Dans le dernier épisode...
Il y a environ un an, j'ai sur la gestion de l'éclairage urbain dans l'une de nos villes. Tout y était très simple : selon un planning, l'alimentation des lampes était allumée et éteinte via SHUNO (armoire de commande d'éclairage externe). Il y avait un relais dans le SHUNO, sur le commandement duquel la chaîne de lumières était allumée. La seule chose intéressante est peut-être que cela a été fait via LoRaWAN.
Comme vous vous en souvenez, nous étions initialement construits sur des modules SI-12 (Fig. 1) de la société Vega. Même au stade pilote, nous avons immédiatement rencontré des problèmes.
Figure 1. — Module SI-12
- Nous dépendions du réseau LoRaWAN. Grave interférence à l'antenne ou crash du serveur et nous avons un problème avec l'éclairage de la ville. Peu probable, mais possible.
- SI-12 n'a qu'une entrée d'impulsion. Vous pouvez y connecter un compteur électrique et en lire les relevés actuels. Mais sur une courte période (5 à 10 minutes), il est impossible de suivre l'augmentation de la consommation qui se produit après l'allumage des lumières. Ci-dessous, j'expliquerai pourquoi c'est important.
- Le problème est plus grave. Les modules SI-12 ont continué à geler. Environ une fois toutes les 20 opérations. En collaboration avec Vega, nous avons essayé d'éliminer la cause. Au cours du projet pilote, deux nouveaux micrologiciels de module et une nouvelle version du serveur ont été publiés, où plusieurs problèmes graves ont été résolus. Au final, les modules ont cessé de s'accrocher. Et pourtant, nous nous en sommes éloignés.
Et maintenant...
Pour le moment, nous avons construit un projet beaucoup plus avancé.
Il est basé sur les modules IS-Industry (Fig. 2). Le matériel a été développé par notre sous-traitant, le firmware a été écrit nous-mêmes. C'est un module très intelligent. Selon le firmware qui y est chargé, il peut contrôler l'éclairage ou interroger des appareils de mesure avec un large ensemble de paramètres. Par exemple, des compteurs de chaleur ou des compteurs d'électricité triphasés.
Quelques mots sur ce qui a été mis en œuvre.
Figure 2. — Module IS-Industrie
1. IS-Industry dispose désormais de sa propre mémoire. Avec le firmware léger, les stratégies sont chargées à distance dans cette mémoire. Essentiellement, il s'agit d'un calendrier d'activation et de désactivation de SHUNO pendant une certaine période. Nous ne dépendons plus de la chaîne radio pour l'allumer et l'éteindre. À l'intérieur du module, il y a un calendrier selon lequel il fonctionne indépendamment de tout. Chaque exécution est obligatoirement accompagnée d'une commande vers le serveur. Le serveur doit savoir que notre état a changé.
2. Le même module peut interroger le compteur électrique dans SHUNO. Toutes les heures, des colis avec la consommation et tout un tas de paramètres que le compteur peut produire en sont reçus.
Mais ce n'est pas le sujet. Deux minutes après le changement d'état, une commande extraordinaire est envoyée avec des relevés instantanés du compteur. Grâce à eux, nous pouvons juger si la lumière s'est réellement allumée ou éteinte. Ou quelque chose s'est mal passé. L'interface dispose de deux indicateurs. Le commutateur affiche l'état actuel du module. L'ampoule est liée à l'absence ou à la présence de consommation. Si ces états se contredisent (le module est éteint, mais la consommation continue et vice versa), alors la ligne avec SHUNO est surlignée en rouge et une alarme est créée (Fig. 3). À l'automne, un tel système nous a permis de retrouver un relais de démarreur bloqué. En fait, le problème ne vient pas de nous ; notre module a fonctionné correctement. Mais nous travaillons dans l'intérêt du client. Ils doivent donc lui signaler tout accident pouvant entraîner des problèmes d’éclairage.
Figure 3. — La consommation contredit l'état du relais. C'est pourquoi la ligne est surlignée en rouge
Les graphiques sont construits sur la base de lectures horaires.
La logique est la même que la dernière fois. On surveille le fait d'allumer en augmentant la consommation électrique. Nous suivons la consommation médiane. Une consommation inférieure à la médiane signifie que certaines lumières ont grillé, tandis qu'une consommation supérieure signifie que l'électricité est volée au poteau.
3. Forfaits standards avec des informations sur la consommation et que le module est en ordre. Ils viennent à des heures différentes et ne créent pas d’attroupement à l’antenne.
4. Comme auparavant, nous pouvons forcer SHUNO à s'allumer ou s'éteindre à tout moment. Il est par exemple nécessaire qu'une équipe de secours recherche une lampe grillée dans une chaîne.
De telles améliorations augmentent considérablement la tolérance aux pannes.
Ce modèle de gestion est peut-être aujourd'hui le plus populaire en Russie.
Et aussi...
Nous avons marché plus loin.
Le fait est que vous pouvez vous éloigner complètement de SHUNO au sens classique et contrôler chaque lampe individuellement.
Pour ce faire, il est nécessaire que la lampe de poche prenne en charge le protocole de gradation (0-10, DALI ou autre) et dispose d'un connecteur Nemo-socket.
La prise Nemo est un connecteur standard à 7 broches (sur la Fig. 4), souvent utilisé dans l'éclairage public. Les contacts d'alimentation et d'interface sortent de la lampe de poche vers ce connecteur.
Figure 4. — Prise Nemo
0-10 est un protocole de contrôle d'éclairage bien connu. Plus jeune, mais bien éprouvé. Grâce aux commandes utilisant ce protocole, nous pouvons non seulement allumer et éteindre la lampe, mais également la passer en mode variation. En termes simples, tamisez les lumières sans les éteindre complètement. Nous pouvons le diminuer d'un certain pourcentage. 30 ou 70 ou 43.
Cela fonctionne comme ça. Notre module de contrôle est installé au-dessus de la prise Nemo. Ce module prend en charge le protocole 0-10. Les commandes arrivent via LoRaWAN via un canal radio (Fig. 5).
Figure 5. — Lampe de poche avec module de commande
Que peut faire ce module ?
Il peut allumer et éteindre la lampe, l'atténuer jusqu'à un certain point. Et il peut également suivre la consommation de la lampe. En cas de gradation, il y a une baisse de la consommation de courant.
Désormais, nous ne suivons plus seulement une chaîne de lanternes, nous gérons et suivons CHAQUE lanterne. Et bien sûr, pour chacune des lumières, nous pouvons obtenir une certaine erreur.
De plus, vous pouvez compliquer considérablement la logique des stratégies.
Par exemple. Nous disons à la lampe n°5 qu'elle doit s'allumer à 18h00, à 3h00, diminuer de 50 pour cent à 4-50, puis se rallumer à cent pour cent et s'éteindre à 9h-20. Tout cela est facilement configuré dans notre interface et se transforme en une stratégie de fonctionnement compréhensible pour la lampe. Cette stratégie est téléchargée sur la lampe et fonctionne selon elle jusqu'à ce que d'autres commandes arrivent.
Comme dans le cas du module pour SHUNO, nous n'avons aucun problème de perte de communication radio. Même si quelque chose de critique lui arrive, l’éclairage continuera à fonctionner. De plus, il n'y a pas de ruée sur l'air au moment où il faut allumer, disons, une centaine de lampes. Nous pouvons facilement les contourner un par un, prendre des mesures et ajuster nos stratégies. De plus, des paquets de signalisation sont configurés à certains intervalles indiquant que l'appareil est vivant et prêt à communiquer.
Un accès non programmé n'aura lieu qu'en cas d'urgence. Heureusement, dans ce cas, nous avons le luxe d’une nourriture constante et nous pouvons nous permettre la classe C.
Une question importante que je soulèverai à nouveau. Chaque fois que nous présentons notre système, ils me demandent : qu'en est-il du relais photo ? Peut-on y visser un relais photo ?
D'un point de vue purement technique, il n'y a aucun problème. Mais tous les clients avec lesquels nous communiquons actuellement refusent catégoriquement de prendre les informations des capteurs photo. Ils vous demandent de fonctionner uniquement avec un planning et des formules astronomiques. Pourtant, l’éclairage urbain est essentiel et important.
Et maintenant le plus important. Économie.
Travailler avec SHUNO via un module radio présente des avantages évidents et un coût relativement faible. Augmente le contrôle des luminaires et simplifie la maintenance. Ici, tout est clair et les avantages économiques sont évidents.
Mais avec le contrôle de chaque lampe, cela devient de plus en plus difficile.
Il existe plusieurs projets similaires réalisés en Russie. Leurs intégrateurs déclarent fièrement qu'ils ont réalisé des économies d'énergie grâce à la gradation et ont ainsi payé le projet.
Notre expérience montre que tout n’est pas si simple.
Ci-dessous, je fournis un tableau calculant le retour sur investissement de la gradation en roubles par an et en mois par lampe (Fig. 6).
Figure 6. — Calcul des économies liées à la gradation
Il indique combien d'heures par jour les lumières sont allumées, en moyenne par mois. Nous pensons qu'environ 30 pour cent de ce temps, la lampe brille à 50 pour cent de puissance et 30 pour cent supplémentaires à 30 pour cent de puissance. Le reste est à pleine capacité. Arrondi au dixième le plus proche.
Pour simplifier, je considère qu’en mode puissance 50 %, la lumière consomme la moitié de ce qu’elle consomme à 100 %. C'est aussi un peu inexact, car il y a une consommation du conducteur, qui est constante. Ceux. Nos économies réelles seront inférieures à celles indiquées dans le tableau. Mais pour faciliter la compréhension, qu'il en soit ainsi.
Supposons que le prix du kilowatt d’électricité soit de 5 roubles, le prix moyen pour les personnes morales.
Au total, en un an, vous pouvez économiser de 313 roubles à 1409 XNUMX roubles sur une lampe. Comme vous pouvez le constater, sur les appareils à faible consommation, l'avantage est très minime ; avec des éclairages puissants, il est plus intéressant.
Qu’en est-il des coûts ?
L'augmentation du prix de chaque lampe de poche, lorsqu'on y ajoute un module LoRaWAN, est d'environ 5500 3000 roubles. Là, le module lui-même coûte environ 1500 XNUMX, plus le coût du Nemo-Socket sur la lampe est de XNUMX XNUMX roubles supplémentaires, plus les travaux d'installation et de configuration. Je ne prends pas encore en compte le fait que pour de telles lampes, vous devez payer des frais d'abonnement au propriétaire du réseau.
Il s'avère que le retour sur investissement du système dans le meilleur des cas (avec la lampe la plus puissante) est d'un peu moins de quatre ans. Remboursement. Pendant longtemps.
Mais même dans ce cas, tout sera annulé par les frais d'abonnement. Et sans cela, le coût devra toujours inclure la maintenance du réseau LoRaWAN, qui n'est pas non plus bon marché.
De petites économies sont également réalisées dans le travail des équipes d'urgence, qui planifient désormais leur travail de manière beaucoup plus optimale. Mais elle ne sauvera pas.
Il s'avère que tout est en vain ?
Non. En fait, la bonne réponse ici est la suivante.
Contrôler chaque lampadaire fait partie d’une ville intelligente. Cette partie qui ne permet pas vraiment d’économiser de l’argent, et pour laquelle il faut même payer un petit supplément. Mais en retour, nous obtenons une chose importante. Dans une telle architecture, nous avons une puissance garantie constante sur chaque pôle XNUMX heures sur XNUMX. Pas seulement la nuit.
Presque tous les fournisseurs ont rencontré le problème. Nous devons installer le Wi-Fi sur la place principale. Ou vidéosurveillance dans le parc. L'administration donne le feu vert et alloue des soutiens. Mais le problème est qu’il y a des poteaux d’éclairage et que l’électricité n’y est disponible que la nuit. Nous devons faire quelque chose de délicat, tirer de l'énergie supplémentaire le long des supports, installer des piles et d'autres choses étranges.
Dans le cas du contrôle de chaque lanterne, nous pouvons facilement accrocher autre chose au poteau avec la lanterne et la rendre « intelligente ».
Et là encore, c’est une question d’économie et d’applicabilité. Quelque part à la périphérie de la ville, SHUNO suffit aux yeux. Au centre, il est logique de construire quelque chose de plus complexe et plus gérable.
L'essentiel est que ces calculs contiennent des chiffres réels et non des rêves sur l'Internet des objets.
PS Au cours de cette année, j'ai pu communiquer avec de nombreux ingénieurs impliqués dans l'industrie de l'éclairage. Et certains m'ont prouvé qu'il y a quand même une économie dans la gestion de chaque lampe. Je suis ouvert à la discussion, mes calculs sont donnés. Si vous pouvez prouver le contraire, j'écrirai certainement à ce sujet.
Source: habr.com