Die mehrstufige Lichtsteuerung dient der einfachen und energieeffizienten Steuerung von Beleuchtungsanlagen; sie wird dort eingesetzt, wo es erforderlich ist, die Beleuchtung an mehreren Stellen ein- oder auszuschalten, die Beleuchtung in Gruppen ein- oder auszuschalten oder allgemein zentral ein- oder auszuschalten aus.
Betrachten wir einige grundlegende Lösungen und Produkte unter dem Gesichtspunkt der Hardware-Fehlertoleranz und damit des tatsächlichen Langzeitbetriebs.
Beispiel für ein mehrstufiges Lichtsteuerungssystem
Steuerung der Ebene 1 – alle Lichtquellen im Gebäude, auch solche, die von mehreren Stellen aus gesteuert werden.
2. Steuerungsebene - Lichtquellen zu einer Gruppe zusammengefasst im linken Flügel des ersten Obergeschosses, Lichtquellen zu einer Gruppe zusammengefasst im rechten Flügel des ersten Obergeschosses, Lichtquellen zu einer Gruppe zusammengefasst im linken Flügel des zweiten Obergeschosses, Zu einer Gruppe zusammengefasste Lichtquellen im rechten Flügel des zweiten Obergeschosses.
Steuerung der Ebene 3 – zu einer Gruppe zusammengefasste Lichtquellen im gesamten ersten Obergeschoss, zu einer Gruppe zusammengefasste Lichtquellen im gesamten zweiten Obergeschoss.
Steuerung der Stufe 4 – Lichtquellen im ganzen Haus zu einer Gruppe zusammengefasst.
Lösungen, auf denen ein solches System aufbauen kann
1. SPS.
2. Impulsrelais.
3. Komplex aus nicht programmierbarer Hardware-Logik (CTS NPL) basierend auf modularen Lichtsteuergeräten unseres eigenen Designs.
Über CTS NPL können Sie im Artikel lesen .
Das elektromechanische Lichtsteuergerät ist ein kompaktes Steuermodul zur Montage auf einer 36 mm breiten DIN-Schiene (2 Module).
Management
Die Steuerung erfolgt über einen Doppeltaster mit zwei Schließerkontakten.
Grund für die Entwicklung von CTS NPL
Anlass für die Entwicklung von KTS NPL war die technische Vorgabe des Kunden, der die Funktionalität einer mehrstufigen Lichtsteuerung ohne den Einsatz einer SPS realisieren wollte (da die Reservierung sehr teuer ist).
Ein Beispiel für die Funktionalität eines mehrstufigen Lichtsteuerungssystems in einem Ferienhaus
Betrachten wir ein fehlertolerantes System, das auf Lichtsteuergeräten basiert
Zutaten:
1. Beleuchtungssteuergeräte.
Ausrüstungskosten: 47 $ für eine Lichtquelle.
Elektrische Lebensdauer: 100 Zyklen für AC-000.
Fällt eines der Lichtsteuergeräte aus, bleiben alle anderen Lichtsteuergeräte weiterhin in Betrieb.
Das bedeutet, dass bei einem Ausfall des Lichtsteuergeräts die Beleuchtung bis auf eine Lichtquelle oder einen Gruppenschalter weiter funktioniert, während der Techniker neue Geräte installiert und in Betrieb nimmt.
Stellen Sie sich ein fehlertolerantes SPS-basiertes System vor
Zutaten:
1. Speicherprogrammierbare Steuerung.
2. Backup-speicherprogrammierbare Steuerung.
3. I/O-Module.
4. Redundante E/A-Module.
5. Redundanzgerät (ermöglicht die Steuerungsumschaltung zur Backup-SPS und den Backup-E/A-Modulen).
6. Zwischenrelais.
7. Aktoren (Relais/Schütze).
Ausrüstungskosten: 237 $ für eine Lichtquelle.
Elektrische Lebensdauer: 100 Zyklen für AC-000.
Wenn die SPS oder die E/A-Module ausfallen, übergibt das Backup-Gerät die Steuerung in Echtzeit an die Backup-SPS und die Backup-E/A-Module und meldet einen Ausfall.
Das bedeutet, dass bei einem Ausfall der SPS die Beleuchtung weiter funktioniert, während der Techniker neue Geräte installiert und in Betrieb nimmt.
Stellen Sie sich ein nicht-redundantes SPS-basiertes System vor
Zutaten:
1. Speicherprogrammierbare Steuerung.
2. I/O-Module.
3. Zwischenrelais.
4. Aktoren (Relais/Schütze).
Ausrüstungskosten: 69 $ für eine Lichtquelle.
Elektrische Lebensdauer: 100 Zyklen für AC-000.
Bei einem Ausfall der SPS oder der Ein-/Ausgabemodule fällt die Beleuchtung vollständig aus, bis der Techniker neue Geräte installiert und in Betrieb nimmt.
Betrachten wir das am weitesten verbreitete SPS-basierte System im Wohnbereich
Zutaten:
1. Speicherprogrammierbare Steuerung
2. I/O-Module
3. Zwischenrelais für den Eingang
Ausrüstungskosten: 41 $ für eine Lichtquelle.
Elektrische Lebensdauer: 25 Zyklen für AC-000.
Bei einem Ausfall der SPS oder der Ein-/Ausgabemodule (dies geschieht viel schneller als in den Vorgängerversionen, da die elektrische Verschleißfestigkeit viermal geringer ist) fällt die Beleuchtung komplett aus, bis der Techniker neue Geräte installiert und in Betrieb nimmt.
Stellen Sie sich ein System vor, das auf Impulsrelais basiert
Zutaten:
1. Impulsrelais.
2. Gruppensteuermodule.
3. Zentrale Steuermodule.
Ausrüstungskosten: 73 $ für eine Lichtquelle.
Elektrische Lebensdauer: 100 Zyklen für AC-000.
Fällt ein Relais aus, bleiben alle anderen Relais der Lichtsteuerung weiterhin in Betrieb.
Das bedeutet, dass bei Ausfall des Impulsrelais die Beleuchtung bis auf eine Lichtquelle oder einen Gruppenschalter weiter funktioniert, während der Techniker neue Geräte installiert und in Betrieb nimmt.
Auf den ersten Blick unterscheiden sich Impulsrelais nicht wesentlich von Lichtsteuergeräten, dies ist jedoch nicht der Fall; Impulsrelais weisen eine Reihe von Einschränkungen auf:
1. Begrenzung der Anzahl der Schaltungen: 5-15 Schaltungen pro Minute / 100 Schaltungen pro Tag.
2. Impulsdauerbegrenzung: 50 ms - 1 s.
3. Durch Vibrationen kann es zu spontanen Schaltvorgängen kommen, d. h. ggf. ist der Einbau von Schützen in einen solchen Schaltschrank nicht mehr möglich.
4. Beim gleichzeitigen Ein-/Ausschalten benachbarter Stromstoßrelais kann eine Belüftung und Kühlung des Schaltschranks erforderlich sein.
5. Mit zunehmender Anzahl der Steuerebenen steigt die Komplexität des Schaltungsaufbaus.
Abschluss
Ein fehlertolerantes mehrstufiges Lichtsteuerungssystem auf Basis einer SPS ist für den Wohnbereich mit relativ hohen Kosten verbunden, ein auf Impulsrelais basierendes System weist erhebliche Einschränkungen auf, ein auf Lichtsteuerungsgeräten basierendes System ist die goldene Mitte.
Source: habr.com