V poslednej epizóde...
Asi pred rokom som o riadení mestského osvetlenia v jednom z našich miest. Všetko tam bolo veľmi jednoduché: podľa plánu sa napájanie lámp zapínalo a vypínalo cez SHUNO (rozvádzač externého osvetlenia). V SHUNO bolo relé, na príkaz ktorého sa rozsvietila reťaz svetiel. Možno jedinou zaujímavosťou je, že sa to dialo cez LoRaWAN.
Ako si pamätáte, pôvodne sme boli postavení na moduloch SI-12 (obr. 1) od firmy Vega. Aj v pilotnej fáze sme mali okamžite problémy.
Obrázok 1. — Modul SI-12
- Boli sme závislí na sieti LoRaWAN. Vážne rušenie vo vzduchu alebo zlyhanie servera a máme problém s mestským osvetlením. Nepravdepodobné, ale možné.
- SI-12 má iba impulzný vstup. Môžete k nemu pripojiť elektromer a odčítať z neho aktuálne hodnoty. Ale v krátkom čase (5-10 minút) nie je možné sledovať skok v spotrebe, ktorý nastáva po zapnutí svetiel. Nižšie vysvetlím, prečo je to dôležité.
- Problém je vážnejší. Moduly SI-12 stále zamrzli. Približne raz za 20 operácií. V spojení s Vega sme sa snažili príčinu odstrániť. Počas pilotnej prevádzky boli vydané dva nové firmvéry modulov a nová verzia servera, kde bolo opravených niekoľko vážnych problémov. Nakoniec moduly prestali visieť. A predsa sme sa od nich vzdialili.
A teraz...
Momentálne sme postavili oveľa pokročilejší projekt.
Je založený na moduloch IS-Industry (obr. 2). Hardvér vyvinul náš outsourcer, firmvér sme si napísali sami. Toto je veľmi inteligentný modul. V závislosti od firmvéru, ktorý je na ňom načítaný, môže ovládať osvetlenie alebo dopytovať meracie zariadenia s veľkým súborom parametrov. Napríklad merače tepla alebo trojfázové elektromery.
Pár slov o realizácii.
Obrázok 2. – Modul IS-Industry
1. Odteraz má IS-Industry svoju vlastnú pamäť. Pomocou ľahkého firmvéru sa do tejto pamäte na diaľku načítajú takzvané stratégie. V podstate ide o rozvrh zapínania a vypínania SHUNO na určité obdobie. Pri zapínaní a vypínaní už nie sme závislí na rádiovom kanáli. Vo vnútri modulu je rozvrh, podľa ktorého funguje bez ohľadu na čokoľvek. Každé spustenie je nevyhnutne sprevádzané príkazom pre server. Server musí vedieť, že sa náš stav zmenil.
2. Rovnaký modul môže dotazovať elektromer v SHUNO. Každú hodinu sa z neho dostávajú balíky so spotrebou a kopou parametrov, ktoré merač dokáže vyprodukovať.
Ale o to nejde. Dve minúty po zmene stavu sa odošle mimoriadny príkaz s okamžitými údajmi počítadla. Z nich môžeme usúdiť, že sa svetlo skutočne rozsvietilo alebo zhaslo. Alebo sa niečo pokazilo. Rozhranie má dva indikátory. Prepínač zobrazuje aktuálny stav modulu. Žiarovka je viazaná na neprítomnosť alebo prítomnosť spotreby. Ak si tieto stavy odporujú (modul je vypnutý, ale spotreba je naopak), tak sa zvýrazní červenou farbou riadok s SHUNO a vytvorí sa alarm (obr. 3). Na jeseň nám takýto systém pomohol nájsť zaseknuté relé štartéra. V skutočnosti problém nie je náš, náš modul fungoval správne. Ale pracujeme v záujme zákazníka. Preto mu musia ukázať všetky nehody, ktoré môžu spôsobiť problémy s osvetlením.
Obrázok 3. — Spotreba je v rozpore so stavom relé. Preto je čiara zvýraznená červenou farbou
Grafy sú zostavené na základe hodinových údajov.
Logika je rovnaká ako minule. Fakt zapnutia sledujeme zvýšením spotreby elektrickej energie. Sledujeme strednú spotrebu. Spotreba pod mediánom znamená, že niektoré svetlá vyhoreli, nad tým sa kradne elektrina zo stĺpa.
3. Štandardné balíčky s informáciou o spotrebe a o tom, že modul je v poriadku. Prichádzajú v rôznych časoch a nevytvárajú dav vo vzduchu.
4. Rovnako ako predtým, môžeme SHUNO kedykoľvek prinútiť zapnúť alebo vypnúť. Je potrebné, aby napríklad posádka ZZS pátrala po vyhorenej lampe v reťazi.
Takéto vylepšenia výrazne zvyšujú odolnosť voči chybám.
Tento model riadenia je v súčasnosti možno najpopulárnejší v Rusku.
A tiež...
Kráčali sme ďalej.
Faktom je, že sa môžete úplne vzdialiť od SHUNO v klasickom zmysle a ovládať každú lampu individuálne.
K tomu je potrebné, aby baterka podporovala protokol stmievania (0-10, DALI alebo nejaký iný) a mala konektor Nemo-socket.
Nemo-socket je štandardný 7-pinový konektor (na obr. 4), ktorý sa často používa v pouličnom osvetlení. Napájanie a kontakty rozhrania sú vyvedené z baterky do tohto konektora.
Obrázok 4. — Nemo-zásuvka
0-10 je známy protokol riadenia osvetlenia. Už nie mladý, ale osvedčený. Vďaka príkazom pomocou tohto protokolu môžeme lampu nielen zapínať a vypínať, ale aj prepínať do režimu stmievania. Jednoducho povedané, stlmte svetlá bez toho, aby ste ich úplne vypli. Môžeme ho stlmiť o určitú percentuálnu hodnotu. 30 alebo 70 alebo 43.
Funguje to takto. Náš riadiaci modul je inštalovaný na vrchu Nemo-zásuvky. Tento modul podporuje protokol 0-10. Príkazy prichádzajú cez LoRaWAN cez rádiový kanál (obr. 5).
Obrázok 5. — Svietidlo s riadiacim modulom
Čo dokáže tento modul?
Dokáže zapnúť a vypnúť lampu, stlmiť ju na určitú mieru. A dokáže sledovať aj spotrebu lampy. V prípade stmievania dochádza k poklesu spotreby prúdu.
Teraz nesledujeme len reťazec lampiónov, ale riadime a sledujeme KAŽDÚ lampu. A samozrejme, pre každé zo svetiel môžeme dostať určitú chybu.
Navyše si môžete výrazne skomplikovať logiku stratégií.
Napr. Povieme lampe č. 5, že sa má rozsvietiť o 18:00, o 3:00 stlmiť o 50 percent na 4:50, potom sa znova rozsvietiť na sto percent a zhasnúť o 9:20. To všetko sa dá jednoducho konfigurovať v našom rozhraní a je sformované do prevádzkovej stratégie, ktorá je pre lampu zrozumiteľná. Táto stratégia sa nahrá do lampy a funguje podľa nej, kým neprídu ďalšie príkazy.
Rovnako ako v prípade modulu pre SHUNO nemáme problémy so stratou rádiovej komunikácie. Aj keď sa niečo kritické stane, osvetlenie bude fungovať aj naďalej. Navyše v éteri nie je žiaden zhon v momente, keď je potrebné rozsvietiť povedzme sto lámp. Môžeme ich jednoducho obchádzať jeden po druhom, čítať a upravovať stratégie. Okrem toho sa v určitých intervaloch konfigurujú signalizačné pakety, ktoré indikujú, že zariadenie je živé a pripravené na komunikáciu.
Neplánovaný prístup sa uskutoční iba v prípade núdze. Našťastie v tomto prípade máme luxus neustáleho jedla a triedu C si môžeme dovoliť.
Dôležitá otázka, ktorú opäť položím. Zakaždým, keď prezentujeme náš systém, pýtajú sa ma – čo s foto relé? Dá sa tam naskrutkovať fotorelé?
Čisto technicky neexistujú žiadne problémy. Všetci zákazníci, s ktorými momentálne komunikujeme, ale kategoricky odmietajú brať informácie z fotosenzorov. Žiadajú, aby ste operovali len s harmonogramom a astronomickými vzorcami. Napriek tomu je mestské osvetlenie kritické a dôležité.
A teraz to najdôležitejšie. ekonomika.
Práca so SHUNO cez rádiový modul má jasné výhody a relatívne nízku cenu. Zvyšuje kontrolu nad svietidlami a zjednodušuje údržbu. Tu je všetko jasné a ekonomické výhody sú zrejmé.
Ale s ovládaním každej lampy je to čoraz ťažšie.
V Rusku je niekoľko podobných dokončených projektov. Ich integrátori hrdo hlásia, že stmievaním dosiahli úspory energie, a tak zaplatili za projekt.
Naše skúsenosti ukazujú, že nie všetko je také jednoduché.
Nižšie uvádzam tabuľku s výpočtom návratnosti zo stmievania v rubľoch za rok a v mesiacoch na lampu (obr. 6).
Obrázok 6. — Výpočet úspor zo stmievania
Ukazuje, koľko hodín denne svietia svetlá v priemere za mesiac. Domnievame sa, že približne 30 percent tohto času svieti pri 50 percentnom výkone a ďalších 30 percent pri 30 percentnom výkone. Zvyšok je v plnej kapacite. Zaokrúhlené na najbližšiu desatinu.
Pre jednoduchosť uvažujem, že pri 50-percentnom režime spotrebuje svetlo polovicu toho, čo pri 100-percentnom režime. To je tiež trochu nesprávne, pretože je tu spotreba vodiča, ktorá je konštantná. Tie. Naše reálne úspory budú menšie ako v tabuľke. Ale pre ľahšie pochopenie nech je to tak.
Vezmime si cenu za kilowatt elektriny na 5 rubľov, čo je priemerná cena pre právnické osoby.
Celkovo môžete za rok skutočne ušetriť od 313 rubľov do 1409 rubľov na jednej lampe. Ako vidíte, na zariadeniach s nízkou spotrebou energie je prínos veľmi malý; s výkonnými iluminátormi je to zaujímavejšie.
Ako je to s nákladmi?
Zvýšenie ceny každej baterky, keď k nej pridáte modul LoRaWAN, je asi 5500 3000 rubľov. Samotný modul je asi 1500 XNUMX, plus náklady na Nemo-Socket na lampe sú ďalších XNUMX XNUMX rubľov, plus inštalačné a konfiguračné práce. Ešte neberiem do úvahy, že za takéto svietidlá musíte majiteľovi siete zaplatiť predplatné.
Ukazuje sa, že návratnosť systému je v najlepšom prípade (s najvýkonnejšou lampou) o niečo menej ako štyri roky. Odplata. Na dlhú dobu.
Ale aj v tomto prípade bude všetko negované predplatným. A bez toho budú náklady stále musieť zahŕňať údržbu siete LoRaWAN, ktorá tiež nie je lacná.
Drobné úspory sú aj v práci posádok ZZS, ktoré si teraz plánujú prácu oveľa optimálnejšie. Ale ona nezachráni.
Ukazuje sa, že všetko je márne?
Nie V skutočnosti je tu správna odpoveď toto.
Ovládanie každého pouličného osvetlenia je súčasťou inteligentného mesta. Tá časť, ktorá v skutočnosti nešetrí peniaze a za ktorú si dokonca musíte trochu priplatiť. Ale na oplátku dostávame dôležitú vec. V takejto architektúre máme nepretržite garantovaný výkon na každom stĺpe. Nielen v noci.
S problémom sa stretol takmer každý poskytovateľ. Musíme nainštalovať wi-fi na hlavnom námestí. Alebo video dohľad v parku. Administratíva dáva súhlas a prideľuje podporu. Problém je ale v tom, že sú tam stĺpy osvetlenia a elektrina je tam len v noci. Musíme urobiť niečo zložité, ťahať dodatočnú energiu pozdĺž podpier, inštalovať batérie a iné podivné veci.
V prípade ovládania každého lampáša môžeme na tyč s lampášom kľudne zavesiť niečo iné a urobiť to „smart“.
A tu je opäť otázka ekonomiky a použiteľnosti. Niekde na okraji mesta na oči stačí SHUNO. V centre má zmysel vybudovať niečo komplexnejšie a zvládnuteľnejšie.
Hlavná vec je, že tieto výpočty obsahujú skutočné čísla a nie sny o internete vecí.
PS V priebehu tohto roka sa mi podarilo komunikovať s mnohými inžiniermi pôsobiacimi v odvetví osvetlenia. A niektorí mi dokázali, že v hospodárení s každým svietidlom je stále hospodárnosť. Som otvorený diskusii, moje výpočty sú uvedené. Ak dokážete opak, určite o tom napíšem.
Zdroj: hab.com