In der letzten Serie ...Vor ungefähr einem Jahr
schrieb ich über das Management der städtischen Beleuchtung in einer unserer Städte. Dort war alles ganz einfach: Über den SHUNO (Schaltschrank für die Außenbeleuchtung) wurde die Stromversorgung der Lampen planmäßig ein- und ausgeschaltet. Im SHUNO befand sich ein Relais, auf dessen Befehl eine Lichterkette eingeschaltet wurde. Von dem Interessanten vielleicht nur, dass es durch LoRaWAN gemacht wurde.
Wie Sie sich erinnern, wurden wir anfangs auf SI-12-Modulen (Abb. 1) von Vega aufgebaut. Schon im Pilotstadium hatten wir sofort Probleme.
Abbildung 1. - SI-12-Modul- Wir waren auf das LoRaWAN-Netzwerk angewiesen. Schwerwiegende Störungen in der Luft oder Serverabstürze und Probleme mit der Stadtbeleuchtung. Unwahrscheinlich, aber möglich.
- SI-12 hat nur einen Impulseingang. Sie können einen Stromzähler daran anschließen und die aktuellen Messwerte daraus ablesen. Für einen kurzen Zeitraum (5-10 Minuten) ist es jedoch unmöglich, den Verbrauchssprung zu verfolgen, der nach dem Einschalten der Lichter auftritt. Im Folgenden werde ich erklären, warum dies wichtig ist.
- Das Problem ist ernster. SI-12 Module stabil aufgehängt. Ungefähr einmal alle 20 Läufe. In Zusammenarbeit mit Vega haben wir versucht, die Ursache zu beseitigen. Während des Pilotprojekts wurden zwei neue Firmware-Module und eine neue Serverversion veröffentlicht, mit denen mehrere schwerwiegende Probleme behoben wurden. Am Ende hingen die Module nicht mehr. Und doch sind wir von ihnen abgewichen.
Und jetzt ...
Im Moment haben wir ein viel fortgeschritteneres Projekt gebaut.
Es basiert auf IS-Industry-Modulen (Abb. 2). Iron wurde von unserem Outsourcer entwickelt, sie haben die Firmware selbst geschrieben. Dies ist ein sehr intelligentes Modul. Abhängig von der Firmware, die darauf geladen ist, kann es die Beleuchtung steuern oder Messgeräte mit einem großen Parametersatz abfragen. Zum Beispiel Wärmezähler oder Drehstromzähler.
Ein paar Worte darüber, was implementiert ist.
Abbildung 2. - IS-Industry-Modul1. IS-Industry hat ab sofort ein eigenes Gedächtnis. Mit Firmware for Light werden die sogenannten Strategien aus der Ferne in diesen Speicher geladen. In der Tat ist dies ein Zeitplan zum Ein- und Ausschalten von SHUNO für einen bestimmten Zeitraum. Wir sind beim Ein- und Ausschalten nicht mehr auf den Funkkanal angewiesen. Innerhalb des Moduls gibt es einen Zeitplan, nach dem es unabhängig von irgendetwas funktioniert. Jede Übung wird notwendigerweise von einem Befehl an den Server begleitet. Der Server sollte wissen, dass sich unser Status geändert hat.
2. Das gleiche Modul kann den Stromzähler im SHUNO abfragen. Jede Stunde kommen Pakete von ihm mit Verbrauch und einer ganzen Reihe von Parametern, die der Zähler erzeugen kann.
Darum geht es aber nicht. Zwei Minuten nach dem Zustandswechsel wird ein außerordentlicher Befehl mit sofortigen Zählerständen gesendet. An ihnen können wir erkennen, dass das Licht wirklich ein- oder ausgeschaltet ist. Oder etwas ist schief gelaufen. Es gibt zwei Indikatoren in der Schnittstelle. Der Schalter zeigt den aktuellen Status des Moduls an. Die Glühbirne ist an das Fehlen oder Vorhandensein von Verbrauch gebunden. Wenn sich diese Zustände widersprechen (das Modul ist ausgeschaltet, der Verbrauch jedoch eingeschaltet und umgekehrt), wird die Zeile mit dem SHUNO rot hervorgehoben und ein Alarm ausgelöst (Abb. 3). Im Herbst half uns ein solches System, einen blockierten Relaisstarter zu finden. Tatsächlich liegt das Problem nicht bei uns, unser Modul hat korrekt funktioniert. Wir arbeiten aber im Interesse des Kunden. Daher sollten sie ihm Unfälle aufzeigen, aufgrund derer es zu Problemen mit der Beleuchtung kommen kann.
Abbildung 3. - Der Verbrauch widerspricht dem Zustand des Relais. Daher ist die Zeile rot hervorgehobenNach stündlichen Ablesungen werden Diagramme erstellt.
Die Logik ist die gleiche wie beim letzten Mal. Wir überwachen die Einbeziehung eines erhöhten Stromverbrauchs. Verfolgen Sie den Durchschnittsverbrauch. Der Verbrauch unter dem Median - ein Teil der Lampen brannte aus, oben - sie stehlen Strom von einer Säule.
3. Regelmäßige Pakete mit Informationen zum Verbrauch und zur Ordnungsmäßigkeit des Moduls. Sie kommen zu unterschiedlichen Zeiten und erzeugen keine Schwärmerei in der Luft.
4. Wie zuvor können wir den SHUNO jederzeit ein- oder ausschalten. So muss zum Beispiel eine ausgebrannte Laterne in einer Kette von einer Notwehr gesucht werden.
Solche Verbesserungen erhöhen manchmal die Fehlertoleranz.
Dieses Managementmodell ist heute vielleicht das gefragteste in Russland.
Und auch ...
Wir gingen weiter.
Tatsache ist, dass Sie sich in der Regel im klassischen Sinne von ShUNO entfernen und jede Lampe einzeln steuern können.
Dazu ist es erforderlich, dass die Taschenlampe das Dimmprotokoll (0-10, DALI oder ein anderes) unterstützt und eine Nemo-Buchse hat.
Nemo-Buchse ist ein Standard-7-poliger Stecker (in Abbildung 4), der häufig in der Straßenbeleuchtung verwendet wird. Über die Taschenlampe werden Strom- und Schnittstellenkontakte an diesen Anschluss ausgegeben.
Abbildung 4. - Nemo-Buchse0-10 ist ein bekanntes Lichtsteuerungsprotokoll. Schon nicht jung, aber gut etabliert. Dank der Befehle dieses Protokolls können wir die Lampe nicht nur ein- oder ausschalten, sondern auch in den Dimmmodus versetzen. Einfach ausgedrückt, dimmen Sie das Licht, ohne es vollständig auszuschalten. Wir können einen bestimmten Wert in Prozent stumm schalten. 30 oder 70 oder 43.
Das funktioniert so. Auf der Nemo-Buchse ist unser Steuermodul installiert. Dieses Modul unterstützt das 0-10-Protokoll. Die Teams kommen über den Funkkanal über LoRaWAN (Abb. 5).
Abbildung 5. - Taschenlampe mit einem SteuermodulWas kann dieses Modul?
Er weiß, wie man die Lampe ein- und ausschaltet und sie um einen bestimmten Betrag abdunkelt. Und er kann den Verbrauch der Lampe verfolgen. Beim Dimmen wird ein Abfall der Stromaufnahme beobachtet.
Jetzt verfolgen wir nicht nur eine Laternenkette, sondern verwalten und verfolgen JEDE Laterne. Und natürlich können wir für jede Lampe einen bestimmten Fehler erhalten.
Darüber hinaus können Sie die Logik von Strategien erheblich verkomplizieren.
Z.B. Wir teilen der Lampe Nr. 5 mit, dass sie um 18:00 Uhr, um 3:00 Uhr und um 50% bis 4:50 Uhr eingeschaltet werden soll. Anschließend wird sie zu 100% wieder eingeschaltet und um 9:20 Uhr ausgeschaltet. All dies lässt sich einfach in unserer Benutzeroberfläche konfigurieren und zu einer für die Lampe verständlichen Arbeitsstrategie zusammenfassen. Diese Strategie wird auf die Lampe gegossen und funktioniert so lange, bis andere Teams eintreffen.
Wie beim Modul für SHUNO haben wir keine Probleme mit dem Verlust der Funkkommunikation. Auch wenn ihr etwas Kritisches passiert, funktioniert die Beleuchtung weiter. Außerdem ist die Luft in dem Moment, in dem Sie beispielsweise hundert Lampen anzünden müssen, nicht verknallt. Wir können sie sicher umgehen und abwechselnd Ablesungen vornehmen und Strategien anpassen. Zusätzlich werden mit einer gewissen Periodizität Signalpakete so konfiguriert, dass das Gerät aktiv und kommunikationsbereit ist.
Eine außerplanmäßige Behandlung erfolgt nur im Falle eines Unfalls. Zum Glück haben wir in diesem Fall einen Luxus wie ein Dauerlebensmittel und können uns Klasse C leisten.
Ein wichtiges Thema, das ich noch einmal ansprechen werde. Jedes Mal, wenn wir unser System präsentieren, werden wir gefragt: Was ist mit einem Fotorelais? Kann die Fotozelle dort angeschraubt werden?
Rein technisch - es gibt keine Probleme. Aber alle Kunden, mit denen wir jetzt sprechen, lehnen es kategorisch ab, Informationen von den Fotosensoren zu erhalten. Bitten Sie darum, nur mit dem Zeitplan und den astronomischen Formeln zu arbeiten. Dennoch ist die Stadtbeleuchtung kritisch und wichtig.
Und jetzt das Wichtigste. Die Wirtschaft.
Die Arbeit mit SHUNO über ein Funkmodul hat klare Vorteile bei relativ geringen Kosten. Erhöht die Kontrolle über Leuchten und vereinfacht die Wartung. Hier ist alles klar und die wirtschaftlichen Vorteile liegen auf der Hand.
Aber mit der Steuerung jeder Lampe ist alles komplizierter.
In Russland gibt es mehrere ähnlich umgesetzte Projekte. Ihre Integratoren berichten stolz, dass es ihnen durch das Dimmen gelungen ist, Energie einzusparen und so das Projekt zurückzuerhalten.
Unsere Erfahrung zeigt, dass nicht alles so einfach ist.
Im Folgenden gebe ich eine Tabelle mit der Berechnung der Amortisation in Rubel pro Jahr und in Monaten für eine Lampe an (Abb. 6).
Abbildung 6. - Berechnung der Einsparungen durch DimmenEs zeigt an, wie viele Stunden pro Tag die Beleuchtung eingeschaltet ist, gemittelt über Monate. Wir glauben, dass ungefähr 30 Prozent dieser Zeit die Lampe mit 50 Prozent der Leistung und weitere 30 Prozent mit 30 Prozent der Leistung glänzt. Der Rest ist mit voller Kraft. Auf Zehntel gerundet.
Der Einfachheit halber glaube ich, dass die Lampe im 50-Prozent-Modus die Hälfte des Verbrauchs von 100 Prozent verbraucht. Dies ist auch ein wenig falsch, da der Verbrauch des Fahrers konstant ist. Das heißt Die tatsächlichen Einsparungen werden geringer ausfallen als in der Tabelle. Aber zur Vereinfachung der Wahrnehmung sei es so.
Wir nehmen den Preis pro Kilowatt Strom bei 5 Rubel, dem Durchschnittspreis für juristische Personen.
Insgesamt ist es für ein Jahr mit einer Lampe wirklich möglich, von 313 Rubel auf 1409 Rubel zu sparen. Wie Sie sehen können, ist der Vorteil bei Geräten mit geringem Stromverbrauch sehr gering, und leistungsstarke Illuminatoren sind interessanter.
Was ist mit den Kosten?
Der Preisanstieg jeder Lampe, wenn das LoRaWAN-Modul hinzugefügt wird, beträgt ungefähr 5500 Rubel. Dort kostet das Modul selbst ca. 3.000, zuzüglich der Nemo-Fassung an der Lampe weitere 1.500 Rubel, zuzüglich Installations- und Konfigurationsarbeiten. Dies berücksichtige ich immer noch nicht, dass für solche Lampen eine monatliche Gebühr an den Netzbetreiber gezahlt werden muss.
Es stellt sich heraus, dass die Amortisation des Systems (mit der stärksten Lampe) bestenfalls etwas weniger als vier Jahre beträgt. Payback. Eine lange Zeit.
Aber auch in diesem Fall wird alles durch die monatliche Gebühr ungültig. Und ohne sie müssen die Kosten noch für die Wartung des LoRaWAN-Netzwerks gelegt werden, was auch nicht billig ist.
Bei der Arbeit der Einsatzkräfte, die jetzt viel optimaler arbeiten möchten, gibt es noch geringe Einsparungen. Aber sie wird nicht retten.
Es stellt sich heraus, alles umsonst?
Nein. Tatsächlich lautet die richtige Antwort hier:
Die Verwaltung jeder Laterne ist Teil einer intelligenten Stadt. Das Teil, das nicht direkt spart und für das man sogar ein bisschen extra bezahlen muss. Aber dafür bekommen wir eine wichtige Sache. In dieser Architektur haben wir auf jeder Säule rund um die Uhr eine konstante Nahrungsgarantie. Nicht nur nachts.
Fast jeder Anbieter hatte ein Problem. Wir müssen Wi-Fi auf dem Hauptplatz machen. Oder Videoüberwachung im Park. Die Verwaltung gibt den Startschuss und leistet Unterstützung. Das Problem ist jedoch, dass die Lichtmasten und der Strom nur nachts zur Verfügung stehen. Wir müssen weise sein, zusätzliche Energie über die Stützen ziehen, Batterien und andere seltsame Dinge einlegen.
Wenn wir jede Lampe steuern, können wir ruhig etwas anderes mit einer Lampe an eine Stange hängen und es „schick“ machen.
Und hier noch einmal die Frage der Wirtschaftlichkeit und Anwendbarkeit. Irgendwo im Hintergrund der Stadt reicht SHUNO für die Augen. Im Zentrum ist es sinnvoll, etwas Komplexeres und Verwaltbareres zu bauen.
Die Hauptsache ist, dass in diesen Berechnungen reale Zahlen angegeben werden sollten und nicht Träume über das Internet der Dinge.
PS In diesem Jahr konnte ich mit vielen Ingenieuren auf dem Gebiet der Beleuchtung sprechen. Und einige argumentierten mir, dass das Management jeder Lampe immer noch wirtschaftlich ist. Ich bin offen für Diskussionen, meine Berechnungen sind gegeben. Wenn Sie das Gegenteil beweisen können, werde ich darüber schreiben.