CN110352629B - 亮度调节器的同步系统及方法 - Google Patents

Abstract

亮度调节器的同步。应该避免具有多个照明装置（3、4）和多个调节装置（1、2）的照明系统陷入不期望的状态、诸如振荡中。因而，利用发生器装置（13）来生成触发信号。调节装置（1、2）被构造为使得这些调节装置通过该触发信号来触发地分别同时起动调节计算过程。这些调节装置（1、2）的该同步防止了不期望的亮度状态。

Description

亮度调节器的同步系统及方法

技术领域

本发明涉及一种照明系统，该照明系统具有：第一照明装置；第二照明装置；第一调节装置，用于调节第一照明装置的亮度；和第二调节装置，用于调节第二照明装置的亮度。此外，本发明涉及一种用于运行照明系统的方法，该照明系统具有第一照明装置、第二照明装置、第一调节装置和第二调节装置，其中通过第一调节装置来调节第一照明装置的亮度并且通过第二调节装置来调节第二照明装置的亮度。

背景技术

常常利用包括多个照明装置的照明系统来对空间进行照明。在此有利的是：当存在足够的日光时，调节每个照明装置的亮度，以便节省能量。为此，需要记录当前的亮度的传感器，并且需要例如由用户来预先给定额定值。调节器使用实际值与额定值之差，以便针对照明装置的调光器生成调定量（Stellgröße）。因此，亮度调节的基本前提也是：相应的照明装置能调光。

如果现在包括相应的传感器和照明装置在内的多个亮度调节器同时在空间中运行，则它们可相互影响。同时运行尤其可导致：这些亮度调节器开始振荡并且因此亮度周期性地剧烈波动。必要时，这些照明装置之一也以最大光度（Leuchtkraft）来运行，而另一照明装置以非常微小的亮度来运行或者甚至完全被切断。然而，这通常并不是用户曾希望的特性。

到目前为止，尝试通过只使用唯一一个调节器来避开上文所描绘的问题。通过利用偏移或因子有针对性地调整调节器的针对各个灯（组）的调定量，实现空间内的不同的亮度值。

发明内容

因此，本发明的任务在于：避免在利用多个照明装置来照明的空间中的不期望的亮度波动。

按照本发明，该任务通过按照独立专利权利要求所述的照明系统和方法来解决。本发明的有利的扩展方案从从属权利要求中得到。

因此，提供一种具有第一照明装置和第二照明装置的照明系统。当然，照明装置的数目可以任意地高于两个。这里，照明装置被理解为适合于将空间照亮的每种器材。

该照明系统还具有：第一调节装置，用于调节第一照明装置的亮度；和第二调节装置，用于调节第二照明装置的亮度。这意味着：每个照明装置拥有它自己的调节装置，以便单独地调节相应的亮度。在此，调节装置记录相应的实际值并且基于预先给定的额定值来生成用于相应的照明装置的调定量。

现在，为了例如避免调节装置或照明装置的不期望的振荡，使这些调节装置同步。为此，该照明系统配备有用于生成触发信号（=同步信号）的发生器装置，或者例如第一调节装置构造为主机并且第二调节装置构造为从机。如果存在多于两个调节装置，则另外的调节装置分别也作为从机来运行。这意味着：整个照明系统可包括发生器装置或主机和四个从机。发生器装置或主机负责与一个或多个从机的同步。为此，第二调节装置、也就是从机能通过发生器装置或第一调节装置、也就是主机来触发，使得恰好在第一调节装置起动调节计算过程时，第二调节装置才起动调节计算过程。这意味着：主机和一个或多个从机、也就是所有的调节装置都同时起动调节计算过程。由此，这些调节装置在时间上同步。如果是这样，则不再发生调节装置或照明装置的振荡。同样可以少出现如下情况：一个照明装置被满调制（aussteuern）而另一照明装置被切断或者被最低限度地运行。

一般地，对照明系统的调节是完全必要的，因为日光的强度按自然规律波动。为了由此避免不必要的照明并且节省能量，对人工照明进行调节。

优选地，这些调节装置彼此联网。该联网可以是有线或无线的。于是，每个调节装置对应于网络的一个节点。必要时，借助于总线进行联网。必要时，在调节装置之间的双向数据通信是可能的。

这些调节装置中的每个调节装置可以具有单独的传感器，利用该传感器能探测对亮度的量度。因此，传感器用作用于调节装置的关于亮度的实际值探测器（Istwertgeber）。调节装置和所属的传感器可以彼此靠近地布置，但是它们也可以在空间上彼此分开。相同的情况适用于调节装置与相对应的照明装置之间的空间关系。它们也不必彼此紧靠地布置。例如，为了对写字台进行照明，可以使用顶灯。紧邻写字台地安装传感器对于调节来说会带来最优效果。而如果传感器紧邻写字台或者直接在写字台上有干扰，则该传感器也可以安装在顶棚处并且从那里记录写字台的反射光（= 间接亮度测量）。在这种情况下，照明装置、调节装置和传感器可能会彼此紧靠地布置。在传感器安置在写字台处的另一情况下，调节装置可以直接布置在传感器处或布置在照明装置处。前提仅仅是在各个组件之间的相应的通信可能性。

在一个优选的设计方案中，可由发生器装置或主机将触发信号周期性地发送给从机或所有的调节装置，以便使调节装置或主机与从机同步。因此可能的是，使主机与从机或所有的调节装置相互在一定的时间间隔内在时间上彼此协调。在此，不需要在每个调节计算过程起动时传输这种触发信号。这样，例如也可能的是，诸如执行五个调节过程，但是只是在这五个调节计算过程的第一个调节计算过程时将触发信号从主机传输到一个或多个从机。在所有的调节装置中共同起动第六个调节计算过程时，才重新由主机发送触发信号。当然，数目“五”只是示例性的并且可以任意地变化。在极端情况下，实际上针对每个调节计算过程都传输新的触发信号。

如已经表明的那样，该照明系统可以具有多于两个调节装置，使得发生器装置或主机触发至少两个从机或多个从机、尤其是所有从机。在此，与各个从机的通信通常可以是有线或无线的。但是，混合形式也是可设想的。因此，例如主机可以与一从机无线地通信，并且该从机将触发信号有线地转发给相邻的从机。因此，例如可以形成具有从机组的岛并且对该具有从机组的岛进行寻址。

在一个特殊的设计形式中，这些调节装置中的每个调节装置具有用于建筑物技术的恒光调节器。因此，这些调节装置被构造为使得这些调节装置与它们的相应照明装置共同负责一个空间区域中的恒定亮度。这种恒光调节器可以满足针对建筑物技术的有关规范或标准。

主机所发送的触发信号的周期时间优选地在1s与10min之间。触发信号的周期时间可以对应于调节计算过程的周期时间，但是触发信号的周期时间并不必须如此。因此，类似于上文已经示出的那样，例如可以每10min将触发信号从主机传输到从机，而在调节装置内部的调节计算过程可以间隔更短地来执行。也不需要所有的调节装置必须总是同时执行一个调节计算过程。因此，例如一个调节装置可以实施两个调节计算过程，而另一调节装置例如与这两个调节计算过程中的第一个调节计算过程恰好同步地在相同的时间段中执行唯一的调节计算过程。实际上，每个触发周期的调节计算过程的数目可以被任意选择。重要的仅仅是，各个调节装置的调节计算过程在时间上彼此协调并且不能相互占据任意相位。在该上下文中有利的是：利用较低频率传输触发信号，以便例如使通信总线或相对应的通信连接承受尽可能低的负荷。

在该照明系统的另一设计方案中，所有调节装置的PI特性基本上相同。因此，各个调节装置或它们的调节算法在任何情况下都具有与其调节特性有关的波动，在将空间照亮时，人眼几乎看不出所述波动的效果。

优选地，所有调节装置拥有相同的调节算法。由此可以确保：所有调节装置可以同步地行动并且不会相互产生负面影响。

按照本发明，上文提到的任务也通过一种用于运行照明系统的方法来解决，所述照明系统具有第一照明装置、第二照明装置、第一调节装置和第二调节装置，所述方法通过如下方式来进行：

- 通过所述第一调节装置来调节所述第一照明装置的亮度；并且

- 通过所述第二调节装置来调节所述第二照明装置的亮度，

- 生成触发信号，其中

- 所述第一调节装置和所述第二调节装置通过所述触发信号来触发地分别同时起动调节计算过程。

上文结合照明系统所提到的变型可能性和优点也合理地适用于按照本发明的方法。

附图说明

现在，本发明依据随附的附图进一步予以阐述，该附图1示意性地示出了照明系统的多个经同步的调节器的框图。

具体实施方式

随后进一步描绘的实施例是本发明的优选的实施方式。在此应注意：各个特征不仅可以以所描绘的特征组合来实现，而且也可以单独地或者以其它技术上合理的组合来实现。

按照本发明的照明系统可以在建筑物中使用，但是也可以例如在室外设施中使用。该照明系统拥有多个照明器，所述多个照明器在当前文件中也被称作照明装置。至少设置两个照明装置。每个照明装置可具有一个或多个照明器材。

照明装置中的每个照明装置都分配有调节装置。相应的调节装置可以布置在照明装置的壳体中或者布置在该壳体之外。无论如何都存在调节装置与所属的照明装置之间的相对应的信号连接。

照明装置的调节装置按照本发明同步。这意味着，该照明系统的至少两个调节装置同时分别起动调节计算过程。在附图中示出了照明系统的示例，其中实现了调节装置1、2的同步。

第一调节器1调节第一照明装置3并且第二调节器2调节第二照明装置4。每个调节器1、2都获得实际值5、6和额定值7、8作为输入值。额定值7、8例如作为固定的预给定值被存储在调节器中。但是，额定值7、8也可以是能调整的。实际值5、6来自相应的传感器。这种传感器可以直接布置在相应的调节装置1、2处或者布置在所属的照明装置3、4处。替选地，这些传感器也可以与相应的调节装置1、2或照明装置3、4在实体上分开。重要的仅是，存在与相应的调节装置、2相对应的信号连接。

根据所提到的输入量，也就是实际值5、6或额定值7、8，相应的调节装置1、2生成调定量，这些调定量被输送给所分配的照明装置3、4。这种调定量例如可以被用于对相应的照明装置3、4进行调光。

现在目标是，以预先给定的方式（根据预先给定的动态性）恒定地或准恒定地对空间或面进行照明，其中各个照明装置3、4通过所属的调节装置1、2在其亮度方面被调节。因此，照明装置3、4或它们的照明器材能相对应地调光。

对应于该图的示例仅仅包括两个照明装置3、4和相对应的调节装置1、2。但是，按照本发明的照明系统也可以包括更多个照明装置并且相对应地包括更多个调节装置。相应的数目可以按需求来选择。

如果现在多个调节装置1、2会不同步地运行，则这可导致：即使这些调节装置以相同的周期时间来工作，这些调节装置也随着时间的推移有相移地工作。对此的原因在于在设备中所使用的振荡器的容差。

在空间中使用多个照明装置3、4及其调节装置1、2导致它们彼此光学耦合。这样，不仅第一照明装置3影响由传感器提供的用于第一调节装置1的实际值5，而且第二照明装置4也影响。反过来，不仅第一照明装置3而且第二照明装置4也影响传感器为第二调节装置2所提供的实际值6。

通过在空间中或在受限的环境中多个调节装置1、2的光学耦合，由于这些调节装置的相移可出现的是，第一照明装置3的（由于第一调节装置1引起的）亮度升高引起第二照明装置4的（由于第二调节装置2引起的）亮度降低，或者反过来。在最糟糕的情况下，这意味着，相应的调节装置1、2提供极值的调定量（0%或者100%），或者出现振荡。两者都不符合期望。利用所有参与亮度的调节装置中的调节装置的同步，可以避免这一点。

在图中示出了实现多个调节装置1、2的同步的可能性。例如，调节装置1和2分别拥有通信接口9、10。这些通信接口9、10可以通过通信总线11彼此连接。通信总线可以示例性地是KNX总线。但是，通信总线也可以是其它现场总线、尤其是用于建筑物自动化的现场总线，诸如BACnet总线。

在该图的示例中勾画出，在通信总线11处也可以连接其它通信接口12。尤其可以在所述其它通信接口12处给其它调节装置供应总线信号，示范性地只绘出了所述其它通信接口中的一个通信接口。

现在，触发信号可以由发生器装置13馈入到通信总线11中。该触发信号（例如矩形脉冲）可以通过通信接口9、10、12被输送给相应的调节装置1、2。如果调节装置1、2接收到该触发信号，则该调节装置起动调节计算过程。在一个特殊的设计方案中，调节装置通过触发信号被唤醒并且只在调节计算过程再次结束之前活跃。

发生器装置13可以是单独的设备，该单独的设备将触发信号馈入到通信总线11中。替选地，发生器装置13可以隶属于第一调节装置1或者集成到该第一调节装置1中。由此，使第一调节装置1得到与触发各个调节装置的调节计算过程有关的主机功能。因此，第二调节装置2会是从机，该从机从主机、即第一调节装置1获得触发信号。如果发生器装置13是单独的设备，则全部调节装置1、2等等都可以分别被视为从机。

这些调节装置应该全都显示出至少类似的特性。只有这样，同步才能发挥其最优效果。尤其是，各个调节装置的PI特性应该是基本上相同的。特别有利的是，全部调节装置都具有完全相同的调节算法。在这种情况下，全部调节装置的同步都特别有利地起作用。

在该上下文中还有利的是，实际值检测尽可能快。这意味着：相应的传感器的反应时间应该尽可能小。用于全部调节装置的实际值检测至少应该是相同的。因此又可以确保，全部的调节计算过程都在相同的条件下同步地发生。在一个具体的示例中，全部调节装置或亮度调节器都可以彼此联网并且分别具有相同的调节算法。一个调节装置被定义为主机并且其余的调节装置分别被定义为从机。通过耦合可能的是，主机将触发信号周期性地发送给从机。合理地，当主机起动新的调节计算过程并且由此使从机同步时，该主机输出该触发信号。

用于建筑物技术的调节装置或恒光调节器大多非常迟钝地工作。反应时间或周期时间（触发信号的周期）通常在1s与几分钟之间。这具有如下优点：主机的所需触发信号不使通信总线承受过多负荷并且用户只是间接地觉察到亮度修正。

有利地，通过照明系统的上文所描述的实施例可能的是，各个调节装置被同步。这降低了调定量不期望地被驱动到极值或者作出振荡的危险。

附图标记列表

1 调节器

2 调节器

3 照明装置

4 照明装置

5 实际值

6 实际值

7 额定值

8 额定值

9 通信接口

10 通信接口

11 通信总线

12 通信接口

13 发生器装置。

Claims (10)

1.照明系统，所述照明系统具有：

- 第一照明装置（3）；

- 第二照明装置（4）；

- 第一调节装置（1），用于调节所述第一照明装置（3）的亮度；和

- 第二调节装置（2），用于调节所述第二照明装置（4）的亮度，

其特征在于

- 发生器装置（13），用于生成触发信号，

- 其中所述发生器装置将所述触发信号发送给第一调节装置和第二调节装置，并且

所述触发信号引起，所述第一调节装置开始第一预先确定数量的调节计算过程；以及

所述触发信号引起，所述第二调节装置开始第二预先确定数量的调节计算过程，其中所述第二预先确定数量小于所述第一预先确定数量，并且其中第二调节装置的每个调节计算过程都与第一调节装置的调节计算过程中的一个同步。

2.根据权利要求1所述的照明系统，其中调节装置（1、2）借助于通信网络（11）彼此联网，通过所述通信网络，所述触发信号能由所述发生器装置（13）传输到所述调节装置（1、2）。

3.根据权利要求1或2所述的照明系统，其中调节装置（1、2）中的每个调节装置具有单独的传感器，利用所述传感器能探测对亮度的量度。

4.根据上述权利要求1至2中任一项所述的照明系统，其中所述触发信号能由所述发生器装置（13）周期性地生成。

5.根据上述权利要求1至2中任一项所述的照明系统，所述照明系统具有至少一个另外的调节装置，其中利用所述触发信号能使所有的调节装置同步。

6.根据上述权利要求中任一项所述的照明系统，其中调节装置（1、2）中的每个调节装置分别具有用于建筑物技术的恒光调节器。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的照明系统，其中由所述发生器装置（13）发送的触发信号的周期时间在1s与10min之间。

8.根据上述权利要求中任一项所述的照明系统，其中所有的调节装置（1、2）的PI特性是基本上相同的。

9.根据权利要求8所述的照明系统，其中所有的调节装置（1、2）拥有相同的调节算法。

10.用于运行照明系统的方法，所述照明系统具有第一照明装置（3）、第二照明装置（4）、第一调节装置（1）和第二调节装置（2），所述方法通过如下方式来进行：

- 通过所述第一调节装置（1）来调节所述第一照明装置（3）的亮度；并且

- 通过所述第二调节装置（2）来调节所述第二照明装置（4）的亮度，

其特征在于

- 生成触发信号，

- 其中发生器装置将所述触发信号发送给第一调节装置和第二调节装置，并且

所述触发信号引起，所述第一调节装置开始第一预先确定数量的调节计算过程；以及

所述触发信号引起，所述第二调节装置开始第二预先确定数量的调节计算过程，其中所述第二预先确定数量小于所述第一预先确定数量，并且其中第二调节装置的每个调节计算过程都与第一调节装置的调节计算过程中的一个同步。

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