Системы управления уличного освещения

В тёмное время суток требуется стабильный уровень освещенности на улицах, во дворах, на подъездных группах и вблизи объектов инфраструктуры. Работа приборов регулируется централизованными или автономными системами управления уличного освещения.

Управление уличным освещением решает задачи безопасности, ориентации в пространстве и формирования визуально организованной среды.

Главные задачи и преимущества:

• Обеспечение видимости на проезжей части, пешеходных маршрутах, парковках и дворовых проездах;
• Подсветка архитектурных элементов, фасадов, вывесок и элементов городской навигации;
• Создание условий для ориентации ночью за счёт равномерного распределения света;
• Выделение ступеней, бордюров, пандусов и других участков с потенциальной опасностью;
• Подсветка зелёных зон, элементов благоустройства и малых архитектурных форм;
• Повышение визуальной выразительности пространства и обеспечение его целостного восприятия.

Включение и отключение оборудования происходит по временным графикам, по сигналам от фотореле или по команде диспетчерского узла. Режимы выбираются в зависимости от назначения зоны и требуемого уровня света. Это уменьшает потребление электроэнергии и снижает нагрузку на электросеть.

Решения отличаются по уровню автоматизации и принципу действия. Выбор метода зависит от масштаба объекта, требований к энергоэффективности и условий эксплуатации.

Контроль вручную — базовая методика. В современных условиях оператор вручную активирует оборудование в назначенное время. Чаще всего такой формат применяется в частных хозяйствах и на ограниченных участках.

Для крупных территорий и муниципальных зон такой подход нерационален: требуется физическое присутствие персонала и временные затраты на обслуживание каждой единицы светотехники.

Удаленный контроль реализуется при помощи пультов, таймеров или выносных панелей. Напряжение подается в цепь при активации устройства, соединенного с сетью. Один пульт обслуживает несколько светильников одновременно, что сокращает количество операций.

Несмотря на повышенное удобство по сравнению с ручным методом, вмешательство человека остается обязательным. Ошибки при передаче сигнала и человеческий фактор продолжают влиять на стабильность.

Автоматизация световых сетей основана на применении интеллектуальных блоков. Осуществляется с помощью фотореле, таймеров, датчиков движения или комбинированных решений. Оборудование фиксирует интенсивность света, присутствие объектов либо временные интервалы, замыкая цепь самостоятельно, исключая вмешательство персонала.

Внедрение автоматизированной системы управления уличным освещением обеспечивает стабильную работу и сокращает энергопотребление. Использование цифровых контроллеров позволяет задавать точные параметры, оптимизируя функционирование осветительных приборов в соответствии с погодными условиями, сезоном и графиком уличного движения.

Современные схемы строятся на базе программируемых логических контроллеров, интегрированных в общую инженерную сеть. Они объединяют функции автоматического реагирования и удалённого мониторинга. Позволяют управлять через облачные платформы, мобильные приложения или SCADA-интерфейсы. 

Система управления наружным освещением формирует стабильный световой режим, регулируя интенсивность. Операторы избавляются от необходимости контролировать процесс, снижая расходы на эксплуатацию и обслуживание.

Конструкция шкафа формирует единый узел сбора и распределения электрических цепей, служит защитным барьером от перепадов напряжения, гарантирует точность запуска реле по заданному алгоритму, а также реализует настройку уровня светового потока.

Применяют два шкафа, где первый соединяет осветительные установки, оснащенные фотореле и датчиками движения, а второй используется для удаленного контроля.

Функции:

• Объединяет цепи питания и управляющие линии осветительных устройств;
• Защита электроустановок от импульсных перенапряжений и коротких замыканий;
• Осуществляет точный запуск реле по временным программам;
• Регулирует уровень освещенности ламп;
• Позволяет организовать отдельное наблюдение за основными и вспомогательными контурами;
• Имеет встроенную подсветку для удобства обслуживания;
• Интегрируется в каскадные схемы или подключается к пульту.

Для бесперебойного функционирования приборов используются устройства, реагирующие на изменение природных условий или заданные временные параметры. Применяются различные решения:

• Фотореле отслеживает интенсивность дневного света, замыкает или размыкает электроцепь при снижении либо повышении уровня солнечного излучения. Прибор пускает электроток при наступлении сумерек и отключает оборудование с рассветом. Устройство показывает чувствительность к загрязнению линз;
• Схемы с таймером функционируют по заранее введенному расписанию. Время активации и деактивации указывается пользователем. Подобная конструкция обеспечивает стабильный алгоритм, но не учитывает смену продолжительности дня в разные сезоны года;
• Астротаймер определяет точный момент подачи сигнала на пусковой механизм в зависимости от географических координат объекта и календарных данных. ПО рассчитывает моменты рассвета и заката, что снижает энергозатраты. Устройство направляет импульсы на балласт или контроллер. Периодический осмотр прибора исключает сбои.

Современные решения позволяют соединять несколько методов в одной схеме, оптимизируя использование ресурсов и снижая затраты на обслуживание.

Используют следующее оборудование:

• Датчики светового потока. Определяют интенсивность падающего света. При достижении установленного значения запускают исполнительный механизм, замыкающий или размыкающий цепь. Отличаются временем задержки (15–60 секунд), степенью защиты корпуса, допустимой нагрузкой и регулируемым порогом срабатывания. Чувствительность некоторых моделей позволяет распознавать темноту при уровне света в 2 Лк;
• Датчики перемещений. Фиксируют движение объектов через тепловые или электромагнитные изменения. Чаще всего используют инфракрасные технологии, различают встраиваемые и отдельные устройства. Важные параметры: задержка активации, ток нагрузки, угол обзора, рабочая дистанция. В некоторых приборах возможно изменение радиуса действия и уровня яркости;
• Таймеры. Запускают или отключают приборы по расписанию. Обычные модели работают по заранее установленному времени. Астрономические версии используют данные о координатах места и расчетах восхода и заката солнца. Способны коммутировать токи до 16 ампер, при более высоких нагрузках применяются магнитные пускатели. Требуется точная установка часов;
• Светорегуляторы (диммеры). Регулируют яркость источников света в зависимости от вида применяемых ламп. Снижают потребление электроэнергии при сниженной мощности. Монтируются в каждый прибор, используются с переключателями. Обеспечивают динамическое изменение яркости при фиксации движения датчиками. Отдельные модели подключаются к «умному дому» для удаленного отслеживания и настройки.

Выбор зависит от стоимости, условий, особенностей территории и бюджета.

Методы коммутации:

• Телефонная линия через модем. Считается самым экономичным решением. Используется на небольших участках. Скорость передачи данных невысокая. Линии подвержены старению и механическим повреждениям;
• GSM-связь. Подходит для обширных зон. Не требует прокладки проводов. Гарантирует стабильный обмен данными на значительных дистанциях. Затраты на трафик могут возрастать при большом числе сигналов;
• Локальная сеть (LAN). Применяется при компактном размещении оборудования. Для соединения задействуется витая пара. Передача – быстрая, стабильная. Протяженность кабеля ограничена определенным расстоянием;
• Радиоканал. Не нуждается в оплате за трафик. Высокая стоимость. Присутствует вероятность помех от сторонних источников. Используется там, где невозможна прокладка кабелей.

Устанавливается распределительный щит. Он распределяет питание, защищает элементы схемы от перегрузок и служит точкой соединения всех линий связи. Комплект зависит от числа зон и суммарной нагрузки сети.

Ниже рассмотрены практические кейсы применения интеллектуальных систем на пешеходных переходах и дорогах.

Система активирует яркое освещение в темное и вечернее время при приближении пешеходов, а также переводит светофор в пешеходный режим при входе человека в зону действия датчиков, отключая его после прохода. Днём фонари остаются выключенными.

При необходимости на опорах могут устанавливаться камеры фиксации нарушений и кнопки вызова экстренных служб (или автоматический вызов). В регионах с большим числом солнечных дней возможно применение солнечных панелей на опорах для автономного питания перехода.

На каждом светильнике вдоль проезжей части устанавливается устройство регулирования яркости, работающее по заданному сценарию. Датчики фиксируют уровень естественного освещения, регулируя световой поток в зависимости от времени суток и погодных условий, не реагируя на свет автомобильных фар.

Освещение может функционировать:

• По данным датчика освещенности;
• По заданному пользователем расписанию;
• По астрономическому календарю, учитывающему точное время рассвета и заката.

Такая организация снижает потребление электроэнергии, увеличивает срок службы оборудования, обеспечивает безопасные условия движения, позволяет вести учёт данных и осуществлять дистанционный мониторинг с интеграцией в систему городского управления.

Для уличного и паркового освещения используют интеллектуальное устройство управления светильниками NEMA, работающее через беспроводную GSM-сеть. Оно регулирует световой поток светильников с драйверами DALI или 0/1-10 по заданному расписанию, датчику или вручную по команде диспетчера. Также устройство отслеживает состояние каждого светильника, фиксируя возможные аварийные ситуации через обратную связь DALI.

Один модуль по цифровому каналу DALI способен подключать до 16 светильников. Степень защиты устройства в рабочем положении соответствует IP65 по ГОСТ 14254-96, что делает его устойчивым к уличным условиям. Устройство подходит для любых светильников с разъёмами NEMA.

После монтажа и подключения модуль самостоятельно выходит на связь, пользователю остаётся только задать расписание работы. После чего устройство готово к эксплуатации, обеспечивая автоматизированное управление освещением улиц и парков с возможностью адаптивного регулирования светового потока.

На городских территориях преобладают установки с газоразрядными источниками света. Существует два вида.

Магнитные:

• Создают стартовый импульс путем скачка тока и прироста напряжения;
• Стабилизируют ток в рабочем режиме;
• Характеризуются низким коэффициентом полезного действия;
• Вызывают пульсации светового потока;
• Имеют значительный вес и размеры;
• Требуют использования конденсаторов и схем противофазного включения.

Электронные:

• Подают стартовое напряжение на электроды лампы;
• Устраняют мерцание светового излучения;
• Обеспечивают рост светопотока и экономию электроэнергии;
• Занимают меньше пространства;
• Продлевают срок использования источников;
• Снижают точность при загрязнении датчиков и колбы лампы.

Современные технологии дают возможность выбрать подходящую систему для любых наружных световых комплексов. Специалисты компании «Elma» помогут оперативно подобрать решение под конкретные задачи объекта.