Многоуровневое управление освещением: отказоустойчивость решений и продуктов

Многоуровневое управление освещением предназначено для реализации простого и энергоэффективного управления системами освещения, используется там, где требуется реализовать включение или выключение освещения из нескольких мест, включение или выключение освещения по группам, общее центральное включение или выключение.

Рассмотрим несколько основных решений и продуктов с точки зрения отказоустойчивости аппаратных средств, а значит и реальной долговременной эксплуатации.

Пример многоуровневой системы управления освещением

1 уровень управления — все источники освещения в здании, в том числе управляемые из нескольких мест.

2 уровень управления — источники освещения, объединённые в группу в левом крыле первого этажа, источники освещения, объединённые в группу в правом крыле первого этажа, источники освещения, объединённые в группу в левом крыле второго этажа, источники освещения, объединённые в группу в правом крыле второго этажа.

3 уровень управления — источники освещения, объединённые в группу на всём первом этаже, источники освещения, объединённые в группу на всём втором этаже.

4 уровень управления — источники освещения, объединённые в группу во всем доме.

Решения, на которых можно построить такую систему

1. ПЛК.
2. Импульсные реле.
3. Комплекс Технических Средств Непрограммируемой Логики (КТС НПЛ) на базе модульных устройств управления освещением собственной разработки.

Про КТС НПЛ можно почитать в статье многоуровневое управление освещением на базе КТС НПЛ.

Устройство управления освещением электромеханическое представляет собой компактный модуль управления для установки на дин рейку шириной 36 мм (2 модуля).

Управление

Управление осуществляется с помощью двойной кнопки без фиксации с двумя нормально открытыми контактами.

Причина разработки КТС НПЛ

Причиной разработки КТС НПЛ стало техническое задание заказчика, желающего воплотить функционал многоуровневой системы управления освещением без использования ПЛК (ибо резервировать весьма затратно).

Пример функционала многоуровневой системы управления освещением в коттедже

Рассмотрим отказоустойчивую систему на базе устройств управления освещением

Состав:
1. Устройства управления освещением.

Стоимость оборудования: 47$ за один источник освещения.
Электрическая износостойкость: 100 000 циклов для АС-1.

При выходе из строя одного из устройств управления освещением, все другие устройства системы управления освещением будут продолжать работать.
Это означает, что при поломке устройства управления освещением, освещение будет продолжать работать, за исключением одного источника света, или одного группового выключателя, в то время, как мастер произведёт инсталляцию нового оборудования и введёт его в эксплуатацию.

Рассмотрим отказоустойчивую систему на базе ПЛК

Состав:
1. Программируемый логический контроллер.
2. Резервный программируемый логический контроллер.
3. Модули ввода-вывода.
4. Резервные модули ввода-вывода.
5. Устройство резервирования (обеспечивает переключение управления на резервный ПЛК и резервные модули ввода-вывода).
6. Промежуточные реле.
7. Исполнительные устройства (реле/контакторы).

Стоимость оборудования: 237$ за один источник освещения.
Электрическая износостойкость: 100 000 циклов для АС-1.

При выходе из строя ПЛК или модулей ввода-вывода, устройство резервирования в режиме реального времени переключит управление на резервный ПЛК и резервные модули ввода-вывода, и просигнализирует об аварии.
Это означает, что при поломке ПЛК, освещение будет продолжать работать, в то время, как мастер произведёт инсталляцию нового оборудования и введёт его в эксплуатацию.

Рассмотрим не резервируемую систему на базе ПЛК

Состав:
1. Программируемый логический контроллер.
2. Модули ввода-вывода.
3. Промежуточные реле.
4. Исполнительные устройства (реле/контакторы).

Стоимость оборудования: 69$ за один источник освещения.
Электрическая износостойкость: 100 000 циклов для АС-1.

При выходе из строя ПЛК или модулей ввода-вывода, освещение полностью перестанет работать, до тех пор, пока мастер не произведёт инсталляцию и ввод в эксплуатацию нового оборудования.

Рассмотрим самую распространённую в жилом секторе систему на базе ПЛК

Состав:
1. Программируемый логический контроллер
2. Модули ввода-вывода
3. Промежуточные реле на ввод

Стоимость оборудования: 41$ за один источник освещения.
Электрическая износостойкость: 25 000 циклов для АС-1.

При выходе из строя ПЛК или модулей ввода-вывода (произойдёт этого значительно быстрее, чем в предыдущих вариантах, так как электрическая износостойкость вчетверо ниже), освещение полностью перестанет работать, до тех пор, пока мастер не произведёт инсталляцию и ввод в эксплуатацию нового оборудования.

Рассмотрим систему на базе импульсных реле

Состав:
1. Импульсные реле.
2. Модули группового управления.
3. Модули центрального управления.

Стоимость оборудования: 73$ за один источник освещения.
Электрическая износостойкость: 100 000 циклов для АС-1.

При выходе из строя одного из реле, все другие реле системы управления освещением будут продолжать работать.
Это означает, что при поломке импульсного реле, освещение будет продолжать работать, за исключением одного источника света, или одного группового выключателя, в то время, как мастер произведёт инсталляцию нового оборудования и введёт его в эксплуатацию.

На первый взгляд импульсные реле мало чем отличаются от устройств управления освещением, но это не так, у импульсных реле есть ряд ограничений:
1. Ограничение количества коммутаций: 5-15 переключений в минуту/100 переключений в день.
2. Ограничение длительности импульса: 50 мс — 1 с.
3. Вибрации могут привести к самопроизвольному переключению, то есть, при необходимости, установить контакторы в такой шкаф управления уже не получится.
4. При одновременном включении/выключении соседних импульсных реле может потребоваться вентиляция и охлаждение шкафа управления.
5. При возрастании количества уровней управления, возрастает сложность построения схемы.

Вывод

Отказоустойчивая многоуровневая система управления освещением на базе ПЛК имеет достаточно высокую стоимость для жилого сектора, система на базе импульсных реле имеет серьезные ограничения, система на базе устройств управления освещением является той самой золотой серединой.

Источник: habr.com