U zadnjoj epizodi...
Prije otprilike godinu dana ja o upravljanju urbanom rasvjetom u jednom našem gradu. Tamo je sve bilo vrlo jednostavno: prema rasporedu, napajanje svjetiljki se uključivalo i isključivalo preko SHUNO-a (ormar za upravljanje vanjskom rasvjetom). U SHUNO-u je postojao relej, na čiju se naredbu palio lanac svjetala. Možda jedino zanimljivo je to što je to napravljeno preko LoRaWAN-a.
Kao što se sjećate, u početku smo bili izgrađeni na modulima SI-12 (slika 1) tvrtke Vega. Čak smo iu pilot fazi odmah imali problema.
Slika 1. — Modul SI-12
- Ovisili smo o LoRaWAN mreži. Ozbiljne smetnje u eteru ili pad servera i imamo problem s gradskom rasvjetom. Malo vjerojatno, ali moguće.
- SI-12 ima samo impulsni ulaz. Na njega možete spojiti električno brojilo i iz njega očitati trenutna očitanja. Ali u kratkom vremenskom razdoblju (5-10 minuta) nemoguće je pratiti skok potrošnje koji se dogodi nakon paljenja svjetla. U nastavku ću objasniti zašto je to važno.
- Problem je ozbiljniji. SI-12 moduli su se stalno smrzavali. Otprilike jednom svakih 20 operacija. U suradnji s Vegom pokušali smo otkloniti uzrok. Tijekom pilota objavljena su dva nova firmwarea modula i nova verzija servera, gdje je popravljeno nekoliko ozbiljnih problema. Na kraju su moduli prestali visjeti. A ipak smo se odmakli od njih.
A sada...
Trenutno smo izgradili mnogo napredniji projekt.
Temelji se na modulima IS-Industry (slika 2). Hardver je razvio naš vanjski dobavljač, firmware smo napisali sami. Ovo je vrlo pametan modul. Ovisno o firmveru koji je učitan na njega, može kontrolirati rasvjetu ili ispitivati mjerne uređaje s velikim skupom parametara. Na primjer, mjerači topline ili trofazna brojila električne energije.
Nekoliko riječi o tome što je implementirano.
Slika 2. — Modul IS-Industry
1. Od sada, IS-Industry ima vlastitu memoriju. Uz lagani firmware, takozvane strategije se daljinski učitavaju u ovu memoriju. U biti, radi se o rasporedu paljenja i gašenja SHUNO-a za određeni period. Više ne ovisimo o radijskom kanalu pri paljenju i gašenju. Unutar modula postoji raspored prema kojem on radi bez obzira na sve. Svako izvršenje nužno je popraćeno naredbom poslužitelju. Poslužitelj mora znati da se naše stanje promijenilo.
2. Isti modul može ispitivati brojilo električne energije u SHUNO. Svakih sat vremena iz njega stižu paketi s potrošnjom i hrpom parametara koje brojilo može proizvesti.
Ali nije u tome stvar. Dvije minute nakon promjene stanja šalje se izvanredna naredba s trenutnim očitanjem brojača. Iz njih možemo procijeniti da li se svjetlo stvarno uključilo ili ugasilo. Ili je nešto pošlo po zlu. Sučelje ima dva indikatora. Prekidač prikazuje trenutno stanje modula. Žarulja se veže na odsutnost ili prisutnost potrošnje. Ako su ta stanja međusobno kontradiktorna (modul je isključen, a potrošnja postoji i obrnuto), tada se linija s SHUNO označava crvenom bojom i stvara se alarm (slika 3). U jesen nam je takav sustav pomogao pronaći zaglavljeni relej startera. Zapravo, problem nije naš, naš modul je radio ispravno. Ali mi radimo u interesu kupca. Stoga mu moraju pokazati sve nezgode koje mogu uzrokovati probleme s rasvjetom.
Slika 3. — Potrošnja je u suprotnosti sa stanjem releja. Zato je linija označena crvenom bojom
Grafikoni se izrađuju na temelju očitanja po satu.
Logika je ista kao i prošli put. Činjenicu uključenja pratimo povećanjem potrošnje električne energije. Pratimo srednju potrošnju. Potrošnja ispod medijana znači da su neka svjetla pregorjela, iznad znači da se struja krade sa stupa.
3. Standardni paketi s podacima o potrošnji i da je modul ispravan. Dolaze u različito vrijeme i ne stvaraju gužvu u eteru.
4. Kao i prije, možemo prisiliti SHUNO da se uključi ili isključi u bilo kojem trenutku. Potrebno je, primjerice, da hitna pomoć traži pregorjelu lampu u lancu.
Takva poboljšanja značajno povećavaju otpornost na pogreške.
Ovaj model upravljanja sada je možda najpopularniji u Rusiji.
I također...
Hodali smo dalje.
Činjenica je da se možete potpuno odmaknuti od SHUNO-a u klasičnom smislu te kontrolirati svaku lampu pojedinačno.
Za to je potrebno da svjetiljka podržava dimming protokol (0-10, DALI ili neki drugi) i ima Nemo-socket konektor.
Nemo-utičnica je standardni 7-polni konektor (na slici 4), koji se često koristi u uličnoj rasvjeti. Kontakti napajanja i sučelja izlaze iz svjetiljke na ovaj konektor.
Slika 4. — Nemo-utičnica
0-10 je dobro poznati protokol upravljanja rasvjetom. Više nije mlad, ali dobro dokazan. Zahvaljujući naredbama koje koriste ovaj protokol, ne samo da možemo paliti i gasiti lampu, već je i prebaciti u način rada zatamnjenja. Jednostavno rečeno, prigušite svjetla bez potpunog gašenja. Možemo ga prigušiti za određenu postotnu vrijednost. 30 ili 70 ili 43.
Radi ovako. Naš upravljački modul je instaliran na vrhu Nemo-utičnice. Ovaj modul podržava 0-10 protokol. Naredbe preko LoRaWAN-a stižu radio kanalom (slika 5).
Slika 5. — Svjetiljka s kontrolnim modulom
Što ovaj modul može?
Može paliti i gasiti svjetiljku, prigušiti je do određene mjere. A može i pratiti potrošnju lampe. U slučaju dimiranja dolazi do pada potrošnje struje.
Sada ne pratimo samo niz lampiona, već upravljamo i pratimo SVAKI lampion. I, naravno, za svaku od lampica možemo dobiti određenu grešku.
Osim toga, možete značajno zakomplicirati logiku strategija.
Npr. Lampu br. 5 kažemo da se treba upaliti u 18-00, u 3-00 zatamniti za 50 posto na 4-50, zatim ponovno uključiti na sto posto i ugasiti u 9-20. Sve se to jednostavno konfigurira u našem sučelju i oblikuje u operativnu strategiju koja je razumljiva za svjetiljku. Ova strategija se učitava u lampu i ona radi u skladu s njom dok ne stignu druge naredbe.
Kao iu slučaju modula za SHUNO, nemamo problema s gubitkom radio komunikacije. Čak i ako mu se nešto kritično dogodi, rasvjeta će nastaviti raditi. Osim toga, nema strke u eter u trenutku kada treba upaliti, recimo, stotinu lampica. Lako ih možemo obići jednog po jednog, očitavajući i prilagođavajući strategije. Osim toga, signalni paketi se konfiguriraju u određenim intervalima koji pokazuju da je uređaj živ i spreman za komunikaciju.
Neplanirani pristup dogodit će se samo u slučaju nužde. Srećom, u ovom slučaju imamo luksuz stalne hrane i možemo si priuštiti klasu C.
Važno pitanje koje ću ponovno pokrenuti. Svaki put kad predstavljamo naš sustav, pitaju me - što je s foto relejem? Može li se tamo zašarafiti foto relej?
Čisto tehnički, nema nikakvih problema. Ali svi kupci s kojima trenutno komuniciramo kategorički odbijaju uzimati informacije s foto senzora. Od vas traže da radite samo s rasporedom i astronomskim formulama. Ipak, urbana rasvjeta je kritična i važna.
A sada ono najvažnije. Ekonomija.
Rad sa SHUNO preko radio modula ima jasne prednosti i relativno nisku cijenu. Povećava kontrolu nad rasvjetnim tijelima i pojednostavljuje održavanje. Ovdje je sve jasno i ekonomske koristi su očite.
Ali s kontrolom svake svjetiljke postaje sve teže.
Postoji nekoliko sličnih završenih projekata u Rusiji. Njihovi integratori s ponosom poručuju da su dimiranjem ostvarili uštedu energije i tako isplatili projekt.
Naše iskustvo pokazuje da nije sve tako jednostavno.
U nastavku donosim tablicu s izračunom povrata od prigušivanja u rubljima godišnje i u mjesecima po svjetiljci (slika 6).
Slika 6. — Izračun uštede od prigušivanja
Pokazuje koliko su sati dnevno svjetla upaljena, u prosjeku po mjesecima. Vjerujemo da otprilike 30 posto ovog vremena svjetiljka svijetli s 50 posto snage, a drugih 30 posto s 30 posto snage. Ostatak je u punom kapacitetu. Zaokruženo na najbližu desetinu.
Radi jednostavnosti, smatram da u načinu rada s 50 posto snage svjetlo troši polovicu onoga što troši pri 100 posto. To je također malo netočno, jer postoji potrošnja vozača, koja je konstantna. Oni. Naše stvarne uštede bit će manje nego u tablici. No, radi lakšeg razumijevanja, neka bude tako.
Uzmimo da je cijena kilovata električne energije 5 rubalja, prosječna cijena za pravne osobe.
Ukupno, u jednoj godini zapravo možete uštedjeti od 313 rubalja do 1409 rubalja na jednoj svjetiljci. Kao što vidite, na uređajima male snage korist je vrlo mala; sa snažnim iluminatorima je zanimljivije.
Što je s troškovima?
Povećanje cijene svake svjetiljke, kada joj se doda LoRaWAN modul, iznosi oko 5500 rubalja. Tamo je sam modul oko 3000, plus cijena Nemo-Socket na svjetiljci je još 1500 rubalja, plus rad na instalaciji i konfiguraciji. Još ne uzimam u obzir da za takve svjetiljke morate platiti pretplatu vlasniku mreže.
Ispada da je isplativost sustava u najboljem slučaju (s najjačom lampom) nešto manje od četiri godine. Otplata. Dugo vremena.
Ali čak iu ovom slučaju, sve će biti negirano pretplatom. A bez toga, trošak će ipak morati uključiti održavanje LoRaWAN mreže, što također nije jeftino.
Male uštede ima i u radu hitnih ekipa koje sada puno optimalnije planiraju svoj rad. Ali ona neće spasiti.
Ispada da je sve uzalud?
Ne. Zapravo, točan odgovor ovdje je ovaj.
Kontrola svake ulične rasvjete dio je pametnog grada. Onaj dio koji baš i ne štedi novac, a za koji se čak morate i malo nadoplatiti. Ali zauzvrat dobivamo važnu stvar. U takvoj arhitekturi imamo konstantnu zajamčenu snagu na svakom polu XNUMX sata dnevno. Ne samo noću.
Gotovo svaki pružatelj usluga naišao je na problem. Moramo napraviti wi-fi na glavnom trgu. Ili video nadzor u parku. Uprava daje zeleno svjetlo i dodjeljuje potpore. No, problem je što postoje stupovi za rasvjetu i struje tamo ima samo noću. Moramo učiniti nešto lukavo, povući dodatnu snagu duž nosača, instalirati baterije i druge čudne stvari.
U slučaju da kontroliramo svaki lampion, lako možemo nešto drugo objesiti na stup s lampionom i učiniti ga “pametnim”.
I tu je opet pitanje ekonomičnosti i primjenjivosti. Negdje na periferiji grada SHUNO je dovoljan za oči. U središtu ima smisla graditi nešto složenije i upravljivije.
Glavno je da ti izračuni sadrže stvarne brojke, a ne snove o Internetu stvari.
PS Tijekom ove godine uspio sam komunicirati s mnogim inženjerima uključenima u industriju rasvjete. A neki su mi dokazali da ipak ima ekonomičnosti u upravljanju svakom lampom. Otvoren sam za razgovor, moji izračuni su dati. Ako možete dokazati suprotno, svakako ću pisati o tome.
Izvor: www.habr.com