè)備附加損耗，浪費電能，嚴重時使電氣設(shè)備過熱，燒損；
d. 造成開關(guān)、接觸器等電氣設(shè)備誤動作，自動化儀表不能正常工作；
e. 產(chǎn)生嚴重的、看不見的電磁波干擾，使有線和無線信號無法接收和傳輸，影響手機、電視、廣播、電腦等設(shè)備的正常使用，損害人體正常生理機能。
2. 自耦降壓式調(diào)控裝置
市場上很多采用此技術(shù)的調(diào)光器產(chǎn)品。它的原理是，通過一個自耦變壓器機芯，根據(jù)輸入電壓高低情況，接連不同的固定變壓器抽頭，將電網(wǎng)電壓降低5、10、15、20V等幾個檔，從而達到降壓節(jié)電目的。
這類產(chǎn)品最大的優(yōu)點是克服了可控硅斬波型產(chǎn)品產(chǎn)生諧波的缺陷，實現(xiàn)了電壓的正弦波輸出，結(jié)構(gòu)和功能都很簡單，當(dāng)然可靠性也比較高。
存在的技術(shù)缺陷：
1) 固定多檔降壓器
由于其核心部件是一個多抽頭的變壓器，變壓比是固定的，一般副邊有三到五個降壓抽頭，分別降5V、10V、15V、20V，一旦接線端固定，降低電壓就是固定值，當(dāng)電網(wǎng)電壓波動時，調(diào)控裝置的輸出電壓也會上下波動，這樣照明的工作電壓處在不穩(wěn)定波動狀態(tài)，無法起到對電光源的保護作用。如圖所示，當(dāng)電網(wǎng)電壓高時，節(jié)電率不是最佳狀態(tài)；而電網(wǎng)電壓低時，可能出現(xiàn)欠壓現(xiàn)象，造成燈具無法正常點亮，反而降低燈具壽命，這是這類調(diào)控裝置存在的最大安全缺陷。當(dāng)用電高峰時，電壓過低，電氣設(shè)備也無法正常運行。
2) 接觸器型降壓器
這類調(diào)控裝置為了能做到額定電壓正常啟動，并在過電壓和欠電壓時跳到旁路（設(shè)備的安全保護），一般都用的都是交流接觸器來進行切換，這是最簡單和常用的辦法。但是，如果用接觸器作為節(jié)電產(chǎn)品的電壓調(diào)整裝置的話，其安全性、可靠性和無故障工作壽命都不能保障，存在安全隱患，原因如下：
a. 交流接觸器的工作原理是用電磁線圈吸合、斷開，來控制觸頭常開或是常閉，屬機械移動部件，只適用于不經(jīng)常動作的開關(guān)場合，如燈具、電器的開起和關(guān)斷，切換次數(shù)是有限的，不適用于頻繁切換的場合。
b. 交流接觸器在切換動作時，是機械的吸合和斷開，所以會有短暫的10~20ms的斷電，我們稱之為“閃斷”，這樣的斷電會導(dǎo)致HID燈( High Intensity Discharged Lamp—高壓氣體放電燈，如高壓鈉燈、金鹵燈、高壓汞燈等)熄滅。這種燈的特性決定，在熄滅以后，必須等到燈管冷卻，蒸氣壓下降后才能再點亮，一般需要5~10min左右，在使用中，這將是個嚴重故障。
根據(jù)以上原因，交流接觸器是不能用來控制照明調(diào)控裝置進行頻繁切換的。所以，生產(chǎn)和銷售此類節(jié)電產(chǎn)品的廠家，一般做不到實時穩(wěn)定電壓、多時段調(diào)控等功能，這也就是這類節(jié)電產(chǎn)品的缺點所在。
3. 智能調(diào)光控制技術(shù)
前面所敘述的二種調(diào)光控制技術(shù)，有著各自的優(yōu)缺點。之所以不能得到大量使用，是因為其本身都存在技術(shù)缺陷，可控硅(相控)型優(yōu)點是，可實時精確控制輸出電壓，滿足照明用電的最佳值，缺陷是電壓無法實現(xiàn)正弦波輸出，有諧波污染。而自耦降壓型的優(yōu)點正好是能做到電壓正弦波輸出，卻不能實現(xiàn)電壓的自動精確控制，只能固定降電壓，不能升壓和穩(wěn)壓，如果能將兩者優(yōu)勢結(jié)合互補，去除缺陷，就是相對比較理想的照明節(jié)能產(chǎn)品了。
智能照明調(diào)控裝置工作原理，采用微電腦控制系統(tǒng)，實時采集輸出、輸入電壓信號與最佳照明電壓比較，通過計算進行自動調(diào)節(jié)，從而保證輸出最佳的照明系統(tǒng)工作電壓。
智能照明調(diào)控裝置在結(jié)合前兩類節(jié)能產(chǎn)品的優(yōu)點的基礎(chǔ)上，克服了其中存在的缺陷，具體優(yōu)點體現(xiàn)在以下四個方面：
1) 優(yōu)化電力質(zhì)量，節(jié)約照明用電
穩(wěn)定最佳工作電壓
針對電網(wǎng)電壓偏高和波動等現(xiàn)象，調(diào)控裝置可根據(jù)用戶現(xiàn)場實際需求，實時在線調(diào)控輸出最佳照明工作電壓，并能將其穩(wěn)定在±2%以內(nèi)，有效提高電力質(zhì)量，從而達到節(jié)電10%~40%的效果。
多時段節(jié)能運行
根據(jù)用戶實際的照明需求，調(diào)控裝置還可通過程序進行多時段節(jié)能電壓設(shè)置，從而滿足用戶不同光源、不同時間的需求，實現(xiàn)最佳照明狀態(tài)和最大節(jié)電率。
2) 有效保護電光源，延長其使用壽命
軟啟動、慢斜坡
影響電光源壽命的一個重要因素是，啟動和運行時電流和電壓對光源的沖擊。為了有效的降低電流沖擊和提高燈的壽命，在國外高檔燈具產(chǎn)品中，要求燈具有軟啟動功能。
智能調(diào)控裝置能夠?qū)崿F(xiàn)燈具的軟啟動和慢斜坡控制過程。燈具在啟動時，采用低壓軟啟動，充分預(yù)熱。該過程可減少40%的啟動電流沖擊，有效提高光源壽命。在調(diào)壓、穩(wěn)壓的過程中，智能調(diào)控裝置采用慢斜坡方式，讓電壓在設(shè)定時間內(nèi)緩慢過渡，保證光源不受電壓、電流波動的沖擊，從而降低電光源損壞，延長使用壽命。
實時穩(wěn)壓、控壓
在電壓波動很大的地方，如電氣設(shè)備比較多的廠區(qū)，一分鐘內(nèi)的電壓波動達到±15%；路燈后半夜的供電電壓也會達到250V。智能調(diào)控裝置高穩(wěn)定的最佳照明電壓，能夠延長電光源壽命2~4倍，減少照明運行、維護成本30%~50%。
3) 智能的照明控制
為了滿足不同用戶對照明燈具控制的需要，智能照明控制設(shè)備有三種運行模式可供選用：
端子控制節(jié)能運行模式
時間控制節(jié)能運行模式
通訊控制節(jié)能運行模式
可按現(xiàn)場實際情況，通過天文鐘、智能探頭或內(nèi)部編程、遠程計算機遙控，實現(xiàn)時控、光控、程控等多種智能化控制。并可根據(jù)不同時段、不同燈具、不同亮度要求，每相獨立調(diào)節(jié)，允許100%不平衡。
4) 適用性、可靠性
智能照明控制設(shè)備每回路可獨立調(diào)節(jié)，可操作性強，可以承受三相100%的不平衡負載，且保證單相的故障絕不影響其它兩相的正常運行。同一個裝置可以帶不同類型光源負載，可獨立調(diào)節(jié)每回路的輸出電壓；
可設(shè)計為手動和自動雙旁路系統(tǒng)，以保證照明設(shè)備不斷電，正常安全運行。
近幾年，隨著科技的發(fā)展和物質(zhì)生活水平的不斷提高，家居、酒店智能化也不斷被人們所推崇。作為智能化的組成部分——智能照明系統(tǒng)更成為當(dāng)今裝飾、裝修的關(guān)注點。自從愛迪生發(fā)明電燈以來，給人類帶來無窮的利益。如今的電燈已不僅僅用于照明，而更多的是用來營造溫馨、浪漫、多彩、絢麗、奢華的氛圍。正如我們所在的城市、公園的彩燈；江濱的夜燈；街道上的各種霓虹燈等。那么家居、酒店等處的智能照明系統(tǒng)又該如何配置和使用燈光控制系統(tǒng)？
今天，各種燈具已不單純是實現(xiàn)基本照明的工具，已成為建筑裝飾中的一種實用藝術(shù)品，是照明技術(shù)與建筑藝術(shù)的統(tǒng)一。
照明效果在建筑裝修中的重要地位已逐步被人們認識，精心選擇各種別致的吊燈、落地?zé)簟⑴_燈和壁燈來裝點您的居住空間，可為您創(chuàng)造出令人賞心悅目的格調(diào)。
不同的燈光場景，對人的心境和情緒變化有著緊密的聯(lián)系。人們在會客、娛樂和休息時，對光線的強弱、燈光的有無，有著特定的要求。你選擇了最好看的燈具只是為你的家居增加了部分光亮。但如果沒有一種簡單、方便的方法來控制這些燈具，那么也就失去了你如此精心挑選的燈具的裝飾效果。例如：懸垂在餐桌上方的吊燈可能是調(diào)到百分之四十亮度時，看起來效果最佳。同樣的情況也可能發(fā)生在書架上布置的小燈上。為產(chǎn)生最佳照明效果，你需要對不同區(qū)域進行燈光調(diào)節(jié)。
所謂燈光調(diào)節(jié)，其實就是根據(jù)某一區(qū)域的使用功能、不同時間、室外光亮度等條件來調(diào)整燈光照明。其中最重要的一點就是可進行預(yù)設(shè)，即具有將照明亮度轉(zhuǎn)變?yōu)橐幌盗谐绦蛟O(shè)置的功能，這也是我們稱之為智能的原因。這些設(shè)置也稱為場景，因為它本身就是根據(jù)人們對于不同場景的燈光需求來設(shè)置的，它可由調(diào)控器系統(tǒng)自動調(diào)用。
燈光調(diào)節(jié)的方式借助各種不同的“預(yù)設(shè)置”控制方式和控制元件，對不同時間不同環(huán)境的光照度進行精確設(shè)置和合理管理。調(diào)光技術(shù)可使照明系統(tǒng)能按照經(jīng)濟有效的最佳方式來準(zhǔn)確運作，能夠最大限度地節(jié)約能源，與傳統(tǒng)的照明控制方式相比較，可以節(jié)約電能20％～30％。由于人眼對光強的感受是非線性的，因此，就有可能將亮度級別降低10%以上，而人卻覺察不到亮度的變化。這樣，就可以節(jié)省將近10%的電能。如果將調(diào)光級別降低50%，則可以節(jié)省約40%的電能。
調(diào)光開關(guān)可將燈光亮度漸調(diào)到預(yù)設(shè)級別，這在第一次開燈時尤其重要。將燈光亮度漸調(diào)到設(shè)定級別，也稱為“軟啟動”，可以極大地延長燈泡的使用壽命。燈光亮度降低10%可將燈的使用壽命延長兩倍，降低50%則可延長20倍左右。
您也許已注意到：當(dāng)家里有了各式各樣燈具之后，如何將它們精心地搭配在一起，并營造出最適合的效果就成了件麻煩的事情。
當(dāng)你結(jié)束了一天的忙碌后，舒舒服服地坐在沙發(fā)上準(zhǔn)備享受一下的時候，發(fā)現(xiàn)周圍的燈不是太亮，就是太暗了，為了給自己一個舒適的光環(huán)境需要你去手動調(diào)節(jié)每一個調(diào)光開關(guān)，你的心情會怎樣？在您看電視的時候，很可能因為需要調(diào)正一下燈光，而錯過了精彩的射門鏡頭；或者，冬夜里躺到床上才發(fā)現(xiàn)洗手間的燈還沒有關(guān)上，只好爬起來把它關(guān)上。
這一切是否夠麻煩？
你是否有足夠的時間和耐心，每次都手動來調(diào)節(jié)每一個調(diào)光開關(guān)以獲得正確的效果？
如果燈光只是在房間內(nèi)少數(shù)幾個區(qū)域發(fā)揮著重要作用，一個一個地調(diào)節(jié)開關(guān)也許并不是什么很難的事情。但是如果有許多開關(guān)需要擺弄，而這些開關(guān)又散布在房間不同地方，你就應(yīng)該考慮用一套燈光控制系統(tǒng)來幫助你。
除居家燈光控制外，各種會議大廳、宴會大廳、百貨商場、辦公樓、劇院演出或排練大廳、大樓景觀照明、體育比賽場館等地方的燈光調(diào)整要求，如采用一個回路一個回路進行調(diào)節(jié)的方式進行燈光調(diào)整，其操作量會非常大，甚至達到難以承受的地步。
二、 施工中可選擇的幾種控制方案
為滿足照明領(lǐng)域不斷出現(xiàn)的新要求，通過長期摸索，人們找到了許多好的解決方案。以區(qū)域和場景概念來進行燈光管理已被各種智能燈光控制系統(tǒng)采用。目前在照明控制系統(tǒng)建設(shè)中通常使用的方案有：
1、控制總線方案
采用一對雙絞線作為通訊介質(zhì)，所有的系統(tǒng)控制單元由這對雙絞線連接組成控制網(wǎng)絡(luò)，每個系統(tǒng)控制單元所發(fā)出的控制信號在整個控制網(wǎng)絡(luò)里進行傳播，各個系統(tǒng)控制單元接收到控制信息后，則根據(jù)系統(tǒng)通訊協(xié)議的規(guī)定執(zhí)行相應(yīng)動作，從而實現(xiàn)智能網(wǎng)絡(luò)控制。這種方案在采用控制總線的同時，往往也采用電源總線方式進行系統(tǒng)供電，以降低成本。這種方案，系統(tǒng)單元設(shè)計簡單，由于采用專用的雙絞線作為通訊介質(zhì)，所以具有抗干擾性能強、通訊效果好，通訊穩(wěn)定性高的優(yōu)點。但由于要采用專用的網(wǎng)絡(luò)線，所以對工程施工質(zhì)量要求高，增加了系統(tǒng)的安裝難度和總成本，并且由于控制總線或電源總線的存在，某一系統(tǒng)單元或總線節(jié)點的故障都可能對系統(tǒng)造成影響，甚至造成系統(tǒng)癱瘓。
為克服采用控制總線方案時由于某一設(shè)備發(fā)生故障而造成系統(tǒng)癱瘓的情況發(fā)生，許多廠商對產(chǎn)品、對系統(tǒng)進行了改進，出現(xiàn)了分布式集散系統(tǒng)：一個大系統(tǒng)是由多個帶智能的獨立模塊用總線方式連接起來的，脫離大系統(tǒng)后，每個控制模塊均能獨立運行。此種方案對大范圍照明控制是非常合適的，只要在設(shè)計時考慮了故障隔離問題，對設(shè)備進行適當(dāng)冗余配置，即使在使用中某一部件突然發(fā)生故障也能保證你的系統(tǒng)在降功能條件下繼續(xù)運行。由于采用了總線方案，為日常使用中的系統(tǒng)集中管理、與其他智能系統(tǒng)的互連提供了良好平臺。
國內(nèi)外許多成功的環(huán)境照明控制案例都采用了分布式集散控制方案。
2、電力線載波方案
在電力線上通過載波方式進行系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，每個系統(tǒng)控制單元所發(fā)出的控制信號都通過載波方式在整個電力線里進行傳播，各個系統(tǒng)控制單元從電力線上接收到控制信息后，則根據(jù)系統(tǒng)通訊協(xié)議的規(guī)定執(zhí)行相應(yīng)動作，從而實現(xiàn)智能網(wǎng)絡(luò)控制。這種方案與總線方案相比，取消了專用的網(wǎng)絡(luò)線，安裝或擴展也較為簡單，只需連接電源線就可實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制。但此方案在具體家居應(yīng)用上往往由于電力線的干擾問題而變得不穩(wěn)定。電力線上眾多電器都會成為載波通訊的干擾源，其中以電視機、電腦及外圍設(shè)備、各種充電器、微波爐，電子鎮(zhèn)流式的日光燈、節(jié)能燈等較為嚴重，它們或者產(chǎn)生干擾信號，影響系統(tǒng)單元的接收，或者吸收系統(tǒng)單元所發(fā)出的載波信號，使其它單元無法正確接收，從而使控制失靈。為了解決這類問題，則需要在此類電器的電源進線和總電源進線處安裝各種阻波器來隔阻干擾，保障載波通訊的穩(wěn)定和可靠性。這樣一來，又給用戶增加了不少應(yīng)用成本。
3、無線網(wǎng)絡(luò)方案
隨著無線通訊技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在出現(xiàn)了采用無線電進行通訊的家居智能網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，每個系統(tǒng)控制單元所發(fā)出的控制信號都以無線電波的進行傳播，各個系統(tǒng)控制單元接收這些傳播信息，然后根據(jù)系統(tǒng)通訊協(xié)議的規(guī)定執(zhí)行相應(yīng)動作，從而實現(xiàn)智能網(wǎng)絡(luò)控制。與電力線載波方案一樣，由于沒有專用的網(wǎng)絡(luò)線，安裝或擴展非常簡單，這個方案甚至可以使用電池供電，不用連接電源線，使用非常靈活方便，同時也降低了用戶的總體應(yīng)用成本?，F(xiàn)代無線通訊技術(shù)和計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)解決了無線通訊可靠性和互相串?dāng)_等問題，使無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到空前的發(fā)展。從技術(shù)發(fā)展方向看，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有著無可比擬的先天優(yōu)勢，近幾年來在IT領(lǐng)域得到飛速發(fā)展，成為IT產(chǎn)業(yè)和半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的新熱點。
三、 常用的操作控制方式
一個好的燈光控制系統(tǒng)會為復(fù)雜多變的燈光需求為使用者提供豐富的操作方式，使用者可根據(jù)自己的喜好及產(chǎn)品情況選擇一種或多種操作方式來對燈光進行控制。常用的操作和控制方式有：
1、輕觸式弱電開關(guān)
根據(jù)您的需求，開關(guān)可以任意設(shè)定所需控制對象，比如門廳的按鈕可以用來關(guān)閉所有的燈光。這樣，當(dāng)您離家時，輕輕一按即可關(guān)閉所有燈光，既節(jié)能、安全，又非常方便；
2、紅外、無線遙控
在任一個房間，用紅外手持遙控器控制所有聯(lián)網(wǎng)燈具(無論燈具是否處在本房間內(nèi))的開關(guān)狀態(tài)和調(diào)光狀態(tài)。您不需要進入房間后再開燈，在您進入任一間居室前您就可以用遙控器打開燈光，從此您再也不用在黑暗中尋找燈的開關(guān)了；
3、電話遠程控制
通過任何一部普通電話或手機，實現(xiàn)對燈光或場景的遠程控制。此功能可以用在晚歸前模擬主人在家的燈光狀況，以迷惑可能的竊賊；
4、計算機/互聯(lián)網(wǎng)控制
通過本地計算機或者INTERNET上的一臺計算機，可以遠程控制燈光狀態(tài)；
5、時間場景控制
通過日程管理模塊，可以對燈光的定時開閉進行定義。例如，在每天早晨7:00，將臥室的燈光緩緩開啟到一個合適亮度；深夜，自動關(guān)閉全部照明燈光；
6、靈活的場景切換
您可以通過計算機或者遙控器來設(shè)計一種燈光場景，隨后，就可以通過遙控器上的場景按鍵，方便地在各種場景間切換。您可以根據(jù)需要控制任意的燈光開閉或亮度調(diào)節(jié)，甚至可改變其他電器設(shè)備的工作狀態(tài)(例如，打開電視機并切換頻道)；
7、良好的調(diào)光效果演示
采用微處理器，通過程序?qū)崿F(xiàn)精確的光照變化控制。可設(shè)定亮度漸變速率，其變化速度可在1秒至數(shù)分鐘范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)，提供豐富的現(xiàn)場光照變換效果；采用先進的過零觸發(fā)技術(shù)，極大降低調(diào)光電路對電網(wǎng)的干擾；
8、與其他系統(tǒng)的連接：
可方便地將燈光系統(tǒng)與其他的智能設(shè)備相連，響應(yīng)其他節(jié)點發(fā)出的信號(例如當(dāng)您在客廳打開電視時，客廳燈光自動變暗，其余燈光全部關(guān)閉等)；可以設(shè)置為由某一個光照傳感器來輔助完成燈光照度的自動調(diào)整。燈光系統(tǒng)可根據(jù)環(huán)境亮度自動調(diào)整工作狀態(tài)——當(dāng)天空變暗時，室內(nèi)燈光自動打開；與人體探測傳感器相連，當(dāng)您經(jīng)過時燈光自動打開。
……
四、 常用調(diào)光技術(shù)性能比較及存在問題
1. 采用可控硅斬波技術(shù)
原理：采用可控硅斬波原理，通過控制晶閘管(可控硅)的導(dǎo)通角，將電網(wǎng)輸入的正弦波電壓斬掉一部分，從而降低了輸出電壓的平均值，達到控壓節(jié)電目的。
這類調(diào)控設(shè)備對照明系統(tǒng)的電壓調(diào)節(jié)速度快，精度高，可分時段實時調(diào)整，有穩(wěn)壓作用，主要使用電子器件，相對來說體積小、設(shè)備輕、成本低。
但該調(diào)控方式存在一個致命缺陷，由于使用斬波方式，無法實現(xiàn)正弦波輸出，并形成諧波，對電網(wǎng)系統(tǒng)造成諧波污染，危害較大，不能在有電容補償?shù)碾娐分惺褂?現(xiàn)代照明設(shè)計要求規(guī)定，照明系統(tǒng)中功率因數(shù)必須達到0.9以上，而氣體放電燈的功率因數(shù)在一般在0.5以下，所以都設(shè)計用電容補償功率因數(shù))。在發(fā)達國家，已有明文規(guī)定對電氣設(shè)備諧波含量的限制，在國內(nèi)，北京、上海、廣州等大城市，已對諧波含量超標(biāo)的設(shè)備限制并入電網(wǎng)使用。
諧波的危害
a. 縮短電力電容器使用壽命，嚴重情況下，會使電容器鼓肚、擊穿或爆炸；
b. 變壓器的銅耗、鐵耗增大，減少變壓器的實際使用容量，浪費電能；
c. 增加電氣設(shè)備附加損耗，浪費電能，嚴重時使電氣設(shè)備過熱，燒損；
d. 造成開關(guān)、接觸器等電氣設(shè)備誤動作，自動化儀表不能正常工作；
e. 產(chǎn)生嚴重的、看不見的電磁波干擾，使有線和無線信號無法接收和傳輸，影響手機、電視、廣播、電腦等設(shè)備的正常使用，損害人體正常生理機能。
2. 自耦降壓式調(diào)控裝置
市場上很多采用此技術(shù)的調(diào)光器產(chǎn)品。它的原理是，通過一個自耦變壓器機芯，根據(jù)輸入電壓高低情況，接連不同的固定變壓器抽頭，將電網(wǎng)電壓降低5、10、15、20V等幾個檔，從而達到降壓節(jié)電目的。
這類產(chǎn)品最大的優(yōu)點是克服了可控硅斬波型產(chǎn)品產(chǎn)生諧波的缺陷，實現(xiàn)了電壓的正弦波輸出，結(jié)構(gòu)和功能都很簡單，當(dāng)然可靠性也比較高。
存在的技術(shù)缺陷：
1) 固定多檔降壓器
由于其核心部件是一個多抽頭的變壓器，變壓比是固定的，一般副邊有三到五個降壓抽頭，分別降5V、10V、15V、20V，一旦接線端固定，降低電壓就是固定值，當(dāng)電網(wǎng)電壓波動時，調(diào)控裝置的輸出電壓也會上下波動，這樣照明的工作電壓處在不穩(wěn)定波動狀態(tài)，無法起到對電光源的保護作用。如圖所示，當(dāng)電網(wǎng)電壓高時，節(jié)電率不是最佳狀態(tài)；而電網(wǎng)電壓低時，可能出現(xiàn)欠壓現(xiàn)象，造成燈具無法正常點亮，反而降低燈具壽命，這是這類調(diào)控裝置存在的最大安全缺陷。當(dāng)用電高峰時，電壓過低，電氣設(shè)備也無法正常運行。
2) 接觸器型降壓器
這類調(diào)控裝置為了能做到額定電壓正常啟動，并在過電壓和欠電壓時跳到旁路（設(shè)備的安全保護），一般都用的都是交流接觸器來進行切換，這是最簡單和常用的辦法。但是，如果用接觸器作為節(jié)電產(chǎn)品的電壓調(diào)整裝置的話，其安全性、可靠性和無故障工作壽命都不能保障，存在安全隱患，原因如下：
a. 交流接觸器的工作原理是用電磁線圈吸合、斷開，來控制觸頭常開或是常閉，屬機械移動部件，只適用于不經(jīng)常動作的開關(guān)場合，如燈具、電器的開起和關(guān)斷，切換次數(shù)是有限的，不適用于頻繁切換的場合。
b. 交流接觸器在切換動作時，是機械的吸合和斷開，所以會有短暫的10~20ms的斷電，我們稱之為“閃斷”，這樣的斷電會導(dǎo)致HID燈( High Intensity Discharged Lamp—高壓氣體放電燈，如高壓鈉燈、金鹵燈、高壓汞燈等)熄滅。這種燈的特性決定，在熄滅以后，必須等到燈管冷卻，蒸氣壓下降后才能再點亮，一般需要5~10min左右，在使用中，這將是個嚴重故障。
根據(jù)以上原因，交流接觸器是不能用來控制照明調(diào)控裝置進行頻繁切換的。所以，生產(chǎn)和銷售此類節(jié)電產(chǎn)品的廠家，一般做不到實時穩(wěn)定電壓、多時段調(diào)控等功能，這也就是這類節(jié)電產(chǎn)品的缺點所在。
3. 智能調(diào)光控制技術(shù)
前面所敘述的二種調(diào)光控制技術(shù)，有著各自的優(yōu)缺點。之所以不能得到大量使用，是因為其本身都存在技術(shù)缺陷，可控硅(相控)型優(yōu)點是，可實時精確控制輸出電壓，滿足照明用電的最佳值，缺陷是電壓無法實現(xiàn)正弦波輸出，有諧波污染。而自耦降壓型的優(yōu)點正好是能做到電壓正弦波輸出，卻不能實現(xiàn)電壓的自動精確控制，只能固定降電壓，不能升壓和穩(wěn)壓，如果能將兩者優(yōu)勢結(jié)合互補，去除缺陷，就是相對比較理想的照明節(jié)能產(chǎn)品了。
智能照明調(diào)控裝置工作原理，采用微電腦控制系統(tǒng)，實時采集輸出、輸入電壓信號與最佳照明電壓比較，通過計算進行自動調(diào)節(jié)，從而保證輸出最佳的照明系統(tǒng)工作電壓。
智能照明調(diào)控裝置在結(jié)合前兩類節(jié)能產(chǎn)品的優(yōu)點的基礎(chǔ)上，克服了其中存在的缺陷，具體優(yōu)點體現(xiàn)在以下四個方面：
1) 優(yōu)化電力質(zhì)量，節(jié)約照明用電
穩(wěn)定最佳工作電壓
針對電網(wǎng)電壓偏高和波動等現(xiàn)象，調(diào)控裝置可根據(jù)用戶現(xiàn)場實際需求，實時在線調(diào)控輸出最佳照明工作電壓，并能將其穩(wěn)定在±2%以內(nèi)，有效提高電力質(zhì)量，從而達到節(jié)電10%~40%的效果。
多時段節(jié)能運行
根據(jù)用戶實際的照明需求，調(diào)控裝置還可通過程序進行多時段節(jié)能電壓設(shè)置，從而滿足用戶不同光源、不同時間的需求，實現(xiàn)最佳照明狀態(tài)和最大節(jié)電率。
2) 有效保護電光源，延長其使用壽命
軟啟動、慢斜坡
影響電光源壽命的一個重要因素是，啟動和運行時電流和電壓對光源的沖擊。為了有效的降低電流沖擊和提高燈的壽命，在國外高檔燈具產(chǎn)品中，要求燈具有軟啟動功能。
智能調(diào)控裝置能夠?qū)崿F(xiàn)燈具的軟啟動和慢斜坡控制過程。燈具在啟動時，采用低壓軟啟動，充分預(yù)熱。該過程可減少40%的啟動電流沖擊，有效提高光源壽命。在調(diào)壓、穩(wěn)壓的過程中，智能調(diào)控裝置采用慢斜坡方式，讓電壓在設(shè)定時間內(nèi)緩慢過渡，保證光源不受電壓、電流波動的沖擊，從而降低電光源損壞，延長使用壽命。
實時穩(wěn)壓、控壓
在電壓波動很大的地方，如電氣設(shè)備比較多的廠區(qū)，一分鐘內(nèi)的電壓波動達到±15%；路燈后半夜的供電電壓也會達到250V。智能調(diào)控裝置高穩(wěn)定的最佳照明電壓，能夠延長電光源壽命2~4倍，減少照明運行、維護成本30%~50%。
3) 智能的照明控制
為了滿足不同用戶對照明燈具控制的需要，智能照明控制設(shè)備有三種運行模式可供選用：
端子控制節(jié)能運行模式
時間控制節(jié)能運行模式
通訊控制節(jié)能運行模式
可按現(xiàn)場實際情況，通過天文鐘、智能探頭或內(nèi)部編程、遠程計算機遙控，實現(xiàn)時控、光控、程控等多種智能化控制。并可根據(jù)不同時段、不同燈具、不同亮度要求，每相獨立調(diào)節(jié)，允許100%不平衡。
4) 適用性、可靠性
智能照明控制設(shè)備每回路可獨立調(diào)節(jié)，可操作性強，可以承受三相100%的不平衡負載，且保證單相的故障絕不影響其它兩相的正常運行。同一個裝置可以帶不同類型光源負載，可獨立調(diào)節(jié)每回路的輸出電壓；
可設(shè)計為手動和自動雙旁路系統(tǒng)，以保證照明設(shè)備不斷電，正常安全運行。
文章版權(quán)歸西部工控xbgk所有，未經(jīng)許可不得轉(zhuǎn)載。
服務(wù)咨詢