СИСТЕМА ОСВЕЩЕНИЯ
ILLUMINATION SYSTEM

Изобретение относится к системе освещения, которая содержит устройство управления, а также, по меньшей мере, одно децентрализованное устройство управления лампой, причем устройство управления лампой может эксплуатироваться в различных режимах работы.
В больших зданиях часто используются системы освещения, которые состоят из множества светильников, связанных друг с другом посредством системы проводников шины. Светильники соответственно снабжены устройствами управления лампами, которые обеспечивают работу соответствующей лампы. При этом более сложные системы обеспечивают возможность индивидуального управления отдельными устройствами управления лампами с центрального пульта, чтобы, например, включать и выключать отдельные светильники.
Наряду с функциями только включения и выключения, современные устройства управления лампами часто обеспечивают возможность регулировать лампы по их яркости. Если подобные приборы необходимо встроить в крупномасштабную систему освещения, то часто применяются электронные пускорегулирующие агрегаты, работающие в соответствии со стандартом DALI (Цифровой адресуемый интерфейс осветительной аппаратуры). Этот стандарт разработан для того, чтобы обеспечить возможность срабатывания отдельных осветительных приборов удобным образом в ответ на цифровые команды, чтобы изменять их яркость.
Вышеописанные устройства управления лампами, соответствующие стандарту DALI, с одной стороны, работают довольно удовлетворительно и обеспечивают большое удобство при управлении осветительными приборами, однако, с другой стороны, требуют сравнительно больших затрат. В частности, для случая, когда пользователь был бы удовлетворен просто выключаемыми осветительными приборами, то есть осветительными приборами, которые он только включает и выключает, однако не может изменять их яркость, затраты на создание устройств управления лампами, соответствующие стандарту DALI, были бы слишком высоки.
Заявленное изобретение исходит из того, что требования, предъявляемые к системе освещения, также могут изменяться со временем. Например, различные участки или помещения больших зданий часто используются различными съемщиками, потребности которых по отношению к соответствующей системе освещения изменяются со временем, что, в частности, может иметь место при смене съемщиков. Так может иметь место случай, когда пользователь сначала удовлетворен только выключаемыми светильниками, в которых не имеется функции регулирования света, в то время как, напротив, последующий съемщик был бы готов даже учесть более высокие затраты, чтобы иметь возможность осуществлять тонкие настройки при управлении яркостью. Смена устройства одного типа на устройство другого типа была бы в общем случае, разумеется, связана с чрезвычайно высокими финансовыми и трудовыми затратами.
В основе настоящего изобретения лежит задача обеспечить возможность согласования полезного объема функций устройства управления лампой с индивидуальными потребностями пользователя по возможности простым способом.
Указанная задача решается системой освещения, которая имеет признаки пункта 1. Предпочтительные варианты осуществления изобретения приведены в зависимых пунктах формулы изобретения.
Соответствующее изобретению решение основывается на идее, заключающейся в том, чтобы применять в принципе регулируемые устройства управления лампами или вообще устройства с расширенным объемом функций, которые, во всяком случае, в зависимости от потребностей пользователя, могут настраиваться таким образом, чтобы они для пользователя выполняли либо функцию переключения, либо, по мере возникновения потребностей, имели расширенный объем функций. Требуемые финансовые затраты при применении регулируемых устройств управления лампами, правда сначала несколько выше, но в любом случае следует исходить из того, что, по меньшей мере, часть пользователей с течением времени также пожелает использовать расширенные возможности устройств управления лампами, так что эти финансовые затраты, в частности, с учетом того, что теперь можно избежать существенной модернизации с использованием новых устройств управления лампами, будут амортизироваться.
В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения предложена система освещения, которая содержит блок управления, а также, по меньшей мере, одно устройство управления лампами для приведения в действие одной или более ламп, причем устройство управления лампами может эксплуатироваться в различных режимах работы. В соответствии с изобретением блок управления и устройство управления лампами выполнены таким образом, что выбор установки рабочего режима для устройства управления лампами проводится центральным блоком управления или посредством него. В частности, может быть предусмотрено, что выбор и установка рабочего режима осуществляются посредством передачи соответствующей команды управления, например, через систему шинных проводников, которая соединяет блок управления и устройство управления лампами.
Изменение полезного объема функций устройства управления лампами осуществляется согласно заявленному изобретению тем, что соответствующая функция или желательный режим работы инициируются на устройстве управления лампами посредством центрального блока управления. Если это имеет место, то пользователь устройства управления лампами может использовать его полностью в пределах свободно устанавливаемого объема функций, чтобы ему, если желательно, мог предоставляться в распоряжение полный объем функций. Если, с другой стороны, пользователь хотел бы только включать и выключать светильники, то все дополнительные функции и режимы работы устройства управления лампами могли бы блокироваться, чтобы система освещения функционировала в соответствии с желаниями пользователя. Тем самым создается возможность того, что, например, владелец большого здания может индивидуальным образом установить, каким образом различные съемщики могут использовать свои осветительные приборы. Так как при использовании расширенного объема функций могут быть начислены более высокие затраты, повышенные начальные инвестиции в течение короткого времени могут быть скомпенсированы, так как предоставление дополнительных рабочих функций может проводиться очень просто и по сравнению с перепрограммированием устройств управления или даже заменой на более дорогостоящие устройства управления лампами не вызывает дополнительных затрат.
Следует отметить, что ввиду того факта, что предпринятые установки в устройствах управления осветительными приборами могут быть взяты на заметку, соответствующее изобретению решение предоставляет возможность отдельные светильники индивидуально настраивать по соответственно используемому объему функций, так что действительно имеется возможность в рамках системы освещения различные светильники использовать различными способами.
Устройства управления лампами, которые согласно заявленному изобретению могут изменяться по своему используемому объему функций, должны предпочтительным образом иметь возможность получать команды управления согласно стандарту DALI. Чтобы предложенное изобретение можно было использовать применительно к таким устройствам, предусмотрено основанное на программном обеспечении изменение устройств управления лампами, чтобы они могли теперь получать дополнительную команду, в соответствии с которой различные режимы работы могли быть инициированы или блокированы с помощью блока управления. Основанное на программном обеспечении расширение состоит в том, что в зависимости от того, включены или нет определенные функции, DALI-команды интерпретируются определенным образом. Если, например, светильники должны только включаться и выключаться, то DALI-команда регулирования интерпретировалась бы только, в принципе, как включение, а команда отключения, согласно стандарту DALI, интерпретировалась бы как команда выключения.
Предпочтительным образом предусматривается, что устройство управления лампами управляет соответствующими светильниками, в основном, в рамках базовой функции, согласно которой светильник может, по меньшей мере, включаться и выключаться. Возможность изменения объема функций устройства управления лампами или установки режима работы может также использоваться и для того, чтобы в течение продолжительного времени гарантировать постоянную яркость светильников.
В этой связи должно учитываться то, что светильники с течением времени снижают свою интенсивность свечения, что может объясняться, в частности, старением и износом лампы, в особенности к загрязнению различных компонентов светильников, например рефлекторов или покрытий.
Так как за счет этих явлений износа и загрязнения полезность светильника может заметно ухудшиться, существуют европейские стандарты, которые предписывают, что снижение мощности света должно корректироваться. Норма предписывает, что планировщик освещения в принципе должен учитывать, что светильники с течением времени снижают свою интенсивность света и в соответствии с этим время от времени должна проводиться регулировка или настройка или очистка. Это, как правило, должно выполняться обслуживающим персоналом.
Дистанционно управляемое изменение объема функций устройства управления лампами согласно предлагаемому изобретению обеспечивает возможность того, что эта последующая коррекция или настройка осуществляется с центрального пульта. Например, может быть предусмотрено, что устройство управления лампой в начале временного интервала использования настраивается таким образом, что оно приводит в действие лампу во включенном состоянии только при мощности света примерно 80 или 90% от достижимого максимального значения. В зависимости от типа светильника и на основе экспериментальных значений, затем, например, периодически с недельным или месячными интервалами выходная мощность устройства управления лампой повышается для компенсации спада мощности света, так что в итоге при включении светильника и в течение продолжительного интервала времени достигается в принципе постоянная мощность света.
Указанный подъем может выполняться посредством центрального блока управления, который путем передачи соответствующих команд изменяет базовую функцию таким образом, что команде включения ставится в соответствие необходимая выходная мощность. Это решение, кроме того, имеет еще одно преимущество с энергетической точки зрения, так как, в конечном счете, обеспечивается экономия энергии.
В частности, до сих пор было известно, что светильники требуется рассчитывать на завышенное начальное значение, например, на освещенность, увеличенную в 1,2 раза, так что это значение с течением времени при снижении мощности света достигнет, по меньшей мере, предписанной номинальной мощности света. Благодаря настоящему изобретению существует возможность в принципе формировать свет с желательной мощностью и, кроме того, во всяком случае использовать повышенное значение в качестве выходного значения, которое компенсируется за счет понижающего регулирования. Это обеспечивает преимущество, состоящее в том, что временной интервал, в котором светильник по своей мощности света дойдет до номинального значения и, тем самым, момент времени, когда необходимо будет выполнить очистку осветительного прибора или в конечном счете сменить лампу, может быть увеличен. Это означает, что циклы ожидания могут в соответствии с настоящим изобретением быть увеличены, что влечет за собой заметную экономию затрат, так как подобное обслуживание всегда должно проводиться с использованием рабочей силы, что является относительно дорогостоящим.
Второй аспект изобретения касается устройства управления лампой для приведения в действие соответствующей лампы, причем уровень яркости лампы во включенном состоянии или максимальный уровень яркости, устанавливаемый посредством устройства управления лампой, может изменяться посредством внешних команд управления.
Изобретение описано ниже более подробно со ссылками на чертежи, на которых представлено следующее:
фиг.1 - схематичное представление соответствующей изобретению системы освещения;
фиг.2а-2с - кривые для пояснения улучшенных возможностей технического обслуживания, обеспечиваемых системой освещения, соответствующей изобретению.
На фиг.1 показана система 1 освещения, которая, например, может устанавливаться в большом офисном здании. Система 1 освещения подразделена на несколько подсистем А и В, которые представляют собой соответственно систему освещения согласно стандарту DALI. Каждая система А и В содержит в соответствии с этим локальный блок 11 и соответственно блок 21 управления, которые соединены через соответствующие проводники 10, 20 с устройствами управления с 12-1 по 12-4 или с 22-1 по 22-4 лампами. Устройства управления лампами относятся к соответствующим лампам LA, которые управляются посредством указанных устройств.
Обе подсистемы А и В, кроме того, через дополнительные шинные проводники 3 соединены с центральным блоком 2 управления, который осуществляет центральное управление всей системой 1 освещения. Шинные проводники 3 для соединения подсистем А и В с центральным блоком 2 управления не обязательно должны быть проводниками, которые являются компонентами системы DALI. Как правило, речь идет о других проводниках обычной системы домашней электропроводки или тому подобном средстве.
В случае используемых устройств 12 или 22 управления лампами речь идет в соответствии с изобретением об устройствах, которым свойственны различные функции для управления относящимися к ним лампами LA или которые могут работать в различных режимах работы. В представленном варианте осуществления, в котором речь идет об устройствах стандарта DALI, соответствующие лампы LA могут включаться и выключаться, а также могут эксплуатироваться при различных значениях яркости. Соответствующие управляющие сигналы передаются для этого через соответствующие шинные проводники 10 или 20 соответствующей подсистемы, которые могут вводиться пользователем, например, с помощью клавиатуры или тому подобного средства. Соответствующие команды передаются, например, также от соответствующего локального DALI-блока 11 или 21 управления.
На исходном этапе предусматривается, что все светильники системы 1 освещения работают только в рамках базовой функции, при которой существует только возможность включения и выключения ламп LA. Переданная команда значения регулирования в этом случае в принципе преобразуется в сигнал только включения, при котором светильник эксплуатируется с мощностью, предписанной для состояния включения.
Если теперь, например, пользователь подсистемы А хотел бы иметь возможность также регулировать лампы LA, то он мог бы согласно настоящему изобретению приобрести лицензию на это у владельца системы 1 освещения, например, у арендодателя здания. Для того чтобы пользователю подсистемы А теперь дать возможность в соответствии со своими желаниями регулировать светильники LA, через центральный блок 2 управления включается соответствующий режим работы. Это происходит таким образом, что на соответствующие устройства с 12-1 по 12-4 управления лампами передаются соответствующие команды по шинам 20, 10 данных, которые ими используются для того, чтобы включить соответствующую функцию. Устройства с 12-1 по 12-4 управления лампами могут для этого иметь соответствующие блоки памяти, в которых внутренним образом отмечается, какие функции и режимы работы должны использоваться конкретным образом. Затем, в соответствии с этой информацией, устройства с 12-1 по 12-4 управления лампами реагируют на переданные по шине 10 внешним образом команды системы стандарта DALI. В рассматриваемом случае это означает, что устройства с 12-1 по 12-4 управления лампами теперь преобразуют DALI-команды регулирования в соответствующее управление лампами LA и, таким образом, не только включают эти лампы.
Включение желательного режима работы в устройствах с 12-1 по 12-4 управления лампами осуществляется посредством соответствующего кода программного обеспечения или ключа, который преобразуется устройствами с 12-1 по 12-4 управления лампами надлежащим способом. Этот код программного обеспечения может, в числе прочего, быть сделан зависимым от типа устройства, а также номера устройства, чтобы в максимально возможной степени препятствовать злоупотреблениям, например несанкционированному использованию функций регулирования устройств с 12-1 по 12-4 управления лампами. Чтобы подобные злоупотребления предотвратить с еще более высокой надежностью, лицензии распределяются также через центральный блок 2 управления, в котором регистрируется, какие светильники могут использоваться в рамках расширенного объема функций. Также локальные блоки управления стандарта DALI могут контролировать, используются ли различные устройства в соответствии с приобретенными лицензиями.
После включения выбранных функций пользователь подсистемы А может теперь использовать свои устройства с 12-1 по 12-4 управления лампами в соответствии с расширенным объемом функций. Например, у него теперь имеется возможность регулировать светильники желаемым образом. Существенным при этом является то, что для этого не нужно предпринимать никаких изменений установок или вручную выполнять программирование устройств с 12-1 по 12-4. Вместо этого введение соответствующего режима работы может осуществляться простым способом посредством центрального блока 2 управления, за счет чего затраты являются чрезвычайно низкими.
Аналогичным образом затем следует изъятие лицензии на регулирование, что требуется, например, в том случае, когда пользователю соответствующей подсистемы больше нежелательно использовать функцию регулирования. Посредством центрального блока 2 управления эта функция может тогда вновь блокироваться, так что устройства с 12-1 по 12-4 управления лампами могут использоваться только обычным способом, то есть для включения и выключения ламп LA. Лицензии на использование функции регулирования могут затем переноситься, например, на другие светильники, например на светильники подсистемы В.
Важным является то, что не все устройства управления лампами подсистемы должны иметь одинаковый используемый объем функций. Разумеется, согласно настоящему изобретению имеется возможность целенаправленно включать функцию регулирования для отдельных светильников. Помимо этого, следует отметить, что согласно настоящему изобретению также могла бы иметься возможность целенаправленного использования других функций или режимов эксплуатации при управлении светильниками. Например, таким образом могли бы также включаться функции таймера, за счет которых обеспечивается автоматическое, зависящее от времени включение и выключение яркости светильников. Также таким образом для пользователя могла бы обеспечиваться установка яркости ламп в зависимости от сигналов датчиков или иных подобных средств, так что пользователь, в соответствии со своими желаниями, мог бы расширить или ограничить комфорт, обеспечиваемый регулированием светильников.
Дистанционное включение или установка различных функций и режимов работы для устройств с 12-1 по 12-4 или с 22-1 по 22-4 управления лампами, помимо указанного, дополнительно обеспечивает улучшенную возможность технического обслуживания светильников, что поясняется далее со ссылками на фиг.2а-2с.
Как отмечено выше, для светильников в принципе существует проблема, состоящая в том, что с течением времени их мощность свечения снижается. Причинами этого могут быть явления износа лампы, а также загрязнения отдельных компонентов светильников, таких как рефлекторы или другие средства. Так как обеспечиваемая светильниками мощность свечения не должна падать ниже желательной номинальной мощности свечения, обычно светильники при их изготовлении рассчитывают таким образом, чтобы они в начале своего срока службы обеспечивали завышенную мощность свечения. Например, до настоящего времени известно, что светильники рассчитываются таким образом, чтобы по сравнению с номинальной мощностью свечения обеспечивать вначале увеличенную в 1,2 раза мощность свечения.
0
1
0
1
Как схематично представлено на фиг.2а, светильник в начале своего срока службы обычно вырабатывает мощность Е1 свечения, превышающую номинальную мощность L. С течением времени эта мощность постепенно снижается ввиду явлений старения, пока к моменту времени t не будет достигнута номинальная мощность L свечения. Если светильник будет продолжать использоваться дальше, то выдаваемая мощность свечения снизилась бы ниже номинального значения, что в любом случае является недопустимым. Поэтому, самое позднее, в момент времени t требуется техническое обслуживание светильника, в процессе которого он, например, тщательно очищается и заменяется лампа, так что начинается новый цикл, при котором сначала снова выдается повышенная мощность свечения, которая вновь снижается вышеописанным образом.
2
0
2
1
Выходная мощность, то есть мощность свечения, которую светильник отдает вначале интервала технического обслуживания, могла бы теперь увеличиваться. Как показано на фиг.2b, более высокая выходная мощность E в начале интервала технического обслуживания имеет следствием то, что момент времени, в котором светильник ввиду явлений старения достигнет номинальной мощности L свечения, может быть сдвинут в сторону увеличения. Согласно представлению на фиг.2b новое техническое обслуживание требуется только к моменту времени t, который находится заметно позже момента времени t.
Одно только повышение выходной мощности влечет за собой, в общем случае, недостаток, заключающийся в том, что также в течение продолжительного интервала времени излучается заметно больше света и, тем самым, потребляется больше энергии, чем собственно было бы желательным.
0
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения предложено, что эта завышенная мощность света компенсируется за счет того, что лампа во включенном состоянии к началу интервала технического обслуживания управляется при мощности, сниженной по сравнению с максимальной мощностью. Как схематично представлено на фиг.2с, в соответствии с изобретением мощность лампы для включенного состояния устанавливается при сниженном коэффициенте F, примерно равном 80%, за счет чего завышенная мощность света компенсируется. Предпочтительным образом, этот коэффициент F устанавливается таким образом, что в конечном счете во включенном состоянии к началу интервала технического обслуживания достигается точно номинальная мощность L света.
0
В процессе использования светильника коэффициент F, следовательно, выходная мощность устройства управления лампой последовательно повышается, причем степень соответствующего повышения зависит от типа светильника и лампы. Подобные экспериментальные значения имеются, так что коэффициент всегда можно изменять таким образом, чтобы он компенсировал спад мощности света, вызванный эффектами старения. В итоге, за счет этого достигается то, что светильник на всем его интервале технического обслуживания во включенном состоянии излучает свет с номинальной мощностью L света. На практике при применении устройств управления лампами стандарта DALI это осуществляется тем, что для включенного состояния в начале интервала технического обслуживания задается значение регулирования, равное, например, 80%, которое с течением времени дискретно повышается. В этом случае снижение мощности света светильника компенсируется за счет задания более высокого значения регулирования.
Особое преимущество при применении показанной на фиг.1 системы освещения состоит в том, что настройка коэффициента F мощности может осуществляться центральным блоком 2 управления системы освещения. В этом центральном блоке 2 управления сохранена информация относительно типа соответствующих лампы и светильника, так что центральный блок 2 управления с регулярными интервалами, например, через неделю или через месяц может перепрограммировать соответствующие устройства управления лампами на новый уровень включения.
Это может, в частности, осуществляться тем, что блок 2 управления с регулярными интервалами контактирует с устройствами с 12-1 по 12-4 или с 22-1 по 22-4 управления лампами, кратковременно включает функцию регулирования и с помощью специальной команды предписывает новое значение яркости или мощности света для включенного состояния в рамках базовой функции. Тем самым, простым способом можно длительно поддерживать желательную мощность света для светильников, причем задания для выполнения обслуживающим персоналом минимальны.
Следует отметить, что настройка коэффициента светоотдачи в зависимости от состояния износа светильника могла бы предприниматься и в отношении расширенной функции регулирования, чтобы всегда настройка осуществлялась на максимальное значение регулирования так, чтобы в конечном счете гарантировалось, что во всем временном интервале использования всегда в распоряжение предоставлялся один и тот же диапазон регулирования.
Таким образом, заявленное изобретение простым способом позволяет предоставлять пользователю системы освещения различные функции в соответствии с его пожеланиями. Возможность дистанционного включения определенных функций, а также перепрограммирование устройств позволяет, помимо этого, при одновременной экономии энергии реализовать более продолжительные циклы технического обслуживания и в конечном счете обеспечивает экономию затрат на техническое обслуживание.