بالإضافة إلى أتمتة واحد بالمائة

في نهاية المقالة الأخيرة ، استقرت على سرد تلك القائمة اللانهائية من الحلول التقنية التي أرغب حقًا في تنفيذها كجزء من التشغيل الآلي للكل ، حسنًا ، ليس البلد ، ولكن المنزل الريفي.

في السابق ، تم التحكم في إجمالي الاستهلاك بواسطة عداد أحادي الطور بواجهة Modbus. من المفيد مراقبة قراءات الاستهلاك الحالية حتى لا تتجاوز الحدود المعقولة ولا تنتظر قطع آلات المجموعة. تعامل مع هذه المهمة مع اثارة ضجة. ولكن من المثير للاهتمام مراقبة كل مستهلك على حدة. لماذا وكيف نفعل ذلك سأحاول أن أقول في هذه المقالة.

بادئ ذي بدء ، أود أن أقول شكراً جزيلاً لكم ، زملائي ، على اهتمامكم بالمقال السابق. لم يكن الرد على تعليقاتك أقل متعة من كتابة المقالة نفسها. لاحظ أحد القائمين على الملاحظة أن فلتر الماء الخام مثبت رأساً على عقب!

تنتج لوحة Wiren عدة نماذج من عدادات طاقة modbus متعددة القنوات: الوحش رباعي الأطوار ثلاثي الأطوار WB-MAP12H (وشقيقه الأصغر وحيد القناة WB-MAP3H ) ، و WB-MAP6S أحادي الطور ذي الست قنوات والنموذج المنفصل WB-MAP3E ، والذي يُستخدم في حالات خاصة عندما يكون من الضروري تشخيص قصير وعواصف قوية.

تقيس عدادات سلسلة WB-MAP عددًا كبيرًا من معلمات الشبكة: المعلمات الآنية للجهد ، التيار ، التردد ، الطاقة (النشطة ، التفاعلية ، الكلية) ، عوامل الطاقة ، زوايا الطور ؛ قيم الطاقة المتراكمة لكل قناة. من بين أشياء أخرى ، تسمح لك عدادات MAP بقياس المعاملات التوافقية بالجهد والتيار ، وهو أمر مهم لتقييم جودة الكهرباء في الشبكات مع المستهلكين "الشر".

يتم توفير الجهد مباشرة إلى أطراف العدادات ، ويتم قياس التيار لكل قناة بواسطة محولات التيار القابلة للفصل. هذا مريح للغاية عند تثبيت العداد في لوحة منتهية.


تركيب عدادات
تركيب محولات التيار المنقسمة.

في لوحات العرض ، تبدو المحولات الحالية جميلة وأنيقة (كما في الصورة في عنوان المنشور) ، في الحياة الواقعية ، يجب عليك وضع المحولات حيث تتحول. ونعم ، يجب أن تكون الدروع كبيرة!

يعتمد مشروع الأتمتة في المنزل الريفي ، كما ذكرت بالتفصيل في المقالة السابقة ، على الإصدار السابق من وحدة تحكم Wiren Board 5 ، التي تتصل بها وحدات الترحيل المختلفة والمحركات وأجهزة الاستشعار عبر واجهة Modbus.

قبل عطلة نهاية الأسبوع ، تسلحت بنفسي عدادات WB-MAP6S وواحدة WB-MAP12H وبدأت العمل. اتضح أن التقديرات الأولية لعدد قنوات القياس غير صحيحة بالطبع: كان هناك عدد أكبر من المستهلكين الذين أردت ملاحظتهم ، لذلك كان عليّ قضاء بعض الوقت في التفكير في أي مجموعات لقياس الاستهلاك.

تم اختيار المدخلات العامة ، الأحمال بعد المثبت والعاكس ، المسخنات الحرارية ومكيفات الهواء (كل على حدة) ، غلايتين ، خزانة اتصالات ، بوابات أوتوماتيكية ، ثلاجة ، أرضية دافئة.

تجمع العدادات عددًا كبيرًا من المعلمات (WB-MAP12H لديها أكثر من ألف تسجيل) ، ولكن حتى استطلاع مستمر لعدة عشرات من المعلمات من كل عداد يصبح حمولة كبيرة على حافلة RS-485 إذا كنت تستجوبها كثيرًا. لقد قمت بتقليل القوالب القياسية التي تأتي مع وحدة التحكم إلى الحد الأدنى المطلوب من المعلمات.

قمت بنقل العدادات إلى ناقل RS-485 الثاني لوحدة تحكم لوحة Wiren ، حتى لا تتداخل مع التشغيل العادي لوحدات التتابع وأجهزة الاستشعار ، وزادت السرعة إلى 115200 كيلوبت / ثانية. في هذا التكوين ، بدأ إجراء مسح العدادات بمرح شديد ولم يتداخل مع عمل بقية الأتمتة.

قبل الشروع في الاستخدام العملي للنتائج التي تم الحصول عليها ، يجب تحليلها من جميع الجهات. تحتوي وحدة التحكم في لوحة Wiren على قاعدة بيانات مدمجة وأدوات تصور بسيطة ، ولكن بالنسبة للمهام الجادة ، يجدر استخدام أدوات أكثر جدية.

تذكر أنه بعد كل شيء كان لدي Zabbix CP ، قررت نشر المراقبة عليه ، ولكن الرغبة في واحدة جديدة تغلبت عليها وقررت محاولة استخدام حزمة Influxdb + Grafana الشهيرة لتخزين وعرض البيانات. يقوم المتحكم بترجمة جميع البيانات في شكل موضوعات mqtt إلى وسيط mqtt منفصل على الخادم ، حيث يقوم نص Python بمعالجته وتخزينه في Influx. تم تثبيت هناك Grafana لعرض كل شيء وكل شيء.

النتائج الأولى لم تخذلني. فيما يلي بعض الأمثلة.


الجهد الكهربائي

تحدث جميع حالات الفشل ، مع استثناءات نادرة ، في حوالي الساعة 21:00 - 23:00 ساعة وتكون ملحوظة بشكل خاص في عطلات نهاية الأسبوع. القمم - الصباح الباكر.

هذه هي الطريقة التي يبدو بها عمل المثبتين (خطوط صفراء وزرقاء):



هذه هي مثبتات التتابع العادية المعروفة في دوائر واسعة من الشركة المصنعة الصينية اللاتفية ، مع خطوة كبيرة بما فيه الكفاية ، وتغيير جهد الخرج. لا يوجد شيء خاص ، على الرغم من أنه من الواضح أن أحدهم يميل إلى التحول إلى قيم الجهد القصوى للغاية (والتي ، مع ذلك ، تتناسب مع إطار GOST). المرشح البديل الأول.

يتم عرض القيم الفورية في شكل أدوات graphan هذه:



بسيطة وبديهية ، ومناسبة للإخراج على شاشة المعلومات أو الكمبيوتر اللوحي على الحائط.

يبدو الرسم البياني للطاقة الفورية لجميع المستهلكين رائعًا جدًا (انقر على الصورة لفتحها على نطاق كامل):



الكبير والأخضر ليس تمساحًا ، ولكن إجمالي طاقة الإدخال.

يسمح لك Grafana باختيار ليس فقط كل شيء على الرسم البياني ، ولكن أيضًا مؤشر واحد أو أكثر من الاهتمام.

عامل القدرة (cos φ). في الأجهزة المنزلية الحديثة ، إنه جيد جدًا لنفسه. لقد فحصت تشغيل ثلاثة مستهلكين: مكيف هواء وثلاجة وسخان مياه.

في وقت التشغيل النشط ، يكون لسخان المياه عامل طاقة من 1 - "عالي" (0.95 ... 1) ، وثلاجة 0.85 - "جيدة" (0.8 ... 0.95) ؛ يكون معامل القدرة لمكيف الهواء (0.76) في الحد الأعلى من النطاق "المرضي" (0.65 ... 0.8).

مكيف الهواء العاكس:

التشغيل في وضع التبريد العادي وهيكل ذروة منفصلة على الضاغط (على اليمين)

القمم المرئية عند بدء التشغيل الأولي لضاغط الوحدة الخارجية ، وضع التشغيل المستقر ، وضع الاستعداد.

كيف تعمل الثلاجة؟ "Dr-dr-dr-dr-dr-dr-dr؟" تقريبا ذلك. يبدأ الضاغط بشكل دوري عندما يسخن داخل الغرف:


تضمين دوري لضاغط الثلاجة


هيكل طاقة ذروة واحدة

دورة منفصلة: يظهر ارتفاع الطاقة عند تشغيل ضاغط الثلاجة. عدادات WB-MAP حساسة للغاية: انظر إلى هذه القمم الصغيرة ، حوالي عشرة واط؟ جاء هذا الضوء داخل الثلاجة: صعد شخص ما إليه!

تعمل سكة المناشف المسخنة في دورة تشغيل / إيقاف مستمرة للحفاظ على درجة الحرارة المحددة:

على اليمين صورة أكثر تفصيلاً لذروة الاستهلاك الفردي.

يعمل الفرن بالطريقة نفسها تقريبًا:



يبدو أنه قد تم تحضير قهوتي الصباحية.

ملف طاقة مثير للاهتمام للبوابات الأوتوماتيكية:



تستهلك حوالي 5 واط في وضع الاستعداد ، أثناء التشغيل ، يسمح لك ملف تعريف استهلاك الطاقة بمشاهدة المراحل الفردية لحركة الصمامات: تبدأ الأولى في الفتح ، ثم تبدأ الثانية ، ثم تفتح معًا ، ثم تتوقف بدورها ثم تتوقف محركات الدفع.

تحافظ الغلاية على درجة حرارة الماء ، ويعتمد تواتر ووقت التبديل على استهلاك الماء الساخن:



لن أحمل قراءًا برسومات بيانية بعد الآن - سأعرض جهازًا لوحيًا! (لا يمكن لـ Grafana رسم فقط ، ولكن أيضًا عرض البيانات في الجداول والرسوم البيانية الشريطية.)



التسمية بسيطة وتسمح لك بتتبع إجمالي استهلاك الطاقة بالساعة ، وكذلك تقييم تكلفتها كل ساعة وفقًا للتعرفة الحالية. لا يعرف الإصدار القديم من Influxdb ، المثبت من مستودعات الإصدار الحالي من Ubuntu على الخادم ، كيفية عمل العينات المعتادة من العينات ، لذلك لم يكن من الممكن إضافة عمود بتكلفة كل ساعة.

على الرسم البياني ، يبدو الاستهلاك كما يلي:



بالنظر إلى أن Gafana يمكن أن تولد رسائل إنذار ، فإن النتيجة كافية تمامًا للإصدار الخفيف من مراقبة إمدادات الطاقة.
ومع ذلك ، أريد حل مشاكل أكثر إثارة.

• التوافقيات بين التيار والجهد. هل يقدمون معلومات مفيدة للمنزل؟ غالبًا ما يولد المستهلكون السيئون أو جهات الاتصال المتلألئة توافقيات عالية الترتيب. ما المدة التي تستغرقها الدقة المؤقتة للعدادات لاكتشافها واتخاذ بعض القرارات بشأن تعطيل "الأحمال السيئة"؟ أو مجرد إعطاء تنبيهات؟
• مكيفات هواء ومسخنات. إذا بدأت من درجة الحرارة في الغرفة ، يمكنك أن تفهم في أي وضع يعمل مكيف الهواء: هل يحاول تبريد المسخن بمثابرة برية (يجب إيقاف تشغيل المسخن) أو يعملان معًا لتسخين الغرفة بسرعة ، إذا كان مكيف الهواء يعمل في الوضع العكسي ، للتدفئة؟
• غيتس. إذا تغير ملف تعريف استهلاك الطاقة وبدأ يختلف اختلافًا كبيرًا عن المعتاد ، فقد يشير هذا إلى وجود نوع من العوائق ، حيث يكون الزيت في محركات الأقراص أكثر كثافة بسبب درجة الحرارة المنخفضة ، يفتح شخص ما ويغلق البوابة كثيرًا. هنا يمكنك إرسال تحذيرات ، قم بإيقاف تشغيل الطاقة. هل هناك ما يكفي من وحدة التحكم ، Influx و Grafana لهذا؟ ربما يجب تنفيذ مثل هذه الأشياء في برنامج نصي منفصل ، لا يشترك إلا في الرسائل التي تحتوي على قيم معلمات استهلاك الطاقة للبوابة.
• محطة الضخ ومضخة البئر. جنبا إلى جنب مع تقييم تدفق المياه ، من الممكن تتبع انخفاض الأداء بسبب بعض الأعطال والتسريبات ومشاكل خزانات التخزين.
• يمكن أيضًا تقدير تشغيل ضاغط خزان الصرف الصحي من خلال استهلاك الطاقة ، على الرغم من أن استهلاك الهواء أكثر إفادة ، في رأيي.
• سخانات المياه. الماء في البئر صعب للغاية ، ويتشكل المقياس بسرعة كبيرة. وفقًا لذلك ، يجب أن تعمل عناصر التسخين بشكل أكبر وفي وضع أكثر حدة ، تسخين الماء من تحت غطاء حثالة إضافي (يبدأ أيضًا في الحرق إذا كان سميكًا جدًا). سيكون من المثير للاهتمام أن نفهم ما إذا كان تحليل استهلاك الطاقة كافياً للكشف عن المقياس المتشكل (لا تحتوي الغلايات على واجهة للإبلاغ عن درجة حرارة الماء في الخزان)؟
• إجمالي استهلاك الطاقة - إذا كانت التيارات قريبة من القيم الحدية ، يمكن تعطيل الأحمال ذات الأولوية المنخفضة.

سأكون سعيدًا إذا قدم شخص ما خيارًا غير متوقع ومثير للاهتمام لاستخدام مراقبة الطاقة للأجهزة الفردية.

نراكم مرة أخرى ، أيها الأصدقاء!