Nell'ultimo episodio...
Circa un anno fa I sulla gestione dell’illuminazione urbana in una delle nostre città. Lì tutto era molto semplice: secondo un programma, l'alimentazione delle lampade veniva accesa e spenta tramite SHUNO (armadio di controllo dell'illuminazione esterna). C'era un relè nello SHUNO, al comando del quale veniva accesa la catena di luci. Forse l’unica cosa interessante è che ciò è stato fatto tramite LoRaWAN.
Come ricorderete, inizialmente siamo stati costruiti sui moduli SI-12 (Fig. 1) dell'azienda Vega. Anche nella fase pilota abbiamo avuto subito problemi.
Figura 1. — Modulo SI-12
- Eravamo dipendenti dalla rete LoRaWAN. Gravi interferenze o un calo di server E abbiamo un problema con l'illuminazione pubblica. Improbabile, ma possibile.
- L'SI-12 ha solo un ingresso a impulsi. È possibile collegare un contatore elettrico ad esso e leggere le letture correnti da esso. Ma in un breve periodo di tempo (5-10 minuti) è impossibile monitorare il salto di consumo che si verifica dopo l’accensione delle luci. Di seguito spiegherò perché questo è importante.
- Il problema è più serio. I moduli SI-12 continuavano a congelarsi. Circa una volta ogni 20 operazioni. Insieme a Vega abbiamo cercato di eliminarne la causa. Durante il progetto pilota sono stati rilasciati due nuovi firmware del modulo e una nuova versione del server, in cui sono stati risolti diversi problemi gravi. Alla fine, i moduli hanno smesso di bloccarsi. Eppure ci siamo allontanati da loro.
E adesso...
Al momento abbiamo costruito un progetto molto più avanzato.
Si basa su moduli IS-Industria (Fig. 2). L'hardware è stato sviluppato dal nostro committente, il firmware è stato scritto da noi. Questo è un modulo molto intelligente. A seconda del firmware caricato su di esso, può controllare l'illuminazione o interrogare i dispositivi di misurazione con un ampio set di parametri. Ad esempio, contatori di calore o contatori elettrici trifase.
Qualche parola su quanto è stato implementato.
Figura 2. — Modulo IS-Industria
1. D'ora in poi IS-Industria avrà la propria memoria. Con il firmware light, le cosiddette strategie vengono caricate in remoto in questa memoria. In sostanza, questo è un programma per accendere e spegnere SHUNO per un certo periodo. Non dipendiamo più dal canale radio per accenderlo e spegnerlo. All'interno del modulo c'è un programma in base al quale funziona indipendentemente da qualsiasi cosa. Ogni esecuzione è necessariamente accompagnata da un comando al server. Il server deve sapere che il nostro stato è cambiato.
2. Lo stesso modulo può interrogare il contatore elettrico in SHUNO. Ogni ora vengono ricevuti pacchetti con consumo e tutta una serie di parametri che il contatore può produrre.
Ma non è questo il punto. Due minuti dopo il cambio di stato viene inviato un comando straordinario con letture istantanee dei contatori. Da loro possiamo giudicare se la luce è effettivamente accesa o spenta. Oppure qualcosa è andato storto. L'interfaccia ha due indicatori. L'interruttore mostra lo stato corrente del modulo. La lampadina è legata all'assenza o alla presenza di consumo. Se questi stati sono in contraddizione tra loro (il modulo è spento, ma il consumo continua e viceversa), la riga con SHUNO viene evidenziata in rosso e viene generato un allarme (Fig. 3). In autunno, un tale sistema ci ha aiutato a trovare un relè di avviamento inceppato. In realtà il problema non è nostro, il nostro modulo ha funzionato correttamente. Ma lavoriamo nell'interesse del cliente. Dovranno quindi mostrargli eventuali incidenti che potrebbero causare problemi con l'illuminazione.
Figura 3. — Il consumo contraddice lo stato del relè. Ecco perché la linea è evidenziata in rosso
I grafici sono costruiti sulla base di letture orarie.
La logica è la stessa dell'ultima volta. Monitoriamo il fatto dell'accensione aumentando il consumo di elettricità. Monitoriamo il consumo medio. Un consumo inferiore alla media significa che alcune luci sono bruciate, un consumo superiore significa che l’elettricità viene rubata dal palo.
3. Pacchetti standard con informazioni sui consumi e che il modulo è in ordine. Vengono in orari diversi e non creano folla in onda.
4. Come prima, possiamo forzare SHUNO ad accendersi o spegnersi in qualsiasi momento. È necessario, ad esempio, che una squadra di soccorso cerchi una lampada bruciata in una catena.
Tali miglioramenti aumentano significativamente la tolleranza agli errori.
Questo modello di gestione è oggi forse il più popolare in Russia.
E anche...
Abbiamo camminato oltre.
Il fatto è che puoi allontanarti completamente da SHUNO nel senso classico e controllare ciascuna lampada individualmente.
Per fare ciò, è necessario che la torcia supporti il protocollo di dimmerazione (0-10, DALI o qualche altro) e disponga di un connettore Nemo-socket.
Nemo-socket è un connettore standard a 7 pin (in Fig. 4), spesso utilizzato nell'illuminazione stradale. I contatti di alimentazione e interfaccia vengono emessi dalla torcia a questo connettore.
Figura 4. — Presa Nemo
0-10 è un noto protocollo di controllo dell'illuminazione. Non più giovane, ma ben collaudato. Grazie ai comandi che utilizzano questo protocollo, non solo possiamo accendere e spegnere la lampada, ma anche commutarla in modalità dimmerazione. In poche parole, abbassa le luci senza spegnerle completamente. Possiamo attenuarlo di un certo valore percentuale. 30 o 70 o 43.
Funziona così. Il nostro modulo di controllo è installato sopra la presa Nemo. Questo modulo supporta il protocollo 0-10. I comandi arrivano via LoRaWAN tramite un canale radio (Fig. 5).
Figura 5. — Torcia elettrica con modulo di controllo
Cosa può fare questo modulo?
Può accendere e spegnere la lampada, abbassarla fino a una certa quantità. E può anche monitorare il consumo della lampada. In caso di dimmerazione si verifica una diminuzione del consumo di corrente.
Ora non stiamo solo monitorando una serie di lanterne, stiamo gestendo e monitorando OGNI lanterna. E, naturalmente, per ciascuna delle luci possiamo ottenere un certo errore.
Inoltre, puoi complicare in modo significativo la logica delle strategie.
Per esempio. Diciamo alla lampada n. 5 che dovrebbe accendersi alle 18-00, alle 3-00 attenuarla dal 50% al 4-50, quindi riaccendersi al cento per cento e spegnersi alle 9-20. Tutto questo è facilmente configurabile nella nostra interfaccia e si forma in una strategia operativa comprensibile per la lampada. Questa strategia viene caricata sulla lampada e funziona secondo essa fino all'arrivo di altri comandi.
Come nel caso del modulo per SHUNO, non abbiamo problemi con la perdita della comunicazione radio. Anche se dovesse succedere qualcosa di grave, l'illuminazione continuerà a funzionare. Inoltre, non c'è fretta nell'aria nel momento in cui è necessario accendere, diciamo, un centinaio di lampade. Possiamo facilmente aggirarli uno per uno, prendendo letture e adattando le strategie. Inoltre, a determinati intervalli vengono configurati pacchetti di segnalazione che indicano che il dispositivo è vivo e pronto a comunicare.
Gli accessi non programmati avverranno solo in caso di emergenza. Per fortuna in questo caso possiamo permetterci il lusso del cibo costante e possiamo permetterci la classe C.
Una questione importante che solleverò ancora. Ogni volta che presentiamo il nostro sistema, mi chiedono: che ne dici del relè fotografico? È possibile avvitare un relè fotografico lì?
A livello puramente tecnico non ci sono problemi. Ma tutti i clienti con cui comunichiamo attualmente si rifiutano categoricamente di acquisire informazioni dai fotosensori. Ti chiedono di operare solo con orari e formule astronomiche. Tuttavia, l’illuminazione urbana è fondamentale e importante.
E ora la cosa più importante. Economia.
Lavorare con SHUNO tramite un modulo radio presenta evidenti vantaggi e un costo relativamente basso. Aumenta il controllo sugli apparecchi e semplifica la manutenzione. Qui tutto è chiaro e i vantaggi economici sono evidenti.
Ma con il controllo di ogni lampada diventa sempre più difficile.
Esistono diversi progetti simili completati in Russia. I loro integratori riferiscono con orgoglio di aver ottenuto un risparmio energetico attraverso la regolazione e quindi di aver pagato il progetto.
La nostra esperienza dimostra che non tutto è così semplice.
Di seguito forniamo una tabella che calcola il rimborso derivante dall'attenuazione in rubli all'anno e in mesi per lampada (Fig. 6).
Figura 6. — Calcolo del risparmio derivante dalla dimmerazione
Mostra quante ore al giorno le luci sono accese, in media per mese. Riteniamo che circa il 30% di questo tempo la lampada brilli al 50% di potenza e un altro 30% al 30% di potenza. Il resto è a pieno regime. Arrotondato al decimo più vicino.
Per semplicità, considero che in modalità di potenza al 50% la luce consuma la metà di quanto consuma al 100%. Anche questo è un po’ sbagliato perché il consumo del conducente è costante. Quelli. Il nostro risparmio reale sarà inferiore a quello indicato nella tabella. Ma per comodità di comprensione, lasciamo che sia così.
Supponiamo che il prezzo per kilowatt di elettricità sia di 5 rubli, il prezzo medio per le persone giuridiche.
In totale, in un anno puoi effettivamente risparmiare da 313 rubli a 1409 rubli su una lampada. Come puoi vedere, sui dispositivi a basso consumo il vantaggio è molto minimo; con illuminatori potenti è più interessante.
E i costi?
L'aumento del prezzo di ciascuna torcia, aggiungendovi un modulo LoRaWAN, è di circa 5500 rubli. Lì il modulo stesso costa circa 3000, più il costo del Nemo-Socket sulla lampada è di altri 1500 rubli, più il lavoro di installazione e configurazione. Non tengo ancora conto del fatto che per tali lampade è necessario pagare un canone di abbonamento al proprietario della rete.
Si scopre che il recupero dell'investimento nel migliore dei casi (con la lampada più potente) è di poco inferiore a quattro anni. Restituire. Per molto tempo.
Ma anche in questo caso tutto verrà vanificato dal canone di abbonamento. E senza di essa, i costi dovranno comunque includere il mantenimento della rete LoRaWAN, anch’essa non economica.
Ci sono anche piccoli risparmi nel lavoro delle squadre di emergenza, che ora pianificano il loro lavoro in modo molto più ottimale. Ma non salverà.
Si scopre che tutto è vano?
NO. In effetti, la risposta corretta qui è questa.
Controllare ogni lampione fa parte di una città intelligente. Quella parte che non fa davvero risparmiare denaro e per la quale devi pagare anche un piccolo extra. Ma in cambio otteniamo una cosa importante. In una tale architettura, abbiamo una potenza garantita costante su ciascun polo XNUMX ore su XNUMX. Non solo di notte.
Quasi tutti i provider hanno riscontrato il problema. Dobbiamo fare il wi-fi nella piazza principale. Oppure la videosorveglianza nel parco. L'amministrazione dà il via libera e stanzia i sostegni. Ma il problema è che ci sono i pali dell’illuminazione e lì l’elettricità c’è solo di notte. Dobbiamo fare qualcosa di complicato, inserire ulteriore energia lungo i supporti, installare batterie e altre cose strane.
Nel caso in cui controlliamo ciascuna lanterna, possiamo facilmente appendere qualcos'altro al palo con la lanterna e renderla “intelligente”.
E anche qui è una questione di economia e applicabilità. Da qualche parte alla periferia della città, SHUNO è sufficiente per gli occhi. Al centro ha senso costruire qualcosa di più complesso e gestibile.
La cosa principale è che questi calcoli contengono numeri reali e non sogni sull'Internet delle cose.
PS Nel corso di quest'anno ho potuto comunicare con molti ingegneri coinvolti nel settore dell'illuminazione. E alcuni mi hanno dimostrato che esiste comunque un'economia nella gestione di ogni lampada. Sono aperto alla discussione, vengono forniti i miei calcoli. Se puoi dimostrare il contrario, ne scriverò sicuramente.
Fonte: habr.com
