I siste episode...
For et år siden jeg om styring av urban belysning i en av byene våre. Alt var veldig enkelt der: I henhold til en tidsplan ble strømmen til lampene slått på og av gjennom SHUNO (eksternt lysstyringsskap). Det var et relé i SHUNO, på hvis kommando lyskjeden ble slått på. Det eneste interessante er kanskje at dette ble gjort via LoRaWAN.
Som du husker ble vi i utgangspunktet bygget på SI-12-moduler (fig. 1) fra Vega-selskapet. Selv på pilotstadiet fikk vi umiddelbart problemer.
Figur 1. — Modul SI-12
- Vi var avhengige av LoRaWAN-nettverket. Alvorlig interferens i luften eller serverkrasj og vi har et problem med bybelysning. Usannsynlig, men mulig.
- SI-12 har kun en pulsinngang. Du kan koble en elektrisk måler til den og lese strømavlesninger fra den. Men over en kort periode (5-10 minutter) er det umulig å spore hoppet i forbruket som oppstår etter at lysene er slått på. Nedenfor vil jeg forklare hvorfor dette er viktig.
- Problemet er mer alvorlig. SI-12-moduler fortsatte å fryse. Omtrent hver 20. operasjon. I samarbeid med Vega forsøkte vi å eliminere årsaken. Under piloten ble to nye modulfastvare og en ny versjon av serveren utgitt, hvor flere alvorlige problemer ble fikset. Til slutt sluttet modulene å henge. Og likevel flyttet vi fra dem.
Og nå...
For øyeblikket har vi bygget et mye mer avansert prosjekt.
Den er basert på IS-Industry-moduler (fig. 2). Maskinvaren ble utviklet av vår outsourcer, fastvaren ble skrevet selv. Dette er en veldig smart modul. Avhengig av fastvaren som er lastet inn på den, kan den kontrollere belysning eller spørre måleenheter med et stort sett med parametere. For eksempel varmemålere eller trefase strømmålere.
Noen ord om hva som er gjennomført.
Figur 2. — IS-Industry-modul
1. Fra nå av har IS-Industry sitt eget minne. Med den lette fastvaren blir såkalte strategier eksternt lastet inn i dette minnet. I hovedsak er dette en tidsplan for å slå av og på SHUNO for en viss periode. Vi er ikke lenger avhengige av radiokanalen når vi slår den av og på. Inne i modulen er det en tidsplan som den fungerer etter uansett hva som helst. Hver kjøring er nødvendigvis ledsaget av en kommando til serveren. Serveren må vite at vår tilstand har endret seg.
2. Samme modul kan spørre strømmåleren i SHUNO. Hver time mottas pakker med forbruk og en hel haug med parametere som måleren kan produsere fra den.
Men det er ikke poenget. To minutter etter tilstandsendringen sendes en ekstraordinær kommando med øyeblikkelige telleravlesninger. Fra dem kan vi vurdere at lyset faktisk ble slått på eller av. Eller noe gikk galt. Grensesnittet har to indikatorer. Bryteren viser gjeldende tilstand for modulen. Lyspæren er knyttet til fravær eller tilstedeværelse av forbruk. Hvis disse tilstandene motsier hverandre (modulen er slått av, men forbruket pågår og omvendt), så markeres linjen med SHUNO i rødt og det opprettes en alarm (fig. 3). På høsten hjalp et slikt system oss med å finne et fastkjørt startrelé. Faktisk er ikke problemet vårt, modulen vår fungerte som den skal. Men vi jobber i kundens interesser. Derfor må de vise ham eventuelle ulykker som kan gi problemer med belysningen.
Figur 3. — Forbruk motsier relétilstanden. Derfor er linjen uthevet med rødt
Grafer er konstruert basert på timeavlesninger.
Logikken er den samme som forrige gang. Vi overvåker det å slå på ved å øke strømforbruket. Vi sporer medianforbruket. Forbruk under medianen betyr at noen av lysene har brent ut, over det betyr at det blir stjålet strøm fra stolpen.
3. Standardpakker med informasjon om forbruk og at modulen er i orden. De kommer til forskjellige tider og skaper ikke en folkemengde på lufta.
4. Som før kan vi tvinge SHUNO til å slå på eller av når som helst. Det er for eksempel nødvendig at et nødmannskap søker etter en utbrent lampe i en kjede.
Slike forbedringer øker feiltoleransen betydelig.
Denne styringsmodellen er nå kanskje den mest populære i Russland.
Og også...
Vi gikk videre.
Faktum er at du helt kan bevege deg bort fra SHUNO i klassisk forstand og styre hver lampe individuelt.
For å gjøre dette er det nødvendig at lommelykten støtter dimmingsprotokollen (0-10, DALI eller noe annet) og har en Nemo-kontakt.
Nemo-socket er en standard 7-pinners kontakt (i fig. 4), som ofte brukes i gatebelysning. Strøm- og grensesnittkontakter sendes ut fra lommelykten til denne kontakten.
Figur 4. — Nemo-stikkontakt
0-10 er en velkjent lysstyringsprotokoll. Ikke lenger ung, men velprøvd. Takket være kommandoer som bruker denne protokollen, kan vi ikke bare slå lampen på og av, men også bytte den til dimmemodus. Enkelt sagt, dimp lysene uten å slå dem helt av. Vi kan dempe den med en viss prosentverdi. 30 eller 70 eller 43.
Det fungerer slik. Vår kontrollmodul er installert på toppen av Nemo-kontakten. Denne modulen støtter 0-10-protokollen. Kommandoer kommer via LoRaWAN via en radiokanal (fig. 5).
Figur 5. — Lommelykt med kontrollmodul
Hva kan denne modulen gjøre?
Han kan slå lampen av og på, dimme den til en viss mengde. Og han kan også spore forbruket til lampen. Ved dimming er det et fall i strømforbruket.
Nå sporer vi ikke bare en rekke lykter, vi styrer og sporer HVER lykt. Og, selvfølgelig, for hvert av lysene kan vi få en viss feil.
I tillegg kan du komplisere logikken til strategier betydelig.
F.eks. Vi forteller lampe nr. 5 at den skal tennes klokken 18-00, klokken 3-00 dimmes med 50 prosent til 4-50, så slås den på igjen med hundre prosent og slås av klokken 9-20. Alt dette konfigureres enkelt i grensesnittet vårt og er formet til en driftsstrategi som er forståelig for lampen. Denne strategien lastes opp til lampen, og den fungerer i henhold til den til andre kommandoer kommer.
Som i tilfellet med modulen til SHUNO har vi ingen problemer med tap av radiokommunikasjon. Selv om noe kritisk skjer med den, vil belysningen fortsette å fungere. I tillegg er det ingen hastverk i luften i øyeblikket når det er nødvendig å tenne for eksempel hundre lamper. Vi kan enkelt gå rundt dem én etter én, ta avlesninger og justere strategier. I tillegg konfigureres signalpakker med visse intervaller som indikerer at enheten er i live og klar til å kommunisere.
Uplanlagt tilgang vil kun skje i nødstilfeller. Heldigvis har vi i dette tilfellet luksusen av konstant mat, og vi har råd til klasse C.
Et viktig spørsmål som jeg vil ta opp igjen. Hver gang vi presenterer systemet vårt, spør de meg – hva med fotostafetten? Kan et fotorelé skrus der?
Rent teknisk er det ingen problemer. Men alle kundene vi for tiden kommuniserer med nekter kategorisk å ta informasjon fra fotosensorer. De ber deg om å kun operere med en tidsplan og astronomiske formler. Likevel er urban belysning kritisk og viktig.
Og nå det viktigste. Økonomi.
Å jobbe med SHUNO via en radiomodul har klare fordeler og relativt lave kostnader. Øker kontroll over armaturer og forenkler vedlikehold. Alt er klart her og de økonomiske fordelene er åpenbare.
Men med kontrollen av hver lampe blir det vanskeligere og vanskeligere.
Det er flere lignende fullførte prosjekter i Russland. Integratorene deres rapporterer stolt at de oppnådde energibesparelser gjennom dimming og dermed betalte for prosjektet.
Vår erfaring viser at ikke alt er så enkelt.
Nedenfor gir jeg en tabell som beregner tilbakebetalingen fra dimming i rubler per år og i måneder per lampe (fig. 6).
Figur 6. — Beregning av besparelser ved dimming
Den viser hvor mange timer om dagen lysene er på, i gjennomsnitt per måned. Vi tror at omtrent 30 prosent av denne tiden lyser lampen med 50 prosent effekt og ytterligere 30 prosent ved 30 prosent effekt. Resten er på full kapasitet. Avrundet til nærmeste tiendedel.
For enkelhets skyld anser jeg at ved 50 prosent strømmodus bruker lyset halvparten av det det gjør ved 100 prosent. Dette er også litt feil, for det er sjåførforbruk, som er konstant. De. Våre reelle besparelser vil være mindre enn i tabellen. Men for å lette forståelsen, la det være slik.
La oss ta prisen per kilowatt elektrisitet til 5 rubler, gjennomsnittsprisen for juridiske personer.
Totalt på et år kan du faktisk spare fra 313 rubler til 1409 rubler på en lampe. Som du kan se, på enheter med lav effekt er fordelen veldig liten; med kraftige belysningsapparater er det mer interessant.
Hva med kostnadene?
Økningen i prisen på hver lommelykt, når du legger til en LoRaWAN-modul til den, er omtrent 5500 rubler. Der er selve modulen omtrent 3000, pluss kostnaden for Nemo-Socket på lampen er ytterligere 1500 rubler, pluss installasjons- og konfigurasjonsarbeid. Jeg tar ennå ikke hensyn til at for slike lamper må du betale en abonnementsavgift til eieren av nettverket.
Det viser seg at tilbakebetalingen av systemet i beste fall (med den kraftigste lampen) er litt mindre enn fire år. Tilbakebetaling. I lang tid.
Men selv i dette tilfellet vil alt bli negert av abonnementsavgiften. Og uten det, vil kostnadene fortsatt måtte inkludere vedlikehold av LoRaWAN-nettverket, som heller ikke er billig.
Det er også små besparelser i arbeidet til utrykningsmannskaper, som nå planlegger arbeidet mye mer optimalt. Men hun vil ikke spare.
Det viser seg at alt er forgjeves?
Nei. Faktisk er det riktige svaret her dette.
Å kontrollere alle gatelys er en del av en smart by. Den delen som egentlig ikke sparer penger, og som du til og med må betale litt ekstra for. Men til gjengjeld får vi en viktig ting. I en slik arkitektur har vi konstant garantert strøm på hver pol hele døgnet. Ikke bare om natten.
Nesten hver leverandør har støtt på problemet. Vi må installere wi-fi på hovedtorget. Eller videoovervåking i parken. Administrasjonen gir klarsignal og tildeler støtte. Men problemet er at det er lysstolper og strøm er kun tilgjengelig der om natten. Vi må gjøre noe vanskelig, trekke ekstra kraft langs støttene, installere batterier og andre rare ting.
Når det gjelder kontroll av hver lanterne, kan vi enkelt henge noe annet på stangen med lanternen og gjøre den "smart".
Og her er det igjen et spørsmål om økonomi og anvendelighet. Et sted i utkanten av byen er SHUNO nok for øynene. I sentrum er det fornuftig å bygge noe mer komplekst og håndterbart.
Hovedsaken er at disse beregningene inneholder reelle tall, og ikke drømmer om tingenes internett.
PS I løpet av dette året var jeg i stand til å kommunisere med mange ingeniører involvert i belysningsindustrien. Og noen beviste for meg at det fortsatt er en økonomi i styringen av hver lampe. Jeg er åpen for diskusjon, mine beregninger er gitt. Hvis du kan bevise det motsatte, vil jeg definitivt skrive om det.
Kilde: www.habr.com