Trong tập cuối...
Khoảng một năm trước tôi về việc quản lý chiếu sáng đô thị ở một trong những thành phố của chúng ta. Mọi thứ ở đó rất đơn giản: theo lịch trình, nguồn điện của đèn được bật và tắt thông qua SHUNO (tủ điều khiển ánh sáng bên ngoài). Có một rơle trong SHUNO, theo lệnh của nó, chuỗi đèn được bật lên. Có lẽ điều thú vị duy nhất là việc này được thực hiện thông qua LoRaWAN.
Như bạn nhớ, ban đầu chúng tôi được xây dựng trên các mô-đun SI-12 (Hình 1) của công ty Vega. Ngay cả ở giai đoạn thử nghiệm, chúng tôi ngay lập tức gặp vấn đề.
Hình 1. - Mô-đun SI-12
- Chúng tôi phụ thuộc vào mạng LoRaWAN. Sự can thiệp nghiêm trọng trên mạng hoặc sự cố máy chủ và chúng tôi gặp sự cố với hệ thống chiếu sáng thành phố. Không thể, nhưng có thể.
- SI-12 chỉ có đầu vào xung. Bạn có thể kết nối đồng hồ điện với nó và đọc số đo dòng điện từ nó. Nhưng trong một khoảng thời gian ngắn (5-10 phút), không thể theo dõi mức tăng tiêu thụ xảy ra sau khi bật đèn. Dưới đây tôi sẽ giải thích tại sao điều này lại quan trọng.
- Vấn đề nghiêm trọng hơn. Các mô-đun SI-12 tiếp tục bị đóng băng. Khoảng một lần trong mỗi 20 hoạt động. Cùng với Vega, chúng tôi đã cố gắng loại bỏ nguyên nhân. Trong quá trình thử nghiệm, hai chương trình cơ sở mô-đun mới và một phiên bản mới của máy chủ đã được phát hành, trong đó một số vấn đề nghiêm trọng đã được khắc phục. Cuối cùng, các mô-đun ngừng treo. Thế nhưng chúng tôi đã rời xa họ.
Và bây giờ...
Hiện tại chúng tôi đã xây dựng một dự án tiên tiến hơn nhiều.
Nó dựa trên các mô-đun IS-Industry (Hình 2). Phần cứng được phát triển bởi người đăng việc của chúng tôi, phần sụn do chính chúng tôi viết. Đây là một mô-đun rất thông minh. Tùy thuộc vào phần sụn được tải vào nó, nó có thể điều khiển ánh sáng hoặc thẩm vấn các thiết bị đo sáng với một bộ thông số lớn. Ví dụ như đồng hồ đo nhiệt độ hoặc đồng hồ đo điện ba pha.
Một vài lời về những gì đã được thực hiện.
Hình 2. - Mô-đun IS-Industry
1. Từ nay trở đi, IS-Industry có ký ức riêng. Với phần sụn nhẹ, cái gọi là chiến lược sẽ được tải từ xa vào bộ nhớ này. Thực chất đây là lịch trình bật, tắt SHUNO trong một khoảng thời gian nhất định. Chúng ta không còn phụ thuộc vào kênh radio khi bật tắt nữa. Bên trong mô-đun có một lịch trình để nó hoạt động bất kể điều gì. Mỗi lần thực thi nhất thiết phải kèm theo một lệnh gửi đến máy chủ. Máy chủ phải biết rằng trạng thái của chúng tôi đã thay đổi.
2. Mô-đun tương tự có thể thẩm vấn đồng hồ đo điện trong SHUNO. Mỗi giờ, các gói có mức tiêu thụ và rất nhiều thông số mà đồng hồ có thể tạo ra sẽ được nhận từ nó.
Nhưng đó không phải là vấn đề. Hai phút sau khi thay đổi trạng thái, một lệnh đặc biệt sẽ được gửi kèm theo số đọc tức thời của bộ đếm. Từ chúng, chúng ta có thể đánh giá rằng đèn thực sự đã bật hay tắt. Hoặc có điều gì đó không ổn. Giao diện có hai chỉ số. Công tắc hiển thị trạng thái hiện tại của mô-đun. Bóng đèn gắn liền với sự vắng mặt hay hiện diện của tiêu dùng. Nếu các trạng thái này mâu thuẫn với nhau (mô-đun bị tắt, nhưng mức tiêu thụ vẫn tiếp tục và ngược lại), thì dòng có SHUNO được đánh dấu màu đỏ và cảnh báo sẽ được tạo (Hình 3). Vào mùa thu, một hệ thống như vậy đã giúp chúng tôi tìm ra rơle khởi động bị kẹt. Trên thực tế, vấn đề không phải của chúng tôi; mô-đun của chúng tôi đã hoạt động chính xác. Nhưng chúng tôi làm việc vì lợi ích của khách hàng. Vì vậy, họ phải chỉ cho anh ta bất kỳ tai nạn nào có thể gây ra vấn đề về ánh sáng.
Hình 3. - Mức tiêu thụ mâu thuẫn với trạng thái chuyển tiếp. Đó là lý do vì sao dòng này được đánh dấu màu đỏ
Đồ thị được xây dựng dựa trên bài đọc hàng giờ.
Logic cũng giống như lần trước. Chúng tôi theo dõi thực tế bật bằng cách tăng mức tiêu thụ điện. Chúng tôi theo dõi mức tiêu thụ trung bình. Mức tiêu thụ dưới mức trung bình nghĩa là một số đèn đã cháy, trên mức đó nghĩa là điện đang bị lấy trộm khỏi cột điện.
3. Các gói tiêu chuẩn có thông tin về mức tiêu thụ và mô-đun theo thứ tự. Họ đến vào những thời điểm khác nhau và không tạo ra đám đông khi phát sóng.
4. Như trước đây, chúng ta có thể buộc SHUNO bật hoặc tắt bất cứ lúc nào. Ví dụ, đội cấp cứu cần phải tìm kiếm một chiếc đèn bị cháy trong dây chuyền.
Những cải tiến như vậy làm tăng đáng kể khả năng chịu lỗi.
Mô hình quản lý này hiện nay có lẽ là phổ biến nhất ở Nga.
Và cũng...
Chúng tôi đi xa hơn.
Thực tế là bạn hoàn toàn có thể rời xa SHUNO theo nghĩa cổ điển và điều khiển từng đèn riêng lẻ.
Để làm được điều này, điều cần thiết là đèn pin hỗ trợ giao thức điều chỉnh độ sáng (0-10, DALI hoặc một số giao thức khác) và có đầu nối ổ cắm Nemo.
Ổ cắm Nemo là đầu nối 7 chân tiêu chuẩn (trong Hình 4), thường được sử dụng trong chiếu sáng đường phố. Các tiếp điểm nguồn và giao diện được xuất từ đèn pin tới đầu nối này.
Hình 4. - Ổ cắm Nemo
0-10 là một giao thức điều khiển ánh sáng nổi tiếng. Không còn trẻ nữa nhưng đã được chứng minh rõ ràng. Nhờ các lệnh sử dụng giao thức này, chúng ta không chỉ có thể bật và tắt đèn mà còn có thể chuyển sang chế độ mờ. Nói một cách đơn giản, hãy giảm độ sáng của đèn mà không tắt hoàn toàn. Chúng ta có thể làm mờ nó theo một giá trị phần trăm nhất định. 30 hoặc 70 hoặc 43.
Nó hoạt động như thế này. Mô-đun điều khiển của chúng tôi được cài đặt trên đầu ổ cắm Nemo. Mô-đun này hỗ trợ giao thức 0-10. Các lệnh đến qua LoRaWAN thông qua kênh radio (Hình 5).
Hình 5. - Đèn pin có mô-đun điều khiển
Mô-đun này có thể làm gì?
Anh ta có thể bật và tắt đèn, giảm độ sáng đến một mức nhất định. Và anh ta cũng có thể theo dõi mức tiêu thụ của đèn. Trong trường hợp mờ đi, mức tiêu thụ hiện tại sẽ giảm.
Bây giờ chúng tôi không chỉ theo dõi một chuỗi đèn lồng, chúng tôi còn quản lý và theo dõi MỌI chiếc đèn lồng. Và tất nhiên, đối với mỗi đèn chúng ta có thể gặp một lỗi nhất định.
Ngoài ra, bạn có thể làm phức tạp đáng kể tính logic của các chiến lược.
Ví dụ. Chúng tôi nói với đèn số 5 rằng nó sẽ bật ở mức 18-00, ở mức 3-00 mờ 50% đến 4-50, sau đó bật lại ở mức 9% và tắt ở mức 20-XNUMX. Tất cả điều này được cấu hình dễ dàng trong giao diện của chúng tôi và được hình thành thành một chiến lược vận hành dễ hiểu đối với đèn. Chiến lược này được tải lên đèn và nó hoạt động theo chiến lược đó cho đến khi các lệnh khác đến.
Như trong trường hợp mô-đun dành cho SHUNO, chúng tôi không gặp vấn đề gì với việc mất liên lạc vô tuyến. Ngay cả khi có điều gì đó nghiêm trọng xảy ra với nó, hệ thống chiếu sáng vẫn tiếp tục hoạt động. Ngoài ra, không có gì vội vàng vào thời điểm cần thiết phải thắp sáng hàng trăm ngọn đèn. Chúng ta có thể dễ dàng xem xét từng cái một, đọc bài và điều chỉnh chiến lược. Ngoài ra, các gói tín hiệu được cấu hình theo các khoảng thời gian nhất định cho biết thiết bị vẫn hoạt động và sẵn sàng liên lạc.
Truy cập đột xuất sẽ chỉ xảy ra trong trường hợp khẩn cấp. May mắn thay, trong trường hợp này, chúng ta có nguồn thức ăn dồi dào và chúng ta có đủ khả năng chi trả cho loại C.
Một câu hỏi quan trọng mà tôi sẽ nêu ra một lần nữa. Mỗi lần chúng tôi giới thiệu hệ thống của mình, họ đều hỏi tôi - còn rơle ảnh thì sao? Rơle ảnh có thể được vặn ở đó không?
Về mặt kỹ thuật thuần túy, không có vấn đề gì. Nhưng tất cả các khách hàng mà chúng tôi hiện đang liên lạc đều từ chối lấy thông tin từ cảm biến ảnh. Họ yêu cầu bạn chỉ hoạt động theo lịch trình và công thức thiên văn. Tuy nhiên, chiếu sáng đô thị vẫn rất quan trọng và cần thiết.
Và bây giờ là điều quan trọng nhất. Kinh tế.
Làm việc với SHUNO thông qua mô-đun vô tuyến có những ưu điểm rõ ràng và chi phí tương đối thấp. Tăng khả năng kiểm soát đèn chiếu sáng và đơn giản hóa việc bảo trì. Ở đây mọi thứ đều rõ ràng và lợi ích kinh tế là rõ ràng.
Nhưng với việc điều khiển từng chiếc đèn thì điều đó càng trở nên khó khăn hơn.
Có một số dự án đã hoàn thành tương tự ở Nga. Các nhà tích hợp của họ tự hào báo cáo rằng họ đã tiết kiệm được năng lượng thông qua việc điều chỉnh độ sáng và do đó đã trả tiền cho dự án.
Kinh nghiệm của chúng tôi cho thấy rằng không phải mọi thứ đều đơn giản như vậy.
Dưới đây tôi cung cấp bảng tính toán số tiền hoàn vốn từ việc giảm độ sáng tính bằng rúp mỗi năm và tính bằng tháng cho mỗi đèn (Hình 6).
Hình 6. - Tính toán mức tiết kiệm từ việc điều chỉnh độ sáng
Nó cho biết đèn bật bao nhiêu giờ một ngày, tính trung bình theo tháng. Chúng tôi tin rằng khoảng 30% thời gian đèn chiếu sáng với công suất 50% và 30% khác ở công suất 30%. Phần còn lại hoạt động hết công suất. Làm tròn đến phần mười gần nhất.
Để đơn giản, tôi cho rằng ở chế độ năng lượng 50 phần trăm, ánh sáng tiêu thụ một nửa so với mức 100 phần trăm. Điều này cũng hơi sai một chút, vì mức tiêu thụ của trình điều khiển là không đổi. Những thứ kia. Số tiền tiết kiệm thực sự của chúng tôi sẽ ít hơn trong bảng. Nhưng để cho dễ hiểu thì cứ để vậy đi.
Giả sử giá mỗi kilowatt điện là 5 rúp, mức giá trung bình cho các pháp nhân.
Tổng cộng, trong một năm, bạn thực sự có thể tiết kiệm từ 313 rúp đến 1409 rúp cho một chiếc đèn. Như bạn có thể thấy, trên các thiết bị có công suất thấp, lợi ích là rất nhỏ; với đèn chiếu sáng mạnh thì điều đó thú vị hơn.
Còn chi phí thì sao?
Mức tăng giá của mỗi đèn pin khi thêm mô-đun LoRaWAN vào đó là khoảng 5500 rúp. Ở đó, bản thân mô-đun này có giá khoảng 3000, cộng với chi phí của Nemo-Socket trên đèn là 1500 rúp khác, cộng với công việc lắp đặt và cấu hình. Tôi chưa tính đến việc đối với những chiếc đèn như vậy, bạn phải trả phí thuê bao cho chủ sở hữu mạng.
Hóa ra, thời gian hoàn vốn của hệ thống trong trường hợp tốt nhất (với đèn mạnh nhất) là ít hơn bốn năm một chút. Hoàn vốn. Trong một khoảng thời gian dài.
Nhưng ngay cả trong trường hợp này, mọi thứ sẽ bị phủ nhận bởi phí đăng ký. Và nếu không có nó, chi phí sẽ vẫn phải bao gồm cả việc duy trì mạng LoRaWAN, cũng không hề rẻ.
Ngoài ra còn có những khoản tiết kiệm nhỏ trong công việc của đội cấp cứu, những người hiện đang lên kế hoạch cho công việc của mình một cách tối ưu hơn nhiều. Nhưng cô ấy sẽ không cứu.
Hóa ra mọi thứ đều vô ích?
KHÔNG. Trên thực tế, câu trả lời đúng ở đây là thế này.
Kiểm soát mọi đèn đường là một phần của thành phố thông minh. Phần đó không thực sự tiết kiệm tiền và thậm chí bạn phải trả thêm một chút. Nhưng bù lại chúng ta nhận được một điều quan trọng. Trong kiến trúc như vậy, chúng tôi có nguồn điện được đảm bảo liên tục trên mỗi cực suốt ngày đêm. Không chỉ vào ban đêm.
Hầu như mọi nhà cung cấp đều gặp phải vấn đề này. Chúng ta cần cài đặt wi-fi ở quảng trường chính. Hoặc video giám sát trong công viên. Chính quyền cho phép tiếp tục và phân bổ hỗ trợ. Nhưng vấn đề là ở đó có cột đèn và điện chỉ có vào ban đêm. Chúng tôi phải làm điều gì đó khó khăn, kéo thêm năng lượng dọc theo các giá đỡ, lắp pin và những thứ kỳ lạ khác.
Trong trường hợp điều khiển từng chiếc đèn lồng, chúng ta có thể dễ dàng treo một thứ khác lên cột cùng với chiếc đèn lồng và khiến nó trở nên “thông minh”.
Và đây một lần nữa là một câu hỏi về kinh tế và khả năng ứng dụng. Đâu đó ở ngoại ô thành phố, SHUNO thôi đã đủ mãn nhãn rồi. Ở trung tâm, việc xây dựng một cái gì đó phức tạp và dễ quản lý hơn là điều hợp lý.
Điều chính là những phép tính này chứa số thực chứ không phải giấc mơ về Internet of Things.
PS Trong năm nay, tôi đã có thể giao tiếp với nhiều kỹ sư tham gia vào ngành chiếu sáng. Và một số đã chứng minh cho tôi thấy rằng việc quản lý từng chiếc đèn vẫn tiết kiệm. Tôi sẵn sàng thảo luận, tính toán của tôi được đưa ra. Nếu bạn có thể chứng minh điều ngược lại, tôi chắc chắn sẽ viết về nó.
Nguồn: www.habr.com