Устройство управления источниками освещения
Устройство управления источниками освещения относится к области приборостроения и может быть использовано в системах контроля и управления освещенностью. Технический результат - расширение функциональных возможностей. Для достижения данного результата устройство содержит систему ручного и процессорного управления. При этом блоки источников освещения состоят из трех рядов блоков. Первый ряд содержит блок управления, преобразователь, коммутатор и люминесцентную лампу. Второй ряд содержит преобразователь, подключенный к блоку управления и к коммутатору. Третий ряд содержит коммутатор, подключенный к преобразователю второго ряда и к лампе накаливания. Система управления содержит блок клавиатуры, подключенный к блоку команд, подключенному к блоку передачи. Устройство позволяет контролировать состояния светильников дистанционно из диспетчерского центра. 19 ил.
Устройство относится к области техники, связанной с освещением, а именно к устройствам управления электрическими источниками света.
Известно устройство (фиг.1), содержащее конденсатор (С), дроссель (Др), пускатель (ПУ), люминесцентную лампу (ЛЛ). Лампа содержит спирали и имеет по два контакта с каждого своего торца. Ток от переменного напряжения (220 В) проходит через спирали и разогревает газ, наполняющий лампу. В ПУ создается тлеющий разряд между контактом и биметаллической пластиной. Пластина нагревается и замыкает контакт для прохождения тока по цепи: спираль, ПУ, Др, С. Остывая (тлеющий разряд пропал) пластина ПУ размыкает контакт, разрывая цепь. Напряжение 220 В и напряжение, индуцируемое Др и С складываются, создавая на лампе напряжение пробоя (380 В), которое создавая ток, зажигает лампу.
Недостатками этого устройства являются:
1. Биметаллическая пластина часто выходит из строя и лампа не загорается.
2. Спираль (одна или две) часто сгорают (обрываются) из-за пускового тока, вибрации, выработки ресурса спирали. Газовая среда при этом может еще служить долго.
3. Такая схема включения не может быть использована для подачи напряжения 12/24 В (напряжение стандартных аккумуляторных батарей) для дежурного освещения или специальных помещений (больницы, транспортные средства).
4. Такая схема включения (с пускателем) не может быть использована для мощных (более 100 Вт) источников освещения, например для дуговых ртутных ламп (ДРЛ) или для натриевых ламп (НЛ).
5. При отказе даже одной спирали в лампе начинается процесс мигания, который делает порой невозможным функционирование объекта, работа стартера создает очень много радиопомех.
На фиг.2 изображена схема бездроссельного, безспирального включения люминесцентной лампы до 100 Вт. Здесь применена одна из схем умножителя напряжения. Напряжение в 700 В постоянно подается на лампу.
Недостатками схемы являются:
1. Постоянное присутствие большого напряжения на лампе.
2. Создаваемые радиопомехи.
3. Падение светимости в связи с отсутствием накопителя энергии в виде дросселя.
4. ДРЛ и НЛ не могут быть включены по такой схеме.
5. Отсутствует возможность регулирования светимости лампы.
На фиг.3 изображена схема включения ДРЛ лампы. Этим лампам присуще высокое давление и определенный температурный и энергетический режим. Возникающей дугой нагревается среда внутри лампы. Затем двойным сетевым напряжением (от сети и от Др) происходит зажигание лампы.
При ухудшении газовой среды (с течением времени) на небольшую величину, при понижении температуры, при уменьшении сетевого напряжения, лампа переходит в мигающий режим или вовсе не зажигается. В особых местах освещение это не допустимо.
Поэтому лампам устанавливается определенный временный ресурс работы, после окончания которого, эти лампы всей группой заменяют. Хотя большинство могло бы еще работать. Такое включение очень критично при пониженном сетевом напряжении. Схема не зажигает натриевые лампы. Не позволяет регулировать степень интенсивности освещения. Частая замена ламп (с ртутным наполнителем) приводит к экологическим проблемам по их утилизации.
На фиг.4 изображена схема включения ДР лампы, использующей явление суммирования напряжения в трансформаторе при срабатывании разрядника. При этом быстро изнашивается разрядник, создаются радиопомехи. Она обладает теми же недостатками, что были приведены выше.
Известно устройство ЭЛ КОМС 1 П 20 А 58/50, производимое фирмой РИФ для ж/д транспорта. Недостатками этого устройства является сложность конструкции. Использование спиралей в лампах, что снижает срок их службы не менее чем в 5 раз, и те же недостатки, что были приведены выше. Известен «Электронный стартер» по заявке №2003119854/09 (01 57 03) от 19.05.2003 г. (прототип), содержащий дроссель, умножитель, времязадающее устройство.
Недостатками прототипа являются:
1. Сложность устройства, реле времени (времязадающей схемы).
2. Невозможность включения по такой схеме ДР - ламп и натриевых ламп (НЛ).
3. Невозможность использования для дежурного и специального освещения на 12-24 В батареях.
4. Отсутствие дистанционной системы контроля неработающих ламп при их групповом включении, например уличном освещении.
5. Отсутствие дистанционной системы управления включением (выключением) ламп и регулирование их светового потока.
6. Отсутствие возможности дистанционной выбраковки ламп, которые в ближайшее время выйдут из строя.
7. Отсутствует возможность использования обычных (спиральных) ламп накаливания для резервирования в контуре этой схемы.
Эти и другие недостатки устраняются предлагаемым устройством, изображенным на фиг.5-19. Технический результат заключается в повышении эффективности и надежности устройства.
Технический результат достигается тем, что в известном устройстве, содержащем дроссель, умножитель, конденсатор и времязадающую цепь, согласно изобретению дополнительно введены коммутатор, блок аккумуляторных батарей, система управления, первая, вторая и третья линии источников освещения с соответствующими преобразователями, содержащими блоки источников освещения, состоящих из трех рядов блоков, первый ряд содержит блок управления, преобразователь, коммутатор и люминесцентную лампу, второй ряд содержит преобразователь, подключенный к блоку управления и к коммутатору, и третий ряд содержит коммутатор, подключенный к преобразователю второго ряда и к лампе накаливания, система управления содержит блок клавиатуры, подключенного к блоку команд, подключенного к блоку передачи, подключенного к блоку приема и к блоку управления системы управления, блок управления источника освещения содержит блок приема информации, блок передачи информации, пусковой блок, блок автоматического включения, блок измерительных средств, блок ручного регулирования, блок регуляторов, блок дистанционного включения, ключ, пусковой блок, соединенные соответствующим образом, пусковой блок содержит первое пусковое устройство и второе пусковое устройство, состоящее из первого, второго и третьего коммутаторов и преобразователей, подключенных соответствующим образом, преобразователь второго ряда состоит из автогенератора, настроенного, например, на частоту диапазона 10-30 кГц, трансформатора и из дроссельно-конденсаторной схемы, преобразователь первого ряда 2-й линии состоит из дроссельно-конденсаторной схемы, умножителя и время задающей цепи, выполненной в виде термосопротивления или ключа, преобразователь первого ряда третьей линии состоит из дроссельно-конденсаторной схемы и сигналозадающей цепи, подключенной к трансформатору, сигналозадающая цепь формирует сигнал с заданной частотой, например, 25 Гц, суммируемый с основным сигналом, блок аккумуляторных батарей, коммутатор снабжены блоком приема информации, блок регуляторов содержит не менее двух регуляторов по переменному напряжению и по постоянному току, подключенных соответственно к элементам блока управления.
Устройство состоит (фиг.5) из коммутатора KM - 1, подключенного к внутреннему генератору (ВГ) - 2 и к блоку аккумуляторных батарей (БАБ) - 3 и к преобразователям (ПР1) ПР 1 - 4, ПР 1 - 5, ПР 1 - 6, соответственно подключенных к блокам БИО 1 - 7, БИО 2 - 8, БИО 3 - 9. Блоки БИО 1 составляют 1-ю линию ламп до 20 Вт. Блоки БИО2 составляют 2-ю линию ламп от 20 до 100 Вт. БИО 3 составляют 3-ю линию ламп мощностью более 100 Вт (150, 250, 450, 700 и т.д.). Система управления (СУ) - 10 подключена к ПР1 (4, 5, 6), к БАБ - 3, к KM - 1, к ВГ - 2. Блоки БИО 1, БИО 2, БИО 3 (7, 8, 9) имеют одну и ту же структуру (фиг.6) (но различное содержание этих блоков), состоящую из трех рядов блоков. Один ряд - стандартное (˜220 В) включение люминесцентных ламп. Второй ряд резервный (- 12/24 В, ˜12/24˜220) (или при необходимости пусковой). Третий ряд включение обычной спиральной лампы накаливания (ЛН), непосредственно от соответствующего напряжения (˜12/24, ˜12/24 В, ˜220 В).
Блок БИО 1 состоит из блока управления (БУ) - 11, подключенного к преобразователю 2 (ПР2) - 12, подключенного к коммутатору (KM) - 13, подключенного к преобразователю 3 (ПР3) - 14, KM - 13 подключен к люминесцентной лампе (ЛЛ) - 16.1 и к коммутатору (KM) - 15, подключенного к БУ - 11 и к лампе накаливания (ЛН) 16.2, БУ - 11, KM - 13, KM - 15 подключены к СУ - 10.
Система управления (СУ) - 10 (фиг.7) состоит из генератора (Г) - 17, подключенного к формирователю сигнала (ФС) - 18, подключенного к ключу (К) - 19, подключенного к делителю (Д) - 20, подключенного к счетчику (СЧ) - 21, подключенного к дешифратору (ДШ) - 22, подключенного к индикаторам (ИН) - 24, подключенных к элементу ИЛИ - 25, подключенного к ИЛИ - 26, подключенного к триггеру (Т) - 27, элементу задержки (Э) - 28, (Э) - 29, подключенного к ИЛИ - 30, подключенного к ФС - 31, подключенного к ключу К - 32. ФС - 31 подключен также к ИЛИ - 18. Т - 27 подключен к К - 20. ИЛИ - 25 подключен к элементу задержки Э - 33 и к Э - 34. Блоки 18-34 составляют блок клавиатуры (БКЛ).
СЧ - 21 подключен к дешифратору (ДШ) - 35, который подключен к Э - 33 и к триггерам Т - 36, Т - 37, Т - 38 и формирователю импульсов (ФИ) - 39, которые соответственно подключены к шифраторам Ш1 - 40, Ш2 - 41, Ш3 - 42, которые соответственно подключены к блоку регистров команд (БРК) - 43, блоку регистров адреса (БРА) - 44, блоку регистров данных (БРД) - 45. Блоки 35-45 составляют блок команд (БКМ). БРК - 43, БРА - 44, БРД - 45 подключены к блоку сдвиговых регистров (БСР) - 46 и к процессору (ПрР) - 47 (электронному управляющему комплексу).
ФИ - 39 подключен к триггеру (Т) - 48, подключен к ключу (К) - 49, подключен к делителю (Д) - 50, подключен к 2-му входу БСР - 46 и к входу +1 счетчика (СЧ) - 51, О-вход которого подключен к формирователю импульсов (ФИ) - 52 и О-входу Т - 49. Выход Г - 17 подключен к К - 49 и к модулятору (М) - 53, подключенного к смесителю (CM) - 54, подключенного к модулятору (М) - 55, подключенного к входу передатчиков (ПРД) - 56. Блоки 46, 48-56 составляют блок передатчика (БПрД).
Выход ФИ - 52 подключен к элементу задержки (Э) - 57 и Э - 58, подключенного к ИЛИ - 59 и подключенного к триггеру (Т) - 60, подключенного к ключу (К) - 61, который подключен к фильтру (Ф) - 62, подключенного к усилителю (У) - 63, подключенного к приемнику (ПРК) - 64. Выход К - 61 подключен к формирователю импульсов (ФИ) - 65, подключенного к блоку сдвиговых регистров (БСР) - 66. Выход У - 63 подключен к входу формирователя импульсов (ФИ) - 67, подключенного к ключу К - 68, подключенного к Т - 60, к формирователю импульсов (ФИ) - 69, подключенного к входу счетчика (СЧ) - 70 и элемента задержки (Э) - 71, подключенного к входам дешифратора (ДШ) - 72, подключенного к СЧ - 70, а выход подключен к ИЛИ - 59 и к p - входу ПрР - 47, информационные входы которого подключены к входам БСР - 66. Выход ДШ - 72 подключен к разрешающему (p) входу блока индикаторов (БИ) - 73, информационные входы которого подключены к шифратору (Ш) - 74. ДШ - 35 подключен к формирователю импульсов (ФИ) - 75, подключенного к БИ - 73. Соответствующий выход ДШ - 35 подключен к формирователю импульсов (ФИ) - 76, выход которого подключен к ПрР - 47, соответствующие выходы которого подключены к регистру связи с внешними устройствами (PC) - 77. Второй регистр связи с внешним устройством (PC) - 78 подключен к Ш1 - 40, Ш2 - 41, Ш3 - 42. Блок напряжения питания (БП) - 79 подключен ко всем блокам СУ - 10. Блоки 47, 73-77 составляют блок управления (БУПр).
БУ - 11 имеет следующую структуру (фиг.8, 9). Приемник (ПрМ) - 80 подключен к фильтру (Ф) - 81, подключен к детектору (ДТ) - 82, подключен к формирователю импульсов (ФИ) - 83, подключен к блоку сдвигового регистра (БСР) - 84, подключенного к ФИ - 85, подключенного к ДТ - 86, подключенного к фильтру (Ф) - 87, подключенного к ПРМ - 80. ФИ - 85 подключен к счетчику (СЧ) - 88, подключен к дешифратору (ДШ) - 89, подключен к О - входу СЧ - 88 и к p - входу компаратора (КМП) - 90, подключенного к выходам постоянно запоминающего устройства (ПЗУ) - 91 и выходам БСР - 84. Выходы БСР - 84 подключены к дешифратору (ДШ) - 92, подключенного к триггеру (Т) - 93, подключенного к пусковому устройству - 1 (ПУ - 1) - 94, к входу элемента не (НЕ) - 95, выход которого подключен к пусковому устройству - 2 (ПУ - 2) - 96, выходы которого подключены к ПР2 - 12, ПР3 - 14 соответственно составляя стандартное (СТН) и резервное (РЗР) включение ламп. ПУ2 - 96 также подключен 2-м входом к соответствующему выходу ДШ - 92. Входы ПУ1 - 94, ПУ2 - 96 подключены к регулятору (Р) - 97, входы которого подключены к соответствующим ПР1 - 4 (ПР1 - 5, ПР1 - 6). Выход ДШ - 92 так же подключен к ИЛИ - 98, выход которого подключен к входу триггера (Т) - 99, подключенного к ИЛИ - 100, подключенного к ФС - 101, подключенного к Р - 97. Второй вход Т - 99 подключен к ИЛИ - 102. Блоки 97-102 образуют блок регулятора (БР). Блоки 94-96 образуют пусковой блок (ПБ). Выход ДШ - 92 подключен к триггеру (Т) - 103, подключен к ИЛИ - 98, 100. Клавиша (КЛ) - 104 подключена выходами к ИЛИ - 98 и ИЛИ - 102.
Приемник (ПРМ) - 105 подключен к фильтру (Ф) - 106, подключенного к фильтру (Ф) - 107. Фильтр 106 подключен к ДТ - 108, подключен к формирователю импульсов (ФИ) - 109, подключен к ИЛИ - 102. Фильтр 107 подключен к ДТ - 110, подключен к ФИ - 111, подключен к ИЛИ - 98. Блоки 105-111 составляют блок дистанционного включения (БДВк).
Ключ (К) - 112 подключен к формирователю импульсов (ФИ) - 113, подключен к счетчику (СЧ) - 114, подключен к ЦАП - 115 (цифроаналоговому преобразователю) подключен к Р - 97. Ключ (К) - 116 подключен к формирователю импульсов ФИ - 117, подключен к входу - 1 СЧ - 114. Формирователь импульсов (ФИ) - 113 подключен к элементу задержки (Э) - 118 подключен к ИЛИ - 98. Ключ (К) - 119 подключен к триггеру (Т) - 120 и к ИЛИ - 102. Блоки 112-120 составляют блок ручного регулирования (БРР).
Триггер (Т) - 120 подключен к p - входу ЦАП - 115 и ЦАП - 121, подключенного к служебному (сл) входу Р - 97. Сл - вход ЦАП - 121 подключен к входу элемента задержки (Э) - 122 и выходу формирователя сигнала (ФС) - 123. Выход Э - 122 подключен к ИЛИ - 98, соответственно, выход ДШ - 92 подключен к триггеру (Т) - 124, подключенного к ключу (К) - 125, подключенного к ИЛИ - 100 и к формирователю импульсов (ФИ) - 126, подключенного к детектору (ДТ) - 127, подключенного к фильтру (Ф) - 128, подключенного к приемнику (ПРМ) - 129. Блоки 126-129 составляют блок автоматического включения (БАВ).
Генератор (Г) - 130 подключен к делителю (Д) - 131, подключенного к ключу (К) - 132, подключенного к триггеру (Т) - 133, подключенного к элементу задержки (Э) - 134, подключенного к аналого-цифровому (АЦП) - 135, подключенного к фильтру (Ф) - 136, подключенного к приемнику (ПРМ) - 137. АЦП - 135 подключен к сдвиговому регистру (СР) - 138. Разрешающий выход АЦП - 135 подключен к элементу задержки (Э) - 139, подключен к триггеру (Т) - 140, подключен к ключу (К) - 141, подключенного к формирователю импульсов (ФИ) - 142, подключенного к сдвиговому регистру (СР) - 138. Выход Э - 139 подключен к входу элемента задержки (Э) - 143, подключен к О - входу Т - 140. Выход СР - 138 подключен к входу модулятора (М) - 144, подключенного к смесителю (СМ) - 145, подключенного к модулятору (М) - 146, подключенного к Д - 131 и входу М - 144. CM - 145 подключен к передатчику (ПРД) - 147. Блоки 130-147 образуют блок передачи информации (БПИ). Блоки 80-93, 103, 123, 124, 133 образуют блок приема информации (БПрИ).
Блок ПУ2 - 96 (фиг.9) состоит из коммутатора (KM) - 148, подключенного к коммутатору (KM) - 149, подключенного к преобразователю 4 (ПР4) - 150, подключенного к коммутатору (KM) - 151, подключенного к Д - триггеру (ТД) - 152, подключенного к KM - 148.
Преобразователь (ПР3) - 14 (фиг.10) состоит из диода (Д) - 153, подключенного к конденсатору (С) - 154, подключенного к транзистору (ТТ) - 155, подключенного к регистру (R) - 156, подключенного к трансформатору (ТР) - 157. Диод (Д) - 158 подключен к конденсатору (С) - 159 подключен к сопротивлению (R) - 160 подключен к транзистору (ТТ) - 161, подключенного к ТР - 157, входные обмотки которого включены встречно, а выходная обмотка подключена к дросселю (ДР) - 162 и конденсатору (С) - 163, подключенного к люминесцентной лампе (ЛЛ) 16.1 или лампе накаливания (ЛН) - 16.2, закрыта светопроницаемым экраном против радиопомех (ЭК) - 164. Элементы 153-156, 158-161 образуют автогенератор (АГ) совместно с первичными обмотками трансформатора ТР - 157. АГ настраивается на частоту от 10 кГц до 30 кГц. Предпочтительно 20 кГц (минимальная интенсивность звуковых и радиопомех при максимальной светимости).
Преобразователи 2 (ПР2) - 12 (фиг.11) используется для ламп 2-й линии, а ПР2 - 12 (фиг.12) - для ламп 3-й линии. ПР2 - 12 1-й линии состоит из конденсатора (С) - 165, подключенного к дросселю (ДР) - 166, подключенного к конденсатору (С) - 167, (С) - 168, подключенных к диодам Д - 169, Д - 170, Д - 171, подключенных к конденсатору (С) - 172. Элементы 167-172 составляют блок умножителя (УМ) напряжения. Д 169 подключен к времязадающей цепочке (ВЗЦ) - 173, подключенного переключателем П (174) к входу управления (У) ПР2. В предлагаемом устройстве ВЗЦ - 174 может включаться 1 кнопкой 3.1, реле (времязадающая цепь), перемычкой 2 - 1,4-1, либо, как в предлагаемом устройстве термосопротивлением. В этом случае перемычка 174 отсутствует.
ПР2 - 12 (3-я линия) фиг.12 состоит из сопротивления (R) - 175, подключенного к диоду (Д) - 176 и подключенного к конденсатору, подключенного к дросселю (ДР) - 178, подключенного к сопротивлению (R) - 179, подключенного к конденсатору (С) - 180, подключенного к сопротивлению (R) - 181, подключенного к сопротивлению (R) - 182, подключенного к конденсатору (С) - 183, подключенного к ВЗЦ - 184, подключенного к транзистору (ТТ) - 185, подключенного к сопротивлению (R) - 186, подключенного к тиристору ТТД - 187. ВЗЦ может быть реле, кнопка (или как в предлагаемом устройстве) термосопротивление. ВЗЦ - 184 может отсутствовать. В этом случае сигналозадающая цепь (СЗЦ) работают постоянно. ТТД - 187 подключен к первичной обмотке трансформатора (ТР) - 188, вторичная обмотка которого подключена к дросселю (ДР) - 189 и конденсатору (С) - 190, который подключен к ЛЛ - 16.1 с ЭК - 164. Элементы 179, 182-187 образуют сигналозадающую цепь (СЗЦ).
ПР1 (4, 5, 6) фиг.13 состоит из коммутатора (KM) - 191, подключенного к коммутатору (КМ) - 192, подключенного к преобразователю (ПР) - 193, подключенного к коммутатору (KM) - 195, подключенного к коммутатору КМ - 192, подключенных к блоку приема (БПр) - 196, подключенному к СУ - 10.
Структура схемы внутреннего генератора (ВГ) - 2 (фиг.14) состоит из привода (М-мотора) - 197, подключенного механически к генератору напряжения (ГН) - 198, подключенного к коммутатору (КМ) - 199. М - 197 подключен к пусковому моторному устройству (ПМУ) - 200, который подключен к блоку приема (БПР) - 201.
Коммутатор (КМ) 1 (фиг.15) состоит из коммутатора (KM) - 202, подключено к коммутатору КМ - 203 (подключено к ВГ - 2), подключенного к коммутатору (KM) - 204, все коммутаторы подключены к блоку приема (БПР) - 205.
Коммутатор 204 подает в линию - 12/24 В постоянное напряжение от блока аккумуляторных батарей (БАБ - 3). KM - 202 подает в линию напряжение ˜220 В, КМ - 203 подает напряжение от ВГ - 2. Это напряжение может быть ˜220 В, 50 Гц или другим по напряжению и частоте в зависимости от настройки системы.
Блок аккумуляторных батарей (БАБ) - 3 (фиг.16) состоит из коммутатора (КМ) - 206, подключенного к зарядному устройству (ЗУ) - 207, подключенного к аккумуляторной батареи (АБ) - 208, подключенного к коммутатору (КМ) - 209. Блок приема (БПР) - 210 подключен к KM - 206 и пусковому устройству (ПУ) - 211, к ИЛИ - 212, который подключен к KM - 209. ПУ - 211 подключены к входам КМ - 206. БПР подключен к СУ - 10.
На фиг.17 изображен вариант регулятора по переменному напряжению (РР1). Здесь сопротивление (R) - 213 подключено к сопротивлению (R) - 214 и к конденсатору (С) - 215 и к сопротивлению (R) - 216, которое подключено к транзистору (ТТ) - 217, подключенного к сопротивлению (R) - 218, подключен к сопротивлению (R) - 219. ТТ - 217 подключен к тиристору (ТТД) - 220, подключен к диодному мосту (ДМ) - 221.
На фиг.18 изображен вариант регулятора по постоянному току (РР2). Здесь конденсатор (С) - 222 подключен к стабилизатору Ст - 223, подключенного к транзистору ТТ - 224, подключенного к транзистору ТТ - 225, подключенного к конденсатору (С) - 226.
На фиг.19 изображена общая схема регулятора Р - 97. Здесь коммутатор (КМ) подключен к РР1 - 228, подключенного к коммутатору (KM) - 229. Входы KM - 227 подключены к коммутатору (KM) - 230, подключенного к РР2 - 231, подключенного к коммутатору (KM) - 232, подключенного к ключу (К) - 233, и к ключу (К) - 234 и к триггеру (Т) - 235. Соответствующие входы КМ - 227, 229 подключены к Д - триггеру (ТД) - 236.
Устройство работает следующим образом. Нажимая К - 32 оператор системы освещения включает клавиатуру (БКЛ). Второй раз нажимая ее на выходе 2 ФС - 31 появляется сигнал, который переводит Т - 27 в «0» - тем самым отключая клавиатуру. Если Т - 27 в «1», К - 19 открыт и сигнал от Г - 17 проходит К - 19. Д - 20 увеличивает код СЧ - 21. Дш - 22 поочередно опрашивает клавиши 23. При нажатой К - 23 импульс от ДШ 22 проходит ИЛИ - 25 (соответствующий индикатор 24 информирует оператора об этом) и через ИЛИ - 26, Т - 27 в «0». Через некоторое время импульс через Э - 29, ИЛИ - 30, Т - 27 в «1» включенное состояние. Таким образом при нажатии любой К - 23 на выходе СЧ - 21 появляется код нажатой клавиши (код команды, которую надо выполнить, адрес устройства, куда подается команда и данные, необходимые для выполнения команды). Код с выхода СЧ - 21 поступает на ДШ - 35. Импульс с Э - 33 разрешает работу ДШ - 35. При нажатой соответствующей клавиши 23, Т - 36 или Т - 37, или Т - 38 переходит в «1» разрешая работу соответственно шифратора Ш1 - 40 - команд, Ш2 - 41 - адреса, Ш3 - 42 - данных. Шифратор представляет собой блок памяти, где кодом СЧ - 27 соответствуют коды команд, данных, адресов. После определения соответствия шифратор вырабатывает сигнал записи кода этой команды, адреса или данных в соответствующий блок регистра команд, адреса или данных. При каждом сигнале, поступившем на служебный вход соответствующего блока регистров, информация вначале сдвигается, а затем записывается. По импульсу от Э - 28, Т - 36, Т - 37, Т - 38 приходят в исходное «0» состояние. По импульсу от Э - 34 шифраторы 40, 41, 42 переходят в исходное состояние. При нажатии соответствующей клавиши на выходе ФИ - 39 появляется сигнал, который переводит Т - 48 в «1» и производит запись в БСР - 46 информацию из БРК - 43, БРА - 44, БРД - 45. К - 49 открыт и импульсы от Г - 17 через К - 49, Д - 50 поступают на 2-й вход БСР - 46 сдвигая информацию на вход М - 55, CM - 54, куда поступает тактовый, модулированный М - 53 сигнал, который открыт «1» с выхода Т - 48. Из СМ - 54 сигнал поступает в ПРД - 56 и в зависимости от типа ПРД излучается в эфир с соответствующей несущей частотой или в проводную линию. Таким образом, с помощью БКЛ оператор может набрать адрес любого источника, набрать команду, которую источник освещения должен выполнить и данные, необходимые для выполнения команды. Процессор ПрР - 47 может записать в БСР - 46 всю необходимую информацию для управления контролируемыми светильниками:
1. Включить заданный светильник с люминесцентной лампой в регулируемом режиме.
2. Включить заданный светильник с лампой накаливания в регулируемом и нерегулируемом режиме.
3. Включить заданный светильник в регулируемом дежурном освещении от батарей
(- 12/24 В) по постоянному току, по переменному току.
4. Замер светимости лампы и передача показаний на блок индикации.
5. Запуск люминесцентной лампы путем параллельного включения третьего преобразователя.
6. Разрешение работы лампы в ручном регулируемом режиме.
7. Разрешение включения заданной лампы автоматически в зависимости от освещенности местности.
8. Разрешение переключения линий на дежурный режим при отказе сетевого напряжения.
9. Дистанционное включение генератора напряжения.
10. Разрешение дистанционного включения заданного светильника с помощью источника электромагнитных излучений заданной частоты при проверке ламп.
В зависимости от записанной в процессор программы могут вырабатываться различные варианты освещения: (дома, на улице, в городе, в машине и т.д).
Тактовый сигнал выхода Д - 50 поступает на вход +1, СЧ - 51. Как только код СЧ - 51 станет заданным на определенном выходе СЧ - 51 появится сигнал и ФИ - 52 вырабатывает импульс, который обнулит СЧ - 51, Т - 48 и через время, заданное Э - 57, переводит Т - 60 в «1», переводя БПрМ в режим ожидания ответа от управляемых устройств. Сигнал от управляемого устройства поступает в ПРК - 64, проходит усилитель 63. Фильтр 67 выделяет тактовую частоту, которая проходит К - 68 и ФИ - 69, вырабатывая тактовые импульсы, поступающие на тактовый вход БСР - 66 и на вход +1 СЧ - 70. Информационные импульсы от Ф - 62 проходят К - 61, ФИ - 65 и поступают на информационные выходы БСР - 66. Через время, определяемое Э - 71, вырабатывается импульс, разрешающий работу ДШ - 32, на вход которого поступает код от СЧ - 70, который определяет длину принимаемой информации. При определении этой длины вырабатывается сигнал, разрешающий работу блока индикации (БИ) - 73, ПрР - 47 также получает сигнал о приходе сообщения. При нажатии соответствующей клавиши К - 23 на соответствующем выходе ДШ - 35 появляется сигнал, разрешающий работу ПрР - 47 (через ФИ - 76) и работу БИ - 73 (через ФИ - 75). Если ответа от контролируемого блока нет (в течении заданного промежутка времени), то Э - 58 вырабатывает сигнал и через ИЛИ - 59 он переводит Т - 60 в «0» - исходное состояние. Посредством PC - 77, PC - 78, Ш1 - 40, Ш2 - 41, Ш3 - 42 и ПрР - 47 могут обмениваться информацией с внешними устройствами.
Команда, адрес и данные от ПрД - 56 поступают в ПРМ - 80 (фиг.8). Фильтр 81 выделяет информационные сигналы, а Ф - 87 - тактовые. Далее сигналы проходят соответственно детекторы ДТ - 82, ДТ - 86, ФИ - 83, ФИ - 85 и поступают на входы БСР - 84, где информация записывается. При достижении счетчиком заданной длины передаваемой информации на выходе ДШ - 89 появляется сигнал, который обнуляет СЧ - 88 и разрешает работу КМП - 90, который сравнивает пришедший адрес из БСР - 84 с кодом адреса ПЗУ - 89. Если эти коды совпадают, то на выходе КМП - 90 появляется сигнал, который разрешает работу ДШ - 92. В зависимости от поданной команды появляется сигнал на одном или нескольких выходах ДШ - 92. Если сигнал появится на 1-м выходе, то Т - 93 в «1» и разрешает работу ПУ1 - 94. Если на 2-м выходе ДШ - 92, то Т - 93 в «0» и через HE - 95 включает ПУ2 - 96. Если сигнал на 3-м выходе ДШ - 92, то через ИЛИ - 98, Т - 99 в «1» сигнал через ИЛИ - 100, ФС - 101. ТД - 236 в «1», KM - 222, 229 открыты. РР1 - 228 (фиг.17) работает при появлении сигнала на выходе ДШ - 92, Т - 235 в «1» работает РР2 - регулятор (фиг.18). Регулятор РР1 (фиг.17) работает следующим образом. При подаче напряжения 220 В 1 и 2 входы ДМ - 221 организует подачу тока через R - 219, регулируемой R - 214 на емкость С 215, до тех пор пока емкость С 215 зарядится до определенной величины ТТ - 217 закрыт. ТТД - 220 закрыт через Rн не идет ток. Как только емкость С - 215 зарядится до определенной величины ТТ - 217 открыт, ТТД - 220 открыт и ток через ДМ - 221, ТТД - 220 поступает в Rн (сопротивление нагрузки). Как только конденсатор С 215 разрядится через R - 216, ТТ - 217, ТТ - 217 закроется, ТТД - 220 закроется. Таким образом, ТТД отрезает определенную часть синусного сигнала регулируя величину тока, протекающего через нагрузку. Здесь может быть и другой регулятор напряжения. При подаче на служебный вход напряжения емкость С - 215 зарядится быстрее или медленнее, соответственно регулируется фаза открывания ТТД - 220. При появлении сигнала на 4-м и 13-м выходах ДШ - 92, через ИЛИ - 102, Т - 99 в «0» ФС - 101 переводит ТД - 236 в «0», Т - 235 в «0». Р - 97 заблокирован и напряжение на ПУ1 - 94, ПУ2 - 96 не подается. Регулятор по постоянному току РР2 (фиг.18) работает следующим образом. Регулируемая величина напряжения поступает на сл - вход РР2, соответственно открывая ТТ - 224, который открывает ТТ - 225, который и регулирует величину тока, проходимую через него на Rн (нагрузку).
При появлении сигнала на 5-м выходе Т - 103 в «1» и на 6-м выходе в «0». При Т - 103 в «1» этот сигнал разрешает работу элемента ИЛИ - 102 и ИЛИ - 98. В противном случае они заперты и через них не могут пройти никакие команды: дистанционное включение - выключение ламп (БДВК), ручное и дистанционное регулирование интенсивности светимости ламп (БРР и БИ). При появлении сигнала на 7-м выходе Т - 124 в «1», а на 8-м выходе в «0». Если Т - 124 в «1» работает блок автоматического включения (БАВ), т.е. при потемнении на месте нахождения ПРМ - 129 источники освещения включаются. При этом сигнал от ПРМ - 129 проходит через Ф - 128, ДТ - 127, ФИ - 126, К - 125, ИЛИ - 100, ФС - 101 и разрешает регулятору работу. При появлении сигнала на 9-м выходе ДШ - 92, Т - 133 в «1», а на 10-м в «0». Если Т - 133 в «1» работает блок передачи информации (БПИ). Сигнал от Г - 130, Д - 131, К - 132 поступает на АЦП - 135, куда поступит сигнал разрешения от Э - 134. На вход АЦП - 135 поступает сигнал от ПРМ - 137, который установлен напротив ЛЛ - 16.1 или ЛН - 16.2. Этот сигнал поступил через Ф - 136, АЦП - 135, где происходит его измерение и кодировка. По сигналу от Э - 134. АЦП - 135 вырабатывает сигнал готовности, по которому код значения интенсивности освещения источника из АЦП - 135 записывается в СР - 138. Далее сигнал от Э - 139 переводит Т - 140 в «1», который открывает К - 141 и сигнал от Г - 130, через К - 141, ФИ - 142 поступает на тактирующий вход сдвигового регистра - 138. С выхода СР - 138 через М - 144, CM - 145, где происходит смешивание модулированной тактовой частоты от М - 146 поступает в ПРД - 147 и передается в СУ - 10. Через время, необходимое для передачи информации импульс с выхода Э - 143, переводит Т - 140 в «0» - исходное состояние.
При нажатии КЛ - 104, Т - 99 в «1», P - 97 работает. При повторном нажатии КЛ - 104, Р - 97 не работает (через ИЛИ - 98 и 102 соответственно). Соответственно работает или не работает источник освещения. Таким образом, обеспечивается ручное включение - выключение источника освещения (при необходимости, при наличии разрешения со стороны центра управления).
При появлении соответствующего сигнала на входе ПРМ - 105 он проходит Ф - 106, Ф - 107 и идет через ДТ - 108, ФИ - 109, ИЛИ - 102 и Т - 93 в «0». Или ДТ - 110, ФИ - 111, ИЛИ - 98, Т - 99 в «1». Таким образом, при подаче соответствующего сигнала на ПРМ - 105, Р - 97 либо включен, либо выключен. И лампа - 16.1 (или 16.2) (фиг.5) либо включена, либо выключена.
При нажатии К - 112, сигнал ФИ - 113, СЧ - 114 в «+1» состоянии. При нажатии К - 116, ФИ - 117 переводит СЧ - 114 в «-1» состояние. При появлении сигнала с выхода Э - 118, Т - 99 в «1» Р - 97 работает. Код счетчика поступает на ЦАП - 115 и на вход регулятора - 97. Тем самым нажимая на К - 112 или К - 116 изменяется фаза отсечки в Р - 97. Интенсивность светимости лампы возрастает или убывает. При нажатии К - 119, Т - 120 в «1» или в «0». Если в «0», то Т - 99 в «0». Т - 120 либо открывает ЦАП - 115, либо ЦАП - 119. Поступившие данные из БСР - 84 поступают на вход Р - 97 для регулирования светимости ламп 16.1 (16.2). При появлении сигнала на 11 выходе ДШ - 92 ФС - 123 вырабатывает сигнал. ЦАП - 119 получает из БСР - 84 код и преобразует сигнал в аналоговую форму, который подает на вход Р - 97.
ПУ2 - 94 (фиг.9) работает следующим образом. При появлении сигнала на 12 выходе ДШ - 92 ТД - 152 в «1» работает КМ - 149, KM - 151. Сигнал идет через ПР4 - 150. Преобразователь ПР4 - 150 преобразует - 12/24 В в переменное 220 В с одной из частот в диапазоне от 50 Гц до 30 КГц, увеличение частоты ведет к уменьшению веса электротехнического оборудования.
Преобразователь ПР3 - 14 (фиг.10) работает следующим образом. В начальный момент времени напряжение на С - 154 равно 0. Идет заряд С - 154. Как только зарядится, открывается транзистор ТТ - 155. Далее через R - 156 и С - 154 идет разряд через ТТ - 155. В это время идет заряд С - 159, С - 154 разряжается, а С - 159 заряжается, происходит закрывание ТТ - 155 и открывание ТТ - 161. Далее процесс повторяется. ПР3 - 14 вырабатывает сигнал частотой от 10 до 30 кГц. Рекомендуемый режим 20 кГц, при этом достигается малый звук ферритовых сердечников и малые потери на излучение радиопомех при максимальной светимости. Вырабатываемое напряжение на входах лампы 220 В, достаточное для ее зажигания. Схема не критична к изменению напряжения, например, при разряде батареи (при 12 В до 7 В, при 24 до 17 В). Для подключения мощных ламп используются элементы, способные обеспечить большие токи.
ПР2 (фиг.11) - 12 работает следующим образом. В начальный момент времени заряжается С - 167 через Д - 169 при положительной полуволне. При отрицательной идет заряд С - 172. Скидывается потенциал с 169 на С - 172. Происходит удвоение напряжения. При следующей полуволне заряжается С - 167 и скидывается С - 172 на С - 168. Происходит утроение напряжения. На ЛЛ - 16.1 прикладывается напряжение умножителя и напряжение с ДР - 178. Одна полуволна принимает большее значение. Возникает множество гармоник высокой частоты. При одновременной работе наблюдается понижение светимости ЛЛ - 16.1 (по-видимому, в результате взаимного гашения), поэтому ВЗЦ - 173 через 1 с (5 с) отключает умножитель. Зажигать лампу можно и с помощью реле на время, включаемое умножитель, и просто кнопкой. В прилагаемом устройстве блок 173 выполнен в виде термосопротивления. В этом случае в начальный момент времени термосопротивление холодное и обладает большой проводимостью. Лампа загорается, термосопротивление с течением времени нагревается, проводимость падает и умножитель отключается. Здесь, как и везде, используются лампы без спиралей. В проводимых опытах по испытанию устройств были получены результаты возрастания сроков работоспособности ламп не менее чем в 5 раз. Для ламп до 100 Вт мощности.
ПР2 (фиг.12) - 12 для ламп более 100 Вт мощности. При положительной полуволне идет заряд С - 180, через Д 176 и R - 175, R - 181 и заряд С - 183 через R - 182, 179. При отрицательной полуволне открывается ТТ - 185, открывается ТТД - 187, идет разряд емкости С - 180 и С - 182 через обмотку трансформатора ТР - 188 частота 25 Гц. Одна полуволна приобретает увеличенное значение в результате суммирования. Возникает множество гармоник высокой частоты, ДРЛ и НЛ, лампы легко запускаются, даже, если они не зажигаются обычной схемой, употребляемой до сих пор. ВЗЦ - 184 выключает после некоторого времени сигналозадающую цепь. Но в особых условиях можно оставить СЗЦ работать постоянно, например, при пониженной температуре. В случае этих особых режимов одновременно на лампу подается сигнал от ПР3 (фиг.10) и от ПР2 (режим реанимации) (фиг.12). Дальше ПР3 отключается.
Для повышения светоотдачи люминесцентных ламп 1-го и 2-го рядов предлагаемое устройство снабжено контактами по одному с каждой стороны лампы. Контакт внутри лампы выполнен в виде параболоида. Тот контакт, который выходит наружу и через который поступает напряжение, проходит этот параболоид (электрически с ним связан) и имеют утолщения на конце (внутри лампы) и находится в фокусе параболоида. Что позволяет держать поток электромагнитного излучения строго направленным, что и повышает светимость лампы. Для работы лампы в режиме вибронагрузок контакты люминесцентных ламп выполнены плоскими (с каждой стороны) с отверстиями для крепления.
По сравнению с прототипом предлагаемое устройство обладает следующими преимуществами.
1. Лампа мощностью до 100 Вт могут эксплуатироваться без спиралей и выпускаться одноконтактными с каждой стороны соответственно (экономия вольфрама, уменьшение стоимости, повышение скорости изготовления). А те лампы, которые потеряли одну или обе спирали и которые выбрасываются, могут эксплуатироваться далее до полного исчерпания ресурса газовой среды (более чем в 5 раз).
2. Схема, предлагаемая соответствующего преобразователя, позволяет включать дуговые ртутные лампы, которые уже не работают в стандартной схеме включения, т.е. продлить срок их службы.
3. Схема позволяет включать в светильники, предназначенные для дуговых ртутных ламп, более экономичные и экологические натриевые лампы, используя при этом комплектацию отечественных производителей. Это важно, например, для оборонного применения.
4. Устройство позволяет контролировать светимость ламп из центра. Определять те из них, которые выйдут из строя в ближайшее время и заменить их до того как они перейдут в мигающий режим.
5. Устройство позволяет при ремонте ламп включать их не все сразу, а по мере необходимости дистанционно (например, инфракрасными источниками).
6. Устройство позволяет повышать и понижать светимость ламп, что было вообще не возможно при старых схемах включения для ДРЛ и НЛ от 150 В до 300 В, для люминесцентной от 50 В до 250 В, для аккумуляторных батарей от 7 В (при 12 В) и от 17 В (при 24 В).
7. Увеличивается не менее чем в 5 раз срок службы ламп. Для люминесцентных ламп, поскольку убираются спирали, а для ДРЛ и НЛ, поскольку облегчается процесс зажигания ламп.
8. Устройство можно использовать для транспортных (бортовых) источников освещения. Повышается надежность, т.к. нет спиралей, увеличивается срок службы.
9. Система в целом более устойчиво реагирует на сбои (аварийные случаи) и не прекращает освещения, переходя в аккумуляторные батареи или переходя на внутреннее генераторное напряжение.
10. Устройство продлевает срок службы относительно дорогих бактерицидных ламп.
11. За счет увеличения срока службы ламп их расход уменьшается и повышается экологичность.
12. Устройство позволяет эксплуатировать в своей структуре обычные лампы накаливания, повышая надежность дежурного режима.
13. Устройство, выполненное в интегральной форме компактно и экономично, имеет возможность взаимодействия с процессором, который оптимизирует процедуру контроля и управления.
14. Применение сигналов повышенной частоты от 50 Гц до 30 кГц уменьшают размеры и повышается экономичность электротехнического оборудования.
Устройство управления источниками освещения, содержащее дроссель, умножитель, конденсатор, время задающую цепь, отличающееся тем, что дополнительно введены коммутатор, блок аккумуляторных батарей, система управления, первая, вторая и третья линии источников освещения с соответствующими преобразователями, содержащими блоки источников освещения, состоящие из трех рядов блоков, первый ряд содержит блок управления, преобразователь, коммутатор и люминесцентную лампу, второй ряд содержит преобразователь, подключенный к блоку управления и к коммутатору, и третий ряд содержит коммутатор, подключенный к преобразователю второго ряда и к лампе накаливания, система управления содержит блок клавиатуры, подключенный к блоку команд, подключенному к блоку передачи, подключенному к блоку приема и к блоку управления системы управления, блок управления источника освещения содержит блок приема информации, блок передачи информации, пусковой блок, блок автоматического включения, блок измерительных средств, блок ручного регулирования, блок регуляторов, блок дистанционного включения, ключ, пусковой блок, соединенные соответствующим образом, пусковой блок содержит первое пусковое устройство и второе пусковое устройство, состоящее из первого, второго и третьего коммутаторов и преобразователей, подключенных соответствующим образом, преобразователь второго ряда состоит из автогенератора, настроенного, например, на частоту диапазона 10-30 кГц, трансформатора и из дроссельно-конденсаторной схемы, преобразователь первого ряда 2-й линии состоит из дроссельно-конденсаторной схемы, умножителя и время задающей цепи, выполненной в виде термосопротивления или ключа, преобразователь первого ряда третьей линии состоит из дроссельно-конденсаторной схемы и сигналозадающей цепи, подключенной к трансформатору, сигналозадающая цепь формирует сигнал с заданной частотой, например, 25 Гц, суммируемый с основным сигналом, блок аккумуляторных батарей, коммутатор снабжены блоком приема информации, блок регуляторов содержит не менее двух регуляторов по переменному напряжению и по постоянному току, подключенных соответственно к элементам блока управления.
