Основні поняття про системи автоматизованого проектування освітлення

Предмет:

Електротехніка

Тип роботи:

Курс лекцій

К-сть сторінок:

143

Мова:

Українська

Оцінка:

найбільш важливих проблем у всіх галузях, пов'язаних з енергоспоживанням, є економія електричної енергії. Споживання електроенергії освітлювальними установками (ОУ) становить приблизно 15% від її світового видобутку. Ця величезна цифра щорічно збільшується, і завдання економії енергоресурсів виходить на перший план. Існує кілька напрямів економії електроенергії в освітлювальних установках, пов'язаних з розробкою й впровадженням енергоекономічних джерел світла, із застосуванням нових відбиваючих і світлорозподіляючих покриттів у виробництві світлових приладів. Значну економію електроенергії в ОУ можна одержати, правильно вибравши систему освітлення на проектній стадії. Однак найбільший ресурс економії містять у собі системи автоматичного керування світловим потоком джерел світла в ОУ. Подібні системи враховують не тільки штучне, але також природне освітлення й реагують на їхні коливання. За принципом дії системи автоматичного керування ОУ розділяються на дискретні й безперервні. На відміну від безперервних САУ, що підтримують необхідний рівень освітленості на робочій поверхні протягом доби, дискретні системи відключають ОУ або частину ОУ, залежно від рівня природної освітленості.

За допомогою засобів пакету Matlab і розділів Simulink, Power System Blockset можна створювати моделі САУ освітлювальними установками як безперервної, так і дискретної дії.

Бібліотека Simulink

Бібліотека Simulink являє собою набір візуальних об'єктів, використовуючи які можна досліджувати практично будь-яку систему автоматичного регулювання. Для багатьох блоків бібліотеки існує можливість налаштування параметрів. Параметри налаштування наводяться в панелі вікна налаштування обраного блоку.

Вся бібліотека Simulink розбита на вісім розділів:

1) Continuous – безперервні блоки. Найбільш широко використовуються для моделювання системи керування електроприводом.

2) Discrete – дискретні блоки. Дискретні блоки містять у собі різні елементи дискретних систем керування.

3) Functions & Table – функції й таблиці.

4) Math – бібліотека математичних функцій.

5) Nonlinear – нелінійні блоки.

6) Signals & Systems – сигнали й системи.

7) Sinks – візуальні прилади для спостереження й реєстрації процесів.

8) Sources – джерела сигналів.

Складні моделі можуть бути розбиті на окремі рівні, де на кожному рівні перебувають свої підрівні. У цьому випадку використовуються блоки підсистеми (Subsystem). Подібні поділи ділять модель на структури і роблять її наочніше.

На рис. 13 наведена модель дискретної системи автоматичного керування (САК) освітлювальною установкою, що представляє собою три ряди світильників з лампами накалювання, що живляться від різних фаз мережі. Блоки Sine Wave і Band-Limited імітують добову зміну природної освітленості. Крива добової зміни освітленості являє собою параболічну функцію з яскраво вираженими стрибками освітленості, пов'язаними зі змінами погоди. Блоки 2 являють собою датчики освітленості, градуйовані на три критичні рівні.

Блок Delay Device являє собою підсистему, що містить логічні оператори. Функція цього блоку – виконувати необхідну затримку спрацьовування комутуючих апаратур, відхиляючи помилкові спрацьовування. Помилкові відключення й включення освітлення не тільки є причиною зорового дискомфорту, але також негативно впливають на термін служби джерел світла.

Ще в модель включена вимірювальна підсистема, що стежить за зміною струму й напруги у фазах навантаження, а також проводить облік споживаної електроенергії. Дані про виміри можна подивитися на візуальних

вимірювальних приладах.

Рис. 13 – Модель дискретної системи автоматичного керування освітлювальною установкою

Основною ланкою системи керування є підсистема Delay Device, робота над створенням якої є творчим процесом і вимагає спеціальних знань в області мікропроцесорної техніки.

ЛЕКЦІЯ 16

КОМП'ЮТЕРНЕ ПРОЕКТУВАННЯ ОСВІТЛЮВАЛЬНИХ ПРИЛАДІВ ЗА ДОПОМОГОЮ ПРОГРАМИ TRACE PRO

Перша із прикладних задач – проектування промислового світильника. Вона характеризується тим, що можна строго сформулювати вимоги й побудувати алгоритм, який реалізує оптимальний проект.

Постановка завдання

Конструкція світильника, якщо відволіктися від незначущих подробиць, утворена трьома деталями: лампою, патроном і відбивачем (рис. 14). Для патрона задана геометрія. Для лампи, крім геометрії, визначений світловий потік. Для відбивача відомі максимальні габарити, сформульовані вимоги до

технології виготовлення, якості реалізації відбиваючих поверхонь.

Рис. 14 – Конструкція світильника

Призначення освітлювального приладу – створення заданої картини освітленості об'єктів. Однак в якості об'єктивної характеристики світильника прийнято використати криву сили світла (у термінах TracePro – діаграму ізокандел у полярних координатах). Класифікація світильників по типу кривих приводиться в ГОСТ 17677-82 (Світильники. Загальні технічні умови). Ясно, що дані криві є плоскими перетинами просторових об'єктів. У нашому

випадку світильник і джерело світла – вісесиметричні об'єкти, які породжують вісесиметричний світловий потік. Для більш чіткого розуміння завдання відобразимо розподіл сили світла як тіла (рис. 15). Для наочності в