Opis:

Tradicionalne sijalice sa žarnom niti pretvaraju samo 4% potrošene električne energije u svjetlo, a ostatak u toplotnu energiju Stoga se sada aktivno traga za energetski najefikasnijim rješenjima koja bi se mogla koristiti za rasvjetu u bilo kojem sektoru privrede.

Sistem upravljanja LED rasvjetom

Zadaci i principi izgradnje

E. B. Slobodnik, cand. tech. nauke, generalni direktor,

E. H. Allash, zamjenik CEO, Remik-2 doo,

V. A. Kazakov, profesor, dopisni član Ruska ekonomska akademija, generalni direktor,

S. B. Kazantsev, izvršni direktor, RITM-2 doo

Tradicionalne sijalice sa žarnom niti pretvaraju samo 4% utrošene električne energije u svjetlo, a ostatak u toplinsku energiju, pa se sada aktivno traga za energetski najefikasnijim rješenjima koja bi se mogla koristiti za rasvjetu u bilo kojem sektoru privrede.

Kraj 20. stoljeća obilježila je pojava fundamentalno novih električnih izvora svjetlosti - dioda koje emituju svjetlost (u stranoj literaturi se obično nazivaju LED - Light Emitted Diode). LED je poluvodički uređaj koji stvara (kada električna struja prolazi kroz njega) optičko zračenje, koje se u vidljivom području percipira kao jednobojno (jednobojno). Boja emisije je određena i korišćenim poluprovodničkim materijalima i dodacima. Poluprovodnik je materijal koji omogućava da električna struja teče u jednom smjeru. Zračenje u ovim izvorima nastaje ne zagrijavanjem niti, kao u žaruljama sa žarnom niti, i ne električnim pražnjenjem, kao u MGL-u, već oslobađanjem energije od strane elektrona kada struja prolazi kroz sučelje metal-poluvodič. Za razliku od svih drugih izvora svjetlosti, LED zračenje ne sadrži termalne (infracrvene) i ultraljubičaste zrake. Stoga LED diode ne zagrijavaju osvijetljene predmete i ne uzrokuju njihovo blijeđenje. Njihove dimenzije su vrlo male, što olakšava preraspodjelu svjetlosnog toka u prostoru pomoću reflektora ili sočiva. Zahvaljujući tome, LED diode se mogu koristiti za kreiranje visoko efikasnih svetiljki za vitrine i izložbene rasvjete bez poduzimanja dodatnih mjera zaštite osvijetljenih objekata od pregrijavanja i ultraljubičastog zračenja. Nedavno primljeno široku upotrebu bijele LED diode su svojevrsni hibrid LED-a i fluorescentne lampe. Ovo je monokromatska plava dioda presvučena fosfornim slojem, koja pod dejstvom plavog zračenja LED diode emituje boju u širokom rasponu spektra - od zelene do crvene. Kada se pomeša sa sopstvenim zračenjem LED-a, dobija se svetlost koju ljudsko oko percipira kao veoma blisku običnom dnevnom svetlu, ponekad sa blagim pomakom ka hladnim tonovima. IN poslednjih godina Efikasnost LED dioda je značajno povećana. Trenutno dostiže 30 lm/W ili više, u zavisnosti od boje (za poređenje, najbolji svetlosni učinak lampi može dostići 200 lm/W u laboratorijskim uslovima). Tipična LED dioda troši 15-20 mA pri radnom naponu od 1,7-4,6 V. Prikaz boja je unutar Ra > 80.

Glavne prednosti LED lampi:

1. Smjer svjetlosnog toka- sposobnost kreiranja tačkastog smjera svjetlosti. LED diode su postavljene na ravnu površinu i proizvode savršeno usmjereno osvjetljenje. Stopa iskorištenja svjetlosnog toka je 90%, dok za standardni izvor svjetlosti nije veća od 60–75%;

2. Kontrast pri osvjetljavanju površine LED diodama, on je 400 puta veći od kontrasta lampi na plinsko pražnjenje, što osigurava savršenu jasnoću osvijetljenih objekata i reprodukciju boja (indeks prikaza boja je 80-85);

3. Nema stroboskopskog efekta. Tokom rada LED matrice nema štetnog dejstva niskofrekventnih pulsacija, što je karakteristično za luminiscentne i gasno pražnjenje izvora svetlosti;

4. Instant on- ne zahtevaju vreme da se "zagreju" do punog nivoa svetlosti;

5. Niske struje pokretanja i rada, čime se otklanja opasnost od preopterećenja mreže u trenutku paljenja lampi sa LED diodama. Radna i početna struja su 0,7–1,1 A, za lampe sa sijalicom na gasni pražnjenje, početna struja je 4,5 A, a radna struja 2,1 A;

6. Otpornost na habanje– rok važenja ne zavisi od učestalosti uključivanja/isključivanja. Na životni vek konvencionalnih lampi utiče učestalost uključivanja/isključivanja;

7. Upravljivost i upravljivost– kompatibilnost sa elektronskim kontrolnim sistemima koji kontrolišu intenzitet i boju svetlosnog toka;

8. Otpornost na niske temperature- sposobnost rada na hladnoći iu nepovoljnim uslovima. Na niskim temperaturama, efikasnost zračenja fluorescentnih lampi naglo opada. Efikasnost LED dioda se neznatno povećava na niskim temperaturama, što ih čini nezamjenjivim u vanjskoj rasvjeti;

9. Trajnost i pouzdanost- odsustvo staklenih dijelova i filamenta čini ih nezamjenjivim u industrijskim uvjetima, transportu, pokretnim stepenicama i drugim situacijama. LED diode imaju široku primjenu i kao antivandal rasvjeta, jer ne sadrže staklo, što ispunjava sigurnosne zahtjeve za dječje sobe;

10. Specijalni dimeri za LED diode rade s maksimalnom amplitudom, a minimalni intenzitet svjetlosti je 5% od maksimalnog, a ponekad i manje;

11. Resurs lampe sa LED nizovima je 40–70 hiljada sati rada, što je ekvivalentno 15–20 godina rada u režimu gradskog osvetljenja (za to vreme halogena lampa moralo bi se mijenjati 100 puta, a metalhalogenid - 30);

12. Uštedu energije do 50% u odnosu na tradicionalne lampe na pražnjenje i 90% u poređenju sa žaruljama sa žarnom niti.

Ušteda energije je svjetski problem jer je nemoguće proizvoditi energiju bez razornih utjecaja na okoliš i klimu. U evropskim zemljama počela je borba protiv neracionalnog korišćenja električne energije, a obične sijalice sa žarnom niti proglašavaju neprijateljem broj jedan - uostalom, samo 4% potrošene energije pretvaraju u svetlost, a ostalo je gubitak toplote. Velike kompanije se takmiče u pronalaženju najefikasnijeg rješenja koje bi se moglo koristiti za opću rasvjetu. Stoga je uvođenje tehnologija za uštedu energije u Rusiji trenutno prioritet i zahtijeva ne samo aktivnost privatnih i državnim preduzećima ali i značajna podrška države na opštinskom nivou. Ako uzmemo, na primjer, stambeno-komunalne usluge, onda je njegova reforma nemoguća bez efikasnih programa i tehnologija za uštedu energije, inače će se jednostavno ugušiti u neplaćanjima: cijene energije svake godine bolno „grizu“. Na primjer, 2005. godine ruski stambeno-komunalni sektor je potrošio više od 60% sve električne energije proizvedene u zemlji - 22 od 36 milijardi kWh. Pod sovjetskom vlašću sve je bilo upravo suprotno: 70% energije je trošila industrija. Svake godine se na domaćem tržištu proda 1,5 milijardi sijalica više od tri stotine tipova. Tako, na primjer, prema akademiku Akademije električnih nauka (AES RF), dr. tech. Sci. Aizenberg Yu.B., ako pretpostavimo da u stambenim zgradama u Moskvi postoji najmanje 1 milion stepenica, onda se pri zamjeni lampi sa LN (40 W) sa lampama sa LED (10 W) godišnje uštede energije od oko 150 miliona kWh sa istim svetlosnim parametrima. Upotreba LED svjetiljki u hodnicima, hodnicima itd. može povećati ovu brojku za još 2-3 puta.

Dva moskovska preduzeća za stambeno-komunalne usluge razvila su sistem upravljanja rasvjetom zasnovan na upotrebi LED rasvjetnih uređaja za različite namjene i svjetlosnu snagu. Svaki uređaj je opremljen prekidačkim napajanjem koje je razvila kompanija koja vam omogućava da kontrolišete parametre osvetljenja sa konstantno visokom stabilnošću.

Konceptualno, sistem upravljanja rasvjetom za stambeno-komunalne usluge podijeljen je u tri podsistema:

• za osvjetljavanje ulaza stambenih zgrada, hola, stepeništa i unutrašnjih prostorija;
• za osvjetljavanje dvorišta, igrališta, igrališta itd.;
• za osvjetljavanje ulica, trgova i reflektora.

Ovisno o primjeni, svjetiljke imaju ili ugrađenu kontrolu ili se upravljaju iz bloka u panelnoj ili zidnoj verziji.

Upravljanje se vrši prema parametrima:

• osvjetljenje (uključeno / isključeno);
• po vremenskim parametrima (uključivanje i isključivanje u određenim vremenskim intervalima);
• signalom senzora prisutnosti;
• zatamnjenje u kombinaciji sa senzorom prisutnosti i bez njega;
• osvjetljenje i zadane vremenske parametre, u kombinaciji sa zatamnjivanjem i bez njega.

Sistem upravljanja rasvjetom je kompletiran od proizvoda koji se danas proizvode u malim serijama i pripremaju za masovnu proizvodnju. Ovo su vrste lampi:

Specifikacije uređaja su prikazane u tabeli.

Svetiljke se kontrolišu inteligentnim elektronskim ključem ESP, koji vam omogućava povezivanje (beskontaktno) različite vrste opterećenja (do 15 A) na mrežu 85–264 V sa AC napajanjem i FR-11 upravljačkom jedinicom za rasvjetu.

Specifikacije FR-11

Napon napajanja - 24-220 V; Vrsta struje - konstantna, varijabilna; Način rada - 100% (kontinuirano); Radni uslovi UHL4 - 5-40 °C; Stepen zaštite - IP20; Raspon temperature skladištenja -40-85 °S. Karakteristike kontrolnih kanala: Raspon kontrole radnog nivoa - 0-100 Lux; Vrsta podešavanja - glatko; Izlaz - dva normalno otvorena relejna kontakta; Raspon kontrole radnog nivoa - x 1; x 1,5; x2; x 3 od nivoa podešenog za kanal 1; Vrsta podešavanja - korak; Izlaz - normalno zatvoreni i normalno otvoreni kontakt; Nazivni režimi uključivanja po jednoj kontaktnoj grupi releja (broj radnih ciklusa, ne manje) pri cos φ ≥0,5: 0,1A, 12V ~ ne manje od 5,105; 5 A, 30 V = najmanje 9,104; 5A, 220 V ~ ne manje od 9.104; Dozvoljeni režimi uključivanja - 103 kruga do 30 A za vrijeme do 0,1 s sa otvaranjem do 5 A, ~ 245 V ili = 30 V do 0,1 Hz. Sistem upravljanja rasvjetom ima funkciju dispečerstva preko telefonske mreže (interfejs modul) ili preko GPRS modula.

Ključ ima veliku brzinu, male dimenzije i mogućnost programiranja funkcija - formiranje cikličkih ili konačnih nizova impulsa. Ključ je uvozno supstituirajući i po svojim karakteristikama nadmašuje Chorus Gewiss proizvode: GW90841 - dimer za otporno/induktivno opterećenje.

Upravljačka jedinica rasvjete FR-11 je uređaj baziran na mikroprocesoru, multifunkcionalni fotorelej dizajniran za automatizirano donošenje odluka o uključivanju i isključivanju opterećenja u zavisnosti od nivoa osvjetljenja senzora. Upravljanje se odvija kroz dva kanala. Prvi kanal se uključuje kada se dostigne zadati nivo osvetljenja "odozdo", nakon čega kanal ostaje uključen tokom podešenog intervala "Noć". Zatim se opterećenje isključuje za postavljeni interval "Jutro". Nakon proteka posljednjeg intervala, opterećenje se ponovo uključuje i ostaje uključeno sve dok nivo osvjetljenja ne dostigne podešenu vrijednost osvjetljenja "odozdo".

Drugi kanal se uključuje kada je "gornji" nivo osvjetljenja višestruki od onog postavljenog za prvi kanal, a isključuje se kada se isti nivo dostigne "odozdo". Ovaj kanal se može koristiti za uključivanje rasvjete u slučaju nužde u prostoriji. Pored toga, prvi kanal se može uključiti tokom intervala "Jutro" zatvaranjem eksternih kontakata mašine, što omogućava ručnu kontrolu osvetljenja. Eksterni kontakti mogu raditi u tri različita načina rada, što je određeno postavljanjem DIP prekidača na prednjoj ploči uređaja - prebacivanje kanala u suprotno stanje kada se promijeni stanje bilo kojeg ulaznog kontakta; uključivanje kanala na 3 min. kada se jedan kanal aktivira, a kanal ostaje uključen kada je drugi zatvoren; uključivanje kanala na 3 min. kada se stanje promijeni na bilo kojem od ulaznih kontakata.

Trenutno postoji potreba za stvaranjem programa u Rusiji za razvoj LED industrije, rasvjetnih uređaja na bazi LED dioda i široke upotrebe ovih uređaja u javnoj rasvjeti, što će dati značajan doprinos rješavanju problema uštede energije. .

• Integrisani sistem obračuna energetskih resursa (struja, voda, toplota) ZhSK "Engleska četvrt", Moskva
• AIIS KUE na granici bilansne pripadnosti 0,4 i 10 kV AD "UEC";
• AIIS KUE na granici bilansne pripadnosti 0,4 kV AD "MOESK";
• AIIS KUE, AIIS KUT stambene zgrade stambeni kompleks "Zavidnoe" u Vidnoe, Moskovska oblast;
• AIIS KUE, AIIS KUV i AIIS KUT stambene zgrade stambeni kompleks "Nekrasovka-Park", Moskovska regija
• AIIS KUE, AIIS KUT stambene zgrade stambeni kompleks "Centar-2" u gradu Železnodorozhny, Moskovska oblast
• AIIS KUE, AIIS KUV, AIIS KUT mikrookrug stambenih zgrada. Shchitnikovo, Shchitnikovo, Moskovska oblast
• AIIS KUE BP OJSC "Moseenergosbyt", Ramenskoye, Moskovska oblast

Automatski sistemi upravljanja rasvjetom

Potrošnja električne energije za potrebe rasvjete može se značajno smanjiti postizanjem optimalnih performansi rasvjetne instalacije u bilo kojem trenutku. Da biste postigli što potpunije i tačnije obračunavanje prisustva dnevne svjetlosti, kao i računanje prisustva ljudi u prostoriji, možete koristitisredstva za automatsku kontrolu rasvjete (LMS). Rasvjetno opterećenje kontrolira se na dva glavna načina:isključivanje svih ili dijela uređaja (diskretna kontrola) I glatka promjena snage lampi(isto za sve ili pojedinca).

Kontrola rasvjete obrazovne ustanove (škole, univerziteta)

Kontrolni sistem će automatski kontrolisati osvetljenje:

Zajednički prostori (hodnici, hodnici, prostori za rekreaciju, toaleti);

Obrazovni sati (publika);

tehnički podovi;

Susedna teritorija sa mogućnošću noćnog smanjenja snage lampe sa HPS lampama za 50%,

kao i automatizovati proces pozivanja na početak nastave!

Slika 1. Šema upravljanja rasvjetom školske zgrade u kombinaciji sa sistemom zvona

Kako radi

Prema rasporedu programiranom u računaru (program „Školsko zvono“), sistem upravljanja, izgrađen na bazi kontrolera K2000T, automatski prebacuje fluorescentno ili LED rasvjeta hodnicima, hodnicima i rekreacijskim prostorima u ekonomičnom režimu, programirajući u rasponu od 10-20% nazivne snage.

Slika 2. Glavni meni programa „Školsko zvono“.

Ako se senzori pokreta ne koriste u sistemu, kontroler održava zadatu minimalnu snagu sistema rasvjete hodnika do kraja tekućeg časa, a nakon poziva na pauzu, rasvjeta se vraća u režim nominalne jačine osvjetljenja.

Ako se u kontrolnom sistemu koriste senzori pokreta, tada njihov rad kada osoba prolazi hodnikom tokom nastave dovodi do automatskog postepenog povećanja svjetlosnog toka grupe svjetiljki u području koje kontrolira senzor. Snaga svetiljki se glatko reguliše u rasponu od 2-100% nominalne vrednosti.

Omogućava povezivanje sa sistemom požarni alarm zgrade - u slučaju požara, kontrolor uključuje sistem rasvjete hodnika i hola na maksimalnu snagu kako bi se osigurala normalna evakuacija ljudi iz zgrade i gašenje požara. Moguće je ručno kontrolisati osvetljenje, zaobilazeći kontroler i računar - konvencionalnim prekidačem.

Slika 3. Šema upravljanja školskom rasvjetom. Tipičan sprat.

Ako sredstva izdvojena za remont nisu dovoljna za implementaciju potpuno opremljenog upravljačkog sistema, možete se ograničiti na ekonomičnu opciju bez senzora pokreta i bez glatke regulacije svjetlosnog toka svjetiljki u hodnicima. U tom slučaju, sistem automatizacije će jednostavno isključiti dio radnih rasvjetnih tijela u hodnicima i hodnicima za vrijeme trajanja nastave.

Slika 4. Ekonomična verzija sistema upravljanja rasvjetom za javne površine.

Kontrola osvetljenja u učionicama

prirodni nivo sunčeva svetlost u običnom školskom razredu je neravnomjerno raspoređen - što su klupe bliže prozoru, to su intenzivnije osvijetljene sunčevom svjetlošću i obrnuto. Standard veštačko osvetljenje ne uzima u obzir ovu osobinu. Tako, kada nema dovoljno prirodnog svetla za udaljeni red klupa, nastavnik je dužan da upali osvetljenje celog odeljenja, usled čega se najčešće ispadaju redovi klupa najbližih prozorima. biti previše osvijetljen, što dovodi do nerazumne potrošnje električne energije.

Efikasnost sistema osvetljenja učionica može se poboljšati ugradnjom senzora konstantne svetlosti K2110 na plafon iznad svakog reda stolova. Ovaj senzor je u stanju da održi postavljeni nivo osvetljenja, na primer, 500 luksa, automatski smanjujući ili povećavajući svetlosni tok grupe uređaja, u zavisnosti od nivoa sunčeve svetlosti koja ulazi u učionicu kroz prozore. Tokom dana, svetiljke koje se nalaze bliže prozorima radiće sa manje snage.

Slika 5. Automatsko upravljanje rasvjetom učionice

Ova fotografija jasno pokazuje kako senzori K2110 rade po sunčanom danu: lampe koje se nalaze u blizini prozora rade u minimalna snaga(5% nominalne vrijednosti). Drugi i treći red svetiljki takođe rade u ekonomičnim režimima (približno 20% odnosno 60% nazivne snage). Elektronske prigušnice TF8418ETD sa mogućnošću zatamnjivanja ugrađene su u obične svetiljke 4x18W tokom rekonstrukcije. Podsjetimo da u režimu minimalne snage lampe troše 4-6 puta manje električne energije!

Šta učiniti sa starim lampama

Opcija 1 - zamjena zastarjelih svjetiljki fluorescentnim sijalicama 2x40W, koje troše, uzimajući u obzir unutrašnje gubitke, po oko 90W, novim sa jednom T8 lampom snage 58W 5000 lm, na primjer K22-158U, sa T5 lampom sa snaga od 49W 4500 lm (K22-149U) ili T5 35W 3600 lm (K22-135U) i elektronski kontrolni uređaj će uštedjeti oko 40 do 60% električne energije. Istovremeno, također postaje moguće regulirati svjetlosni tok ovih svjetiljki, kao što je gore opisano, i dodatno uštedjeti još 20-25% električne energije zbog automatske kontrole svjetlosnog toka (snage). Ove svetiljke su povezane u svetlosnu liniju, obezbeđujući visoku ujednačenost osvetljenja. Dužina svetiljke je 1500 mm, tako da će im trebati manje po klasi od konvencionalnih svetiljki 2x40W, čija je dužina 1200 mm. Osvjetljenje i reprodukcija boja će se značajno poboljšati.

Svetiljka K22-158U / K22-149U sa podesivim osvetljenjem Povezivanje svetiljki u "svetlosnu liniju"

Slika 6. Lampe za učionice i auditorije, povezane u „svetlosnu liniju“

Ako je npr. u salonu gde je potrebno osvetljenje od najmanje 500 luxa prethodno je ugrađeno 18 lampi 2x40W (tri reda po 6 kom) ukupne snage 1440W, zatim samo 12 kom (3 reda po 4 lampe) ukupne snage 696 Š (12 kom x 58W). Upotreba senzora konstantne svjetlosti K2110 će se smanjiti prosečna snaga za oko 20% više, pa će snaga koju troši sistem rasvjete jedne klase iznositi 556 W umjesto 1440 W prije nadogradnje.

Ako u standardnoj klasi Prethodno je ugrađeno 12 svetiljki 2x40W (dva reda po 6 kom) ukupne snage 960W, zatim prilikom modernizacije npr. 12 svetiljki K22-135U sa jednom lampom od 35W (3 reda po 4 svetiljke) ukupne snage Može se ugraditi 420W (12 kom x 35W). Upotreba senzora konstantne svjetlosti K2110 smanjit će prosječnu snagu za najmanje još 20%, pa će snaga koju troši rasvjetni sistem jedne klase veličine 8,5x6 m iznositi približno 336 W umjesto 960 W prije nadogradnje.

Rice. 7 Mjerenja osvjetljenja u učionicama sa razne vrste lampe u svetiljkama serije K22 (T8 58W i T5 35W). Mjerenja su izvršena pravi objekat- škola broj 104, Perm (kliknite za povećanje!)

Prilikom izračunavanja nismo uzeli u obzir gubitke u elektromagnetnim prigušnicama starih svetiljki, koji dostižu 20% potrošene snage, pa će u praksi pokazatelji efikasnosti modernizacije biti još bolji!

Troškovi nabavke i zbrinjavanja svjetiljki također će se smanjiti za 3-4 puta, jer će lampe - jednostruke i sa elektronskim prigušnicama - lampe trajati mnogo duže (uključujući i zahvaljujući funkciji "toplog pokretanja").

Opcija 2 - modernizacija postojeće opreme. Ako su svjetiljke kupljene relativno nedavno, mogu se nadograditi ugradnjom elektronskih prigušnica (bez mijenjanja lampi) ili LED paneli sa funkcijom kontrole svjetlosnog toka. Ova opcija je posebno pogodna za upotrebu u hodnicima i holovima u kojima su ugrađene svetiljke 4x18W ili 2x40W. Ove lampe će nakon rekonstrukcije imati i funkciju regulacije svetlosnog toka i moći će da rade kao deo sistema automatskog upravljanja sa senzorima pokreta. U ovom slučaju, svjetlina će se glatko mijenjati, što je vrlo važno za vizualnu udobnost.

Osvetljenje okolnog prostora

Kontroler K2000T takođe ima dva kanala za kontrolu ulične rasvete i jedan kanal za arhitektonsko osvetljenje zgrade. Uz njihovu pomoć možete efikasno kontrolisati grupe svetiljki sa lampama HPS 70-400W, koristeći funkciju noćnog smanjenja snage za 50%, na primjer, od 22-00 do 6-00 (ušteda električne energije - do 50%).

Prednosti

Rješenje po principu ključ u ruke od proizvođača opreme;

Oprema je dizajnirana i proizvedena u Rusiji;

Visoka pouzdanost, kratak period povrata;

Običan električar 4-5 kategorije može instalirati i održavati kontrolni sistem;

Mogućnost korištenja fluorescentnih ili LED lampe s podesivim svjetlosnim tokom bilo kojeg proizvođača;

Garancija za glavnu opremu - 3 godine, za senzore pokreta - 5 godina!

Visoka pouzdanost sistema - kada se kontrolna linija lampe od 1-10V prekine, oni se automatski prebacuju na 100% mod osvjetljenja; at kratki spoj ova linija - na režim minimalne svjetline. Time je došlo do potpunog gašenja rasvjete u objektu greškom automatikeno ticks!

At savremenom nivou razvoj infrastrukture, upotreba samo jednog načina upravljanja rasvjetnim mrežama nije isplativa. Neophodno je integrisati sve metode upravljanja rasvjetom u zajednički višestruki sistem koji bi uključivao i lokalno i daljinsko upravljanje, a da istovremeno bude u ručnom i automatskom režimu upravljanja.

Takva odluka uzrokovana je mogućnošću razumnijeg raspolaganja resursima rasvjetnih mreža. Takvi sistemi su cijenjeni zbog svojih ekonomskih prednosti. Potrošnja električne energije za potrebe rasvjete je primjetno smanjena ne samo zbog postizanja optimalnog rada rasvjetne instalacije u svakom trenutku, budući da se tačnost automatizacije održava prema rasporedu, već i zbog više pouzdan sistem, izgrađen od modernih elektronskih komponenti koje zahtijevaju manje troškove održavanja. Postoji sniženje cijene instalacioni radovi, jer se smanjuju troškovi materijala i instalacije.

Za izgradnju takvih sistema biće potrebni autonomni programabilni kontroleri. Autonomni kontroleri su inteligentni uređaji sposobni za obavljanje složenih funkcija vezanih za kontrolu i prikupljanje podataka, kao i mogućnost donošenja odluka na osnovu trenutnih stanja sistema i procesa. Da biste sve ovo uradili, prvo ih morate programirati. Program tumači i izvršava uređaj, tako da uređaj "zna" šta treba da uradi u bilo kom trenutku.

Jednom programiran, samostalni uređaj može nastaviti da radi, mjereći signale senzora, upisujući podatke u memoriju i obavljajući funkcije nadzora i kontrole čak i kada glavni računar nije povezan ili radi.

Postoje dva načina programiranja autonomnih kontrolera i prijenosa primljenih podataka na PC, bilo korištenjem komunikacijskog sučelja, bilo da se radi o RS-232, RS-485, Ethernet i drugim, ili korištenjem prijenosnih memorijskih kartica.

Ova fleksibilnost u programiranju omogućava samostalnim kontrolerima da rade u različitim režimima, koji su određeni lokacijom uređaja i količinom pohranjenih podataka, kao i dostupnošću napajanja:

§ Offline rad kada se koriste memorijske kartice ili prenosivi računari (laptopovi) vrši se periodično ažuriranje podataka i programiranje (ako je potrebno);

§ On-line rad sa glavnim računarom prilikom prenosa podataka i programiranja (ako je potrebno);

Ako aplikacija zahtijeva više senzora nego što samostalni kontroler može podržati, sa senzorima raspoređenim preko velika površina, tada može biti potrebna mreža distribuiranih kontrolera. Svaki način rada koji koristi samo jedan kontroler također mora biti primjenjiv ako su dodatni uređaji povezani kao dio WAN-a.

Najčešća konfiguracija sistema za maksimalnu pouzdanost sistema je direktna veza sa glavnim računarom pomoću komunikacijskog interfejsa.

Ova konfiguracija omogućava čest prijenos podataka na PC, kontinuirano praćenje opasnim uslovima i onlajn kontrola sistema. Najčešće se ovakav sistem implementira u uslovima fabrika i industrijskih preduzeća, kada se kritični procesi moraju stalno pratiti i regulisati. Maksimalna udaljenost koju kontroler može biti od glavnog računara zavisi od brzine prenosa komunikacijskog interfejsa. Ako je jedan kontroler povezan direktno na glavni računar, onda se takav sistem može konfigurisati za prenos podataka čim postanu dostupni.

Ako aplikacija zahtijeva više od jednog kontrolera i svi uređaji su raspoređeni na velikom stvarnom području, kao npr industrijsko preduzeće ili u tvornici, kontroler se može konfigurirati kao dio distribuirane multidrop RS-485 mreže. Jedan jedini uređaj, koji je primoran da bude glavni ili lokalni, može se povezati direktno na glavni računar.

Prednost ove veze je u tome što se drugi host računari ili terminali mogu povezati na portove drugih kontrolera, dodatno povećavajući pouzdanost sistema.

Koliko često će se prikupljeni podaci prenositi na računar, zavisi, prvo, od važnosti za upravljani sistem ili procesa neposredne analize podataka, i, drugo, od toga koliko memorije uređaj ima i koliko brzo se puni.

Brzo popunjavanje memorije važno je iz dva razloga. U slučaju kvara glavnog računara ili komunikacijskog interfejsa, uređaj mora imati dovoljno memorije da osigura da su svi podaci snimljeni i da nastavi da radi bez gubitka podataka. Pored toga, uređaj povezan sa glavnim računarom preko mreže sa više kanala može da vraća podatke samo na zahtev sa računara. Ako je glavni računar povezan veliki broj uređaja, memorija svakog uređaja mora biti dovoljno velika da omogući zapisivanje podataka i nastavak rada bez gubitka podataka sve dok glavni računar ne zatraži da se podaci prenesu na njega.

Bez obzira na specifična ograničenja, preporučuje se ažuriranje podataka što je češće moguće, jer će se svaka greška senzora, nestanak napajanja ili problem sa samim uređajem odmah detektovati i time će se povećati pouzdanost sistema. Osim toga, često ažuriranje podataka pomoći će minimizirati mogućnost gubitka podataka zbog kvara uređaja, kao što je kvar memorije na baterije.

Važna karakteristika koja daje samostalnim programabilnim kontrolerima performanse i fleksibilnost bez obzira da li se koriste kao samostalni uređaji ili kao distribuirana mreža je u suštini njihova relativna hardverska složenost. Pojednostavljeni blok dijagram tipičnog samostalnog programabilnog kontrolera prikazan je na slici 5.

Slika 5. Pojednostavljeni blok dijagram samostalnog programabilnog kontrolera.

Srce autonomnog sistema je mikroprocesor ili mikrokontroler. Zajedno sa ugrađenim softverom (programi "hardwided" u ROM) omogućava svu kontrolu i rad sistema. Važno je razumjeti razliku između mikroprocesora i mikrokontrolera. Mikroprocesor je jednostavno središnji dio računara koji obrađuje podatke, a ne uključuje memoriju, I/O kola i periferije potrebne za formiranje kompletnog sistema. Svi ostali inteligentni sistemi (IS) u PC-u su dizajnirani da mu pruže one funkcije koje sam mikroprocesor ne implementira. Međutim, ako je mikroprocesor dopunjen ulazno/izlaznim krugom, memorijom i periferijama, tada se ovaj skup već naziva mikrokontroler.

Čini se da je mikrokontroler najčešća opcija samostalnog sistema jer pruža svu potrebnu funkcionalnost preko IC-a. Jedna od prednosti mikrokontrolera je niska cijena, smanjeni broj IC-a i samim tim mala velicinaštampana ploča.

Dugoročna memorija koja se koristi za čuvanje rezultata merenja senzora i kontrolnih parametara je važan element autonomnog sistema. Memorija sa slučajnim pristupom (RAM) se obično koristi za skladištenje podataka i zahteva rezervnu bateriju u slučaju nestanka struje.

Slično RAM-u u samostalnim sistemima, izmjenjive memorijske kartice se također koriste za pohranjivanje rezultata mjerenja i podataka potrebnih za kontrolu sistema. Iako postoji veliki broj proizvođača kartica, SD kartice su postale najpopularnije kartice za korištenje u takvim uređajima.

Važna prednost memorijskih kartica u offline sistemima je mogućnost uklanjanja popunjene kartice i zamjene praznom na terenu, što pruža vrlo zgodan mehanizam za prijenos podataka. Nakon toga, memorijska kartica se može ukloniti iz uređaja i prenijeti podatke na njoj na bilo koji računar. Osim toga, memorijske kartice omogućavaju korisniku da kupi i instalira kartice u kapacitetu koji je potreban za određenu aplikaciju.

Ako je prazna memorijska kartica umetnuta u samostalni uređaj, svi podaci iz interne memorije će se prenijeti na memorijsku karticu i snimanje će se nastaviti dok se memorijska kartica ne napuni. Kada se memorijska kartica izvadi, snimanje podataka će se nastaviti u internu memoriju. Ako se u uređaj ubaci djelimično popunjena memorijska kartica, snimanje će se izvršiti u internu memoriju.

Da bi se uštedio prostor, podaci se zapisuju u fiksnom 24-bitnom formatu s pomičnim zarezom. Zaglavlje fiksne dužine koristi se na početku svakog bloka podataka za identifikaciju datuma i vremena unosa. Prilikom prijenosa podataka, identifikacijsko zaglavlje koristi korisnik za tumačenje podataka i dodatnih informacija. Stoga se rasporedi ne mogu mijenjati kada su podaci već snimljeni. Korištenjem kodiranih zaglavlja i podataka fiksne dužine zapisa, količina potrebnih podataka je znatno smanjena.

Kod samostalnih uređaja memorija je fiksna i njena veličina je nepromijenjena. Koriste se dva režima snimanja podataka - režim zaustavljanja kada je memorija puna i režim prepisivanja. Odnosno, snimanje podataka prestaje čim se memorija napuni. Ovo omogućava pohranjivanje podataka onim redoslijedom kojim su snimljeni bez snimanja najnovijih podataka. Ako postoji memorijska kartica, interna memorija se koristi samo kada je memorijska kartica puna.

A ako uzmemo način prepisivanja, onda je u ovom načinu pisanja podataka sva memorija organizirana u obliku prstenastog bafera. Kada je memorija puna, najstariji podaci mogu biti zamijenjeni novim.

Ugrađeni operativni sistem, ili "hard-wired" program samostalnog uređaja, pohranjen je u memoriji samo za čitanje (ROM) ili memoriji koja se može reprogramirati (PROM). ROM se obično koristi u sistemima velikog obima.

PROM-ovi su češći u sistemima male količine jer omogućavaju proizvođačima da modifikuju hardverski softver i dodaju nove karakteristike ili nadogradnje sistemu bez mešanja u proces proizvodnje. Radi lakšeg instaliranja i zamjene ROM i PROM IC-a tokom vijeka trajanja uređaja, ove IC-ove se obično montiraju na ploču pomoću utičnica.

Memorija sa slučajnim pristupom (RAM) se obično koristi u offline sistemima za skladištenje mjerenja i sistemskih parametara. U osnovi, uobičajene su dvije vrste RAM-a - statički i dinamički. Dinamička RAM memorija zahtijeva periodično osvježavanje ili ponovno pisanje sadržaja, dok statička RAM ne zahtijeva. Međutim, prednost dinamičkog RAM-a u odnosu na statički RAM je u tome što statički RAM ima mnogo veći kapacitet za datu oblast silikonskog supstrata.

DRAM je pogodan za personalne računare koji se koriste u kancelariji gde je kapacitet memorije važan uslov. U samostalnim sistemima, prednost SRAM-a je njegova sposobnost pohranjivanja podataka korištenjem rezervnog napajanja kada glavno napajanje nije dostupno. Ovo se može postići relativno lako, budući da statičku RAM memoriju nije potrebno ažurirati čak ni u standby modu.

Električni upisivi ROM (EEPROM) se odnosi na nepromjenjivu memoriju koja se obično koristi za pohranjivanje ograničene količine podataka o konfiguraciji sistema i kontrolnih parametara. Relativno mali kapacitet memorije i spor ciklus pisanja u EEPROM (obično oko 10 milisekundi) ograničavaju njihovu upotrebu.

Flash memorija je također stalna memorija i koristi se za pohranjivanje podataka i programa. Flash memorija može biti od 32 KB do 2 MB. Značajno kraći ciklus pisanja ima nedostatak što se podaci na IC-u moraju brisati u blokovima fiksne veličine, a ne bajt po bajt.

Sat realnog vremena je važan element svakog autonomnog sistema. Osim informacija o datumu i vremenu, pružaju funkciju signalizacije i periodičnog pokretanja očitavanja signala sa senzora uz pomoć programa, kao i kontrolu izlaznih signala.

Sat realnog vremena je povezan na odgovarajuće kolo za upravljanje napajanjem, omogućavajući sistemu da ostane u stanju pripravnosti, gdje je potrošnja energije niska, sve dok se sistem ne probudi iz ovog načina rada unaprijed programiranim događajem ili hitan slučaj. Na taj način upravljački program može čitati i pisati podatke sa senzora i kontrolirati izlazne signale, nakon čega se sistem vraća u standby mod sa niskom potrošnjom energije.

U tipičnom autonomni sistem Senzori za prikupljanje podataka se ispituju u periodičnim intervalima, omogućavajući sistemu da prijeđe u stanje mirovanja između mjerenja, čuvajući električna energija tokom perioda neaktivnosti. Na primjer, očitavanje podataka može se dogoditi samo jednom svakih 500 ms. Sat realnog vremena bi tada trebao biti programiran da probudi sistem svakih 500 ms, čime se postiže značajno smanjenje potrošnje energije, što je veoma važno za sisteme na baterije.

Početni, stop i paritetni bitovi koji se koriste za provjeru integriteta podataka tokom asinhronog prijenosa fizički su generirani od strane univerzalnog asinhronog primopredajnika (UART) koji se nalazi između mikroprocesorske magistrale i linijskog drajvera koji je povezan sa stvarnim komunikacionim kanalom.

Glavna svrha UART-a je da kontroliše sve rutinske operacije vezane za interfejs između paralelne magistrale i serijskog komunikacionog kanala glavnog računara.

Tokom prijenosa, UART obavlja sljedeće funkcije:

§ Postavlja potrebnu brzinu prijenosa informacija.

§ Pruža interfejs za sabirnicu podataka mikroprocesora i prihvata znakove (jedan po jedan).

§ Generiše početni bit za svaki znak.

§ Dodaje bitove podataka u serijski tok podataka.

§ Izračunava i dodaje bit parnosti u tok podataka.

§ Okružuje sekvencijalnu grupu sa potrebnim stop bit(ovima).

§ Priprema mikroprocesor za prenos sledećeg karaktera.

Prijemni dio UART kola obavlja sljedeće funkcije:

§ Postavlja potrebnu brzinu prijema podataka.

§ Sinhronizira dolazne podatke sa početnim bitom.

§ Čita bitove podataka iz serijskog toka.

§ Čita paritetne bitove i provjerava da li odgovaraju primljenim informacijama.

§ Čita stop bitove.

§ Prosljeđuje znak na paralelni pogled na sabirnicu podataka mikroprocesora.

§ Formira interfejs za linije rukovanja.

§ Kontroliše pojavu bilo koje greške povezane sa primljenim karakterom.

Tipične greške koje UART kolo može otkriti su:

o Prelivanje prijemnika - bitovi se primaju brže nego što se mogu pročitati.

o Greške parnosti - neusklađenost između bitova parnosti i bitova karaktera.

o Greška simbola - svi bitovi simbola su nula ili se javlja poruka prekida.

Stanje prekida nastaje kada je odašiljač koji je preuzeo liniju podataka u stanju pauze (pozitivni napon) duže nego što je potrebno da se završi prijenos karaktera. Ovaj uslov je način da se prisili prijemno UART kolo da odmah odgovori i pređe na drugi zadatak.

Tipično, kontroleri imaju više analognih ulaznih kanala. Karakteristika ovih uređaja je da se svaki kanal može konfigurirati za rad s različitim senzorima i signalima. Tipičan pojednostavljeni dijagram ulaznog kanala prikazan je na slici 6.

Slika 6. Pojednostavljeni dijagram analognih ulaznih kanala.

Fleksibilnost s kojom se svaki kanal može konfigurirati za različite senzore, različite načine pobude i korištenje diferencijalnog ili jednožičnog ulaza osigurava selektor analognog signala. Konfiguracija svakog kanala je napravljena softverskim naredbama koje tumači snimač/kontroler koji upravlja selektorom analognog signala.

Obično se vrši pobuđivanje senzora jednosmerna struja nizak nivo za merenje otpora (250 µA), detektore temperature otpora (RTD) i merenja Wheatstoneovog mosta, ili iz izvora napona (obično neregulisanog) preko unutrašnjeg otpornika potrebnog za napajanje nekih senzora.

Da bi se obezbedio povratni put za struje prednapona instrumentacionog pojačala, ulazni završni otpornici mogu biti uključeni u kolo, obično 1 MΩ.

Nijedan kontroler nije potpun bez digitalnih I/O kanala. Kontroleri obično imaju višestruke digitalne I/O kanale dvostruke namjene koji dijele opterećenja i djeluju kao digitalni ulazi i izlazi. Šema digitalnog ulazno/izlaznog kanala prikazana je na slici 7.

Slika 7. Dijagram digitalnog ulazno/izlaznog kanala.

Digitalni ulazi imaju visoku ulaznu impedanciju i stoga su baferovani da zaštite osjetljiva CMOS kola digitalnog interfejsa od oštećenja uzrokovanih strujnim impulsima. impulsna zaštita visokog napona obezbeđuje 30V zener diodu koja ograničava ulazni napon na nivo koji dozvoljava ulazni bafer.

Na samostalnim snimačima/kontrolerima, najčešće korišćeni digitalni izlazi su u obliku kola otvorenog kolektora sposobnog da povuku do 200 mA na 30 V. Sa ovom konfiguracijom, zener dioda takođe deluje kao ograničavač napona ako se koristi kanal kao izlaz otvorenog kolektora.

Ulazni kanali brojača opremljeni su ulaznim baferom zasnovanim na Schmidt okidaču, čiji je ulazni prag postavljen na dva volta. Ovo izbjegava okidanje brojača kada je nivo smetnje manji od specificirane granice. Kondenzator postavljen na ulaz Schmidtovog okidača omogućava filtriranje, ali smanjuje brzinu na frekvenciju od oko 1 kHz (= 1 / RC). Ako se kondenzator ukloni, brzina brojanja može doseći 500 kHz.

Postaje očigledno da uvođenje automatizovanog sistema upravljanja rasvetom omogućava telekomunikacioni nadzor stanja mreža i rasvetnih uređaja, kontrolu režima gorenja lampi, daljinsko upravljanje rasvetom prema unapred određenom rasporedu, kao i vođenje evidencije. potrošnje energije i pratiti efikasnu upotrebu električne energije, što će svakako dovesti do koncepta isplativosti.sistemski podaci.

Izrađuje se striktno poštovan algoritam za rad rasvjetnih mreža, jer je isključen utjecaj ljudskog faktora. Budući da sistem ima raspored po kojem se mora pridržavati, neće biti rasipanja električne energije i resursa električne opreme. Naravno, konačna kontrola ostaje na osobi i ona ima pravo da upravlja sistemom po sopstvenom nahođenju. Međutim, sistem u početku izračunava najoptimalniji način rada, koji će osigurati dovoljnu količinu svjetla i umjerenu potrošnju energije.

Postoje slučajevi kada je osoba, prelaskom na ručnu kontrolu zaobilazeći automatsko upravljanje, zaboravila na kontrolu, međutim, ako se rasvjeta ne ugasi, nema gubitka električne energije, jer je dispečer o tome odmah obaviješten i ima mogućnost da preuzme odgovarajuće mjere, inače će to raditi sistemi automatizacije.

Riječ je o sistemima upravljanja čovjek-mašina, dispečerskoj kontroli zasnovanoj na korišćenju sistema za automatsko prikupljanje podataka i savremenim računarskim sistemima.

Dispečer u višeslojnom automatizovanom sistemu upravljanja procesom prima informacije sa monitora računara ili od elektronski sistem prikazuje informacije i utiče na objekte koji se nalaze na znatnoj udaljenosti od njega uz pomoć telekomunikacionih sistema, kontrolera, inteligentnih aktuatora.

Osnova, neophodan uslov za efikasnu implementaciju dispečerske kontrole, koja ima izražen dinamički karakter, je rad sa informacijama, tj. procesi prikupljanja, prenošenja, obrade, prikazivanja, predstavljanja informacija.

Od dispečera je već potrebno ne samo stručno poznavanje tehnološkog procesa, osnova njegovog upravljanja, već i iskustvo u informacioni sistemi, sposobnost donošenja odluke (u dijalogu sa kompjuterom) u vanrednim situacijama i još mnogo toga.

Stoga je potreban softver za nadzor. Po mom mišljenju, uvođenje SCADA tehnologija će biti odlično rješenje za ovo pitanje.

Koncept SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) predodređen je cjelokupnim tokom razvoja upravljačkih sistema i rezultatima naučnog i tehnološkog napretka. Upotreba SCADA tehnologija omogućava postizanje visokog stepena automatizacije u rešavanju problema razvoja sistema upravljanja, prikupljanja, obrade, prenosa, skladištenja i prikazivanja informacija.

Prijaznost sučelja čovjek-mašina koju pružaju SCADA sistemi, potpunost i jasnoća informacija prikazanih na ekranu, dostupnost kontrolnih "poluga", jednostavnost korištenja upita i sistema pomoći, itd. - povećava efikasnost interakcije dispečera sa sistemom i smanjuje njegove kritične greške u kontroli na nulu.

Treba napomenuti da nam koncept SCADA, koji se zasniva na automatizovanom razvoju upravljačkih sistema, omogućava rešavanje niza zadataka koji su dugo smatrani nerešivima: smanjenje vremena razvoja za projekte automatizacije i direktnih finansijskih troškova njihovog razvoj.

Trenutno je SCADA glavna i najperspektivnija metoda za automatizovano upravljanje dinamičkim sistemima.

U Rusiji se dispečerska kontrola tehnoloških procesa oslanjala uglavnom na iskustvo operativnog dispečerskog osoblja. Stoga je prelazak na upravljanje baziran na SCADA sistemima počeo da se provodi nešto kasnije. Poteškoće savladavanja nove informacione tehnologije u Rusiji, kao što su SCADA sistemi, uključuju i nedostatak operativnog iskustva i nedostatak informacija o različitim SCADA sistemima. U svijetu postoji više od deset kompanija koje su aktivno uključene u razvoj i implementaciju SCADA sistema.

Velika vrijednost za implementaciju savremeni sistemi nadzorna kontrola ima sljedeće zadatke:

1) izbor SCADA sistema (na osnovu zahteva i karakteristika tehnološkog procesa);

2) kadrovska podrška.

Mnogi projekti automatizovanih sistema upravljanja i upravljanja (ACS) za širok spektar primena omogućavaju izdvajanje generalizovane šeme za njihovu implementaciju, prikazanu na slici 8.

Slika 8. Generalizovana šema upravljanja i upravljanja preko SCADA sistema

Po pravilu se radi o dvostepenim sistemima, jer se na tim nivoima sprovodi direktna kontrola tehnoloških procesa. Specifičnosti svakog specifičnog sistema upravljanja su određene softverskom i hardverskom platformom koja se koristi na svakom nivou.

Niži nivo - nivo objekta (kontrolora) - uključuje različite senzore za prikupljanje informacija o toku tehnološkog procesa, elektromotore i aktuatore za sprovođenje regulacionih i kontrolnih radnji. Senzori pružaju informacije lokalnim programabilnim logičkim kontrolerima (PLC - Programming Logical Controller), koji mogu obavljati sljedeće funkcije:

* prikupljanje i obrada informacija o parametrima tehnološkog procesa;

* upravljanje električnim pogonima i drugim aktuatorima;

* rješavanje problema automatskog logičkog upravljanja itd.

Budući da se informacije u kontrolerima prethodno obrađuju i djelimično koriste na licu mjesta, zahtjevi za propusnim opsegom komunikacijskih kanala su značajno smanjeni.

Kontroleri domaćih i stranih proizvođača trenutno se koriste kao lokalni PLC u sistemima upravljanja i upravljanja za različite tehnološke procese. Na tržištu postoje desetine, pa čak i stotine tipova kontrolera, sposobnih za obradu od nekoliko varijabli do nekoliko stotina varijabli.

Na hardver i softver nivoa kontrolera postavljaju se strogi zahtevi u pogledu pouzdanosti, vremena odziva na aktuatore, senzore itd. Programabilni logički kontroleri moraju biti zajamčeni da će odgovoriti na vanjske događaje koji dolaze iz objekta unutar vremena određenog za svaki događaj.

Za objekte koji su kritični sa ove tačke gledišta, preporučuje se upotreba kontrolera sa operativnim sistemima u realnom vremenu (RTOS). RTOS kontroleri rade u teškom realnom vremenu.

Razvoj, otklanjanje grešaka i izvođenje upravljačkih programa za lokalne kontrolere vrši se pomoću specijalizovanog softvera koji je široko dostupan na tržištu.

Ova klasa softvera alata uključuje pakete kao što su ISaGRAF (CJ International France), InControl (Wonderware, SAD), Paradym 31 (Intellution, SAD), TraceMode (AdAstra Research Group, Rusija), koji imaju otvorenu arhitekturu.

Informacije iz lokalnih kontrolera mogu se slati direktno u mrežu kontrolnog centra, kao i preko kontrolera najvišeg nivoa (vidi sliku 8). Ovisno o zadatku koji se radi, kontroleri najvišeg nivoa (hubovi, inteligentni ili komunikacijski kontroleri) implementiraju različite funkcije. Neki od njih su navedeni u nastavku:

Š prikupljanje podataka od lokalnih kontrolora;

Š obrada podataka, uključujući skaliranje;

Ø održavanje jednog vremena u sistemu;

Š sinhronizacija podsistema;

Ø organizacija arhive prema odabranim parametrima;

Š razmjena informacija između lokalnih kontrolora i višeg nivoa;

Š rad van mreže u slučaju kršenja komunikacije sa višim nivoom;

Š redundantnost kanala za prenos podataka itd.

Gornji nivo – kontrolni centar (DP) – obuhvata, pre svega, jednu ili više kontrolnih stanica, koje su automatizovani radno mjesto(radna stanica) dispečera/operatera. Ovdje se također može postaviti server baze podataka, radna mjesta (računari) za specijaliste itd. Često se kao radne stanice koriste računari poput IBM PC-a različitih konfiguracija. Upravljačke stanice su dizajnirane da prikazuju napredak tehnološkog procesa i operativno upravljanje. Ovi zadaci su dizajnirani za rješavanje SCADA sistema. SCADA je specijalizovani softver fokusiran na obezbeđivanje interfejsa između dispečera i kontrolnog sistema, kao i komunikaciju sa spoljnim svetom.

Opseg funkcionalnosti određen je samom ulogom SCADA u upravljačkim sistemima i implementiran je u gotovo sve pakete:

Ø automatizovani razvoj, koji omogućava kreiranje softvera za sistem automatizacije bez pravog programiranja;

Š sredstva izvođenja primijenjenih programa;

Ø prikupljanje primarnih informacija sa uređaja nižeg nivoa;

Š obrada primarnih informacija;

Ø registracija alarma i istorijskih podataka;

Š skladištenje informacija sa mogućnošću njihove naknadne obrade (obično implementirano preko interfejsa do najpopularnijih baza podataka);

Ø vizualizacija informacija u obliku mnemodijagrama, grafikona, itd.;

Ø mogućnost rada sistem aplikacija sa skupovima parametara koji se smatraju "jedinstvenom cjelinom" ("recept" ili "postavke").

S obzirom na generalizovanu strukturu upravljačkih sistema, potrebno je uvesti još jedan koncept - Micro-SCADA.

Mikro-SCADA su sistemi koji implementiraju standardne (osnovne) funkcije svojstvene SCADA - sistemima najvišeg nivoa, ali su fokusirani na rješavanje problema automatizacije u određenoj industriji (visoko specijalizovani). Nasuprot tome, SCADA - sistemi najvišeg nivoa su univerzalni.

Sve komponente kontrolnog sistema su međusobno povezane komunikacijskim kanalima. Osiguravanje interakcije SCADA - sistema sa lokalnim kontrolerima, vrhunskim kontrolerima, kancelarijskim i industrijskim mrežama dodeljeno je tzv. komunikacionom softveru. Ovo je prilično široka klasa softvera, čiji je izbor za određeni upravljački sistem određen mnogim faktorima, uključujući tip korišćenih kontrolera i korišćeni SCADA sistem.

Za vršenje kontrole nad komponentama i parametrima sistema, opremljen je mehanizmima za prenos informacija o stanju. Odnosno, govorimo o telemetriji koja se koristi u takvim sistemima. Telemetering daje potpune podatke o sistemskim parametrima, omogućava brzo otkrivanje neovlaštenih priključaka na rasvjetne mreže i otkrivanje krađe električne energije, te održavanje tehničkog obračuna energije. Uz pomoć telemetrije napona, struja i snaga moguće je izvršiti primarnu dijagnostiku rasvjetne mreže u slučaju bilo kakvih havarija, odvija se automatizacija pregleda i održavanja električne opreme. Dakle, neće biti potrebe za direktnim ljudskim učešćem u dijagnostici i preventivnim pregledima električne opreme, isključen je mogući ljudski faktor u ovakvim događajima - greške u mjernim vrijednostima, nepažnja u dijagnostici.

Svi potrebni podaci se šalju na računar. Operater računara ima potpun pristup svim informacijama koje dolaze od telemetrijskih senzora - stvarnom naponu i snazi ​​u mreži, radnim strujama u strujnim krugovima, tehničkom stanju mreže i opreme. Svako odstupanje od norme prikazano je u drugoj boji i može izazvati zvučno upozorenje kako bi privuklo pažnju. Slike na ekranu mogu se dobiti u jednom od nekoliko različitih oblika. Svaki korisnik može odrediti, po svom izboru, reprodukciju rezultata određenih mjerenja u grafičkom ili numeričkom obliku. Podaci dobijeni telemetrijom obično se kopiraju i unose u bazu podataka kako bi se mogli analizirati, uporediti ili istražiti.

Kao iu drugim oblastima telekomunikacija, postoje međunarodni standardi koje su postavile organizacije kao što su CCSDS i IRIG za telemetrijsku opremu i softver. CCSDS standardi se primjenjuju na zrakoplovne i svemirske sisteme za prijenos podataka, dok industrija koristi IRIG standarde.

Telemetrijski sistem prima i reemituje električne signale od mnogih senzora istovremeno kroz proces kompresije podataka koji se naziva multipleksiranje. Prema IRIG standardu, u industrijskim telemetrijskim sistemima usvojena je metoda pulsno kodne modulacije (PCM) kompresije podataka. PCM je i dalje najčešći zbog svoje inherentne niske stope greške (obično manje od 0,25% za bilo koje mjerenje). PCM sistem konvertuje rezultat svakog merenja, izražen kao analogna vrednost napona, u digitalnu vrednost prihvatljivu za računar. U sistemu koji koristi, na primjer, 12-bitne binarne brojeve, najmanji napon bi bio predstavljen kodnim brojem 000,000,000,000 (0), a najveći bi bio 111,111,111,111 (2047). Za signaliziranje početka svakog novog ciklusa skeniranja senzora i pretvarača, generira se poseban kodogram. U PCM sistemu, proces demultipleksiranja (demultipleksiranja) uključuje pronalaženje obrasca koji se ubacuje u tok podataka kako bi signalizirao početak svakog ciklusa skeniranja, nakon čega slijedi brojanje bitova kako bi se identificiralo svako mjerenje i pripremio njegov rezultat za unos u računar. .

Računar koji prima sve dolazne podatke od telemetrijskih senzora i kontroliše sistem naziva se server. Server može biti bilo koji desktop računar za kancelarijsku upotrebu koji će podržavati bežične mreže. Naravno, potrebno je da instalirate poseban softver na svoj računar. Budući da telemetrijski podaci stižu na prijemnu stanicu više puta, a ponekad čak i kontinuirano, hardver i softver moraju biti međusobno dobro usklađeni, a server mora uvijek biti uključen. U tipičnim slučajevima, hardver obavlja relativno jednostavne i ponavljajuće zadatke (primjer bi bio uspostavljanje sinhronizacije i odgovor na alarmnu situaciju); softverski alati obavljaju primarnu obradu za prikaz podataka na ekranu.

Zadaci softvera uključuju podešavanje svih hardvera i softvera, brzi unos podataka, moguću pretprovjeru hardvera, brzi prikaz odabranih rezultata mjerenja na monitoru, posebnu obradu podataka u skladu sa zahtjevima analize. Softverski alati se također često koriste za pripremu pogona za rad sa svim ili odabranim mjerenjima, za uzorkovanje za detaljniju analizu, kao i za samodijagnostiku stanja telemetrijskog sistema prije i tokom prikupljanja podataka.

Međutim, pored rada sa podacima, imamo mogućnost upravljanja elementima rasvjetne mreže putem kompjutera. Pored činjenice da sistem radi prema načinu i principu koji smo mi postavili, možemo kontrolisati autoritativno, zaobilazeći programirani algoritam. Uostalom, program unaprijed zna kada i gdje treba upaliti svjetlo, za šta i za koga, to je pored individualnih mogućnosti za jednostavno rukovanje senzorima prisutnosti i pokreta, senzorima svjetla. Kada jednostavno postavimo sistem da radi u režimu određivanja koliko je svjetla potrebno za osvjetljenje date prostorije - informacija će doći od senzora svjetlosti - program će sam izračunati potreban iznos osvjetljenje, ili način uključivanja/isključivanja svjetla uz prisustvo osobe - informacija će doći od senzora pokreta ili prisutnosti - program će uključiti ili isključiti svjetlo u pravo vrijeme. Moguće je kreirati takav algoritam, koji bi uzeo u obzir raspored rada objekta kojim sistem upravlja, i paralelni rad sistema prema očitanjima senzora. Ako imate video kamere, svoje radnje možete pratiti ne samo putem glavnog grafičkog prikaza sheme osvjetljenja, već i putem video ekrana.

Poboljšanjem hardverske strukture sistema zbog uvođenja GSM modula povezanog sa serverom, postaje moguće upravljati sistemom čak i putem mobilnog telefona. Odnosno, komanda se šalje putem telefona putem SMS poruke na GSM modul povezan sa serverom. Server obrađuje komandu i šalje komandu kontroleru vrhunski nivo rasvjetne mreže. Može biti da će naredba biti poslana preko samog servera, čak je moguće i preko žičane veze sa kontrolerom. PLC, nakon što je primio signal, će dati komandu releju tako da on zauzvrat uključi osvjetljenje. To je prikazano na slici 9.

Slika 9 Automatski sistem kontrola sa GSM modulom

Takođe je vredno imati na umu da se telefon ponaša ne samo kao pošiljalac komandi, već i kao prijemnik informacija o sistemskim parametrima ili bilo kakvim promenama u njemu. Tako možemo daljinski zadržati potpunu kontrolu nad sistemom. Dovoljno je podesiti server da svaki dan šalje podatke o sistemu na telefon kako biste mogli pratiti njegov rad iu tom slučaju poslati SMS komandu za obavljanje bilo koje operacije.

Pročitajte također

Kako je Ksenia Borodina smršala službeno

Kefir dijeta Vrste kefir dijeta u zavisnosti od proizvoda

Štedljiva dijeta: tabele prema Pevzneru - i u bolesti i u zdravlju

Džem od ogrozda - recepti za zimu