Автор | Сообщение |
---|---|
#205 / 16.11.2018 10:15
admin
|
|
В конце прошлой статьи я остановился на перечислении того бесконечного списка технических решений, которые очень хочется реализовать в рамках автоматизации всей, ну не страны, но дачи. Раньше общее потребление контролировал однофазный счетчик с Modbus-интерфейсом. Следить за текущими показаниями потребления полезно, чтобы не превышать разумные лимиты и не дожидаться отключения групповых автоматов. С этой задачей он справлялся на «ура». Но гораздо интереснее следить за каждым потребителем в отдельности. Для чего и как это сделать попробую рассказать в этой статье. Прежде всего я хотел сказать большое спасибо вам, коллеги, за проявленный интерес к предыдущей статье. Отвечать на ваши комментарии было не менее увлекательно, чем писать саму статью. Один наблюдательный читатель обратил внимание, что фильтр грубой очистки воды установлен вверх ногами! Wiren Board производит несколько моделей многоканальных modbus-счетчиков электроэнергии: четырехканальный трехфазный монстр WB-MAP12H (и его одноканальный младший брат WB-MAP3H), шестиканальный однофазный WB-MAP6S и отдельную модель WB-MAP3E, которая применяется в специальных случаях, когда требуется диагностировать короткие и мощные всплески напряжения. Счетчики серии WB-MAP измеряют огромное количество параметров сети: мгновенные параметры напряжения, тока, частоты, мощности (активной, реактивной, полной), коэффициентов мощности, фазовые углы; накопленные значения энергий по каждому каналу. Кроме всего прочего, счетчики MAP позволяют измерять коэффициенты гармоник по напряжению и току, что важно для оценки качества электроэнергии в сетях со “злобными” потребителями. Напряжение подается непосредственно на клеммы счетчиков, а ток для каждого канала измеряется разъемными токовыми трансформаторами. Это очень удобно при установке счетчика в готовом щите. Монтаж счетчиков Проект автоматизации моего дачного дома, как я подробно рассказывал в предыдущей статье, сделан на основе предыдущей версии нашего контроллера Wiren Board 5, к которому по интерфейсу Modbus подключены различные релейные модули, исполнительные устройства и датчики. Перед очередными выходными я вооружился двумя счетчиками WB-MAP6S и одним WB-MAP12H и занялся делом. Первоначальные прикидки по количеству каналов измерения оказались, конечно, неверными: потребителей, за которыми хотелось наблюдать, оказалось больше, так что некоторое время пришлось потратить на размышления, по каким группам измерять потребление. Были выбраны общий ввод, нагрузки после стабилизатора и инвертора, конвекторы и кондиционеры (каждый по отдельности), два бойлера, телекоммуникационный шкаф, автоматические ворота, холодильник, теплый пол. Счетчики собирают огромное количество параметров (WB-MAP12H имеет более тысячи регистров), но даже постоянный опрос нескольких десятков параметров с каждого счетчика становится значительной нагрузкой на шину RS-485, если опрашивать их слишком часто. Стандартные шаблоны, которые идут вместе с контроллером, я сократил до необходимого минимума параметров. Счетчики я перенес на вторую шину RS-485 контроллера Wiren Board, чтобы не мешать нормальной работе релейных модулей и датчиков, и увеличил скорость до 115200 кбит/с. В такой конфигурации опрос счетчиков стал выполняться довольно бодро и не мешал функционированию остальной автоматики. Прежде чем приступить к практическому использованию полученных результатов, их необходимо проанализировать со всех сторон. Контроллер Wiren Board имеет встроенную базу данных и простые средства визуализации, но для серьезных задач стоит использовать более серьезные средства. Вспомнив, что я как-никак Zabbix CP, решил было развернуть мониторинг на нем, но тяга к новому пересилила и я решился попробовать использовать для хранения и отображения данных популярную связку Influxdb + Grafana. Контроллер транслирует все данные в виде mqtt-топиков на отдельный mqtt-брокер на сервере, где скрипт на Python обрабатывает их и сохраняет в Influx. Там же установлена Grafana для отображения всего и вся. Первые же результаты меня не разочаровали. Вот несколько примеров. Напряжение в сети Так выглядит работа двух стабилизаторов (желтая и голубая линии): Это обычные релейные стабилизаторы известного в широких кругах латвийско-китайского производителя, с достаточно большим шагом меняющие напряжение на выходе. Ничего особенного, хотя видно, что один из них склонен к переключению на совсем уж предельные (укладывающиеся, правда, в рамки ГОСТа) значения напряжения. Первый кандидат на замену. Мгновенные значения отображаются в виде таких графановских виджетов: Просто и наглядно, годится для вывода на информационный экран или планшет на стене. Очень живописно выглядит график мгновенной мощности для всех потребителей (щелкните на рисунке, чтобы открыть в полном масштабе): Большое и зеленое — это не крокодил, а общая мощность на входе. Grafana позволяет выбрать на графике не только все, но один или несколько показателей, представляющих интерес. Коэффициент мощности (cos φ). У современных бытовых устройств он вполне себе неплох. Я исследовал работу трех потребителей: кондиционера, холодильника и водонагревателя. У водонагревателя в момент активной работы коэффициент мощности 1 — “высокий” (0,95…1), у холодильника 0,85 — “хороший” (0,8…0,95); коэффициент мощности кондиционера (0,76) находится у верхней границы “удовлетворительного” диапазона (0,65…0,8). Инверторный кондиционер: Работа в штатном режиме охлаждения структура отдельного пика включения компрессора Как работает холодильник? “Др-др-др-др-др-др-др?” Почти что. Компрессор запускается периодически, по мере потепления внутри камер: Периодические включения компрессора холодильника
Полотенцесушитель работает в цикле постоянного включения/выключения для поддержания заданной температуры: Примерно так же работает варочная поверхность: Кажется, это варился мой утренний кофе. Интересный профиль энергопотребления у автоматических ворот: Около 5 Ватт потребляют они в дежурном режиме, при работе профиль энергопотребления позволяет увидеть отдельные фазы движения створок: начинает открываться первая, затем начинает вторая, затем они открываются вместе, а затем по очереди стопорятся и двигатели приводов отключаются. Бойлер поддерживает температуру воды, частота и время включений зависят от потребления горячей воды: Не буду утомлять дальше читателей графиками — покажу табличку! (Grafana умеет не только строить графики, но и отображать данные в таблицах и на столбчатых диаграммах.) Табличка простая и позволяет отслеживать общее потребление энергии по часам, а также оценить, во что обошелся каждый час в соответствии с текущим тарифом. Старая версия Influxdb, которая ставится из репозиториев текущей версии Ubuntu на сервере, не умеет делать привычные выборки из выборок, поэтому добавить столбец со стоимостью каждого часа не удалось. На диаграмме потребление выглядит так: Учитывая, что Gafana может генерировать тревожные сообщения, полученного результата вполне хватает для light-версии мониторинга энергоснабжения.
Источник: https://habr.com/company/wirenboard/blog/421689/ |
|
Сообщения: 463 |