Фон Давняя мечта об автоматизации квартиры начала свое воплощение в реальность с покупки квартиры в новостройке.
Уже на этапе планирования ремонта возникли основные требования к инженерным сетям:
- гибкое управление освещением, водоснабжением, вентиляцией, отоплением и силовыми нагрузками;
- возможность реализации сценариев;
- удаленное управление и оповещение;
- централизованное отключение всего освещения;
- централизованное отключение неприоритетных нагрузок и водоснабжения;
- в будущем - возможность голосового управления.
Ээлектрик
Поскольку для меня наиболее надежным вариантом управления является проводная схема, то реализацию идеи было решено начать с переделки электросистемы.По проекту разработчика все нагрузки были разделены на 4 группы:
- котел;
- осветительные приборы;
- розетки на кухне и в коридоре;
- все остальные.
Было решено перетянуть кабель от панели пола и перенести распределительный щиток прямо в квартиру.
В результате в этажном распределительном щите остался счетчик и вводной автомат на 40А, затем кабель 3х6 мм2 в квартирный распределительный щит. При проектировании квартирной панели были учтены следующие требования:
- Защита от перенапряжения;
- приоритетная (неотключаемая) нагрузка;
- неприоритетная (выключенная) нагрузка;
- дифференциальная защита для «опасных» групп (всего, что используется во влажных помещениях, всего, что связано с водой и всего, до чего могут дотянуться дети).
Все нагрузки были разделены на переключаемые и непереключаемые группы.
В непереключаемую группу входят: питание холодильника, бойлера, слаботочного шкафа и контроллера.
Питание отключенной группы, в которую входят все остальные нагрузки, осуществляется через общий выключатель и контактор, который будет управляться сигналами контроллера; мы также получим сигнал состояния от контактора к контроллеру.
Для размещения всей необходимой модульной автоматики была выбрана встроенная панель на 72 модуля (как позже выяснилось, места в панели много не бывает).
Начался процесс полной переделки электросистемы внутри квартиры.
Одной из особенностей является то, что кабельные трассы от всех источников освещения и выключателей были выведены прямо в квартирный щиток.
Автоматизация
В связи с тем, что в своей практике мне приходилось иметь дело с промышленной автоматизацией, в качестве устройства управления рассматривались разные версии ПЛК и ПЛР от Siemens, ABB, Schneider-Electric, Aries и т.д. В итоге выбор пал на программируемое логическое реле ONI PLR (PLR-S-CPU-1004R-AC-BE, далее для краткости контроллер).Почему именно это:
- встроенная шина RS-485 с поддержкой протокола Modbus;
- дискретные выходы реализованы в виде реле на 3 и 10 ампер;
- питание от 220В;
- компактные размеры;
- форм-фактор для установки на DIN-рейку;
- наличие экрана и органов управления непосредственно на корпусе;
- цена.
Разработка данного реле ведется с использованием языка функциональных диаграмм (FBD).
Водоснабжение
Водоснабжение квартиры застройщик реализовал таким образом, что в квартире имеется 3 стояка холодной воды.Поскольку горячая вода готовится в газовом котле, то для полного отключения воды, например в ванной, необходимо перекрыть как стояк в ванной, так и стояк на кухне, от которого питается котел.
Исходя из этого, для управления подачей воды и в качестве системы защиты от протечек были закуплены 3 комплекта Гидрозамков (приводы с автономным питанием и датчиками), которые имеют возможность объединения в единую систему, централизованное внешнее управление, а также получить сигнал о срабатывании датчиков протечек.
К месту установки каждого привода от квартирного щитка был подключен STP-кабель.
Установленный шаровой кран с приводом:
Выбор управляющего программного обеспечения
Потому что я являюсь пользователем различных гаджетов Samsung, и в качестве программной платформы для управления я решил использовать ПО SmartThings, поддерживающее интеграцию через облачный коннектор.Чтобы подключить ONI PLR к SmartThings Cloud, вам потребуется разработать OPC-сервер и CloudConnector. В дальнейшем планируется интеграция с GSM-модемом в качестве резервного канала управления, а также для экстренного оповещения о нештатных ситуациях.
В результате получилась следующая схема взаимодействия компонентов системы:
Выполнение
Самой большой проблемой на этом этапе была поставка комплектующих, потому что… начало работ совпало с началом периода самоизоляции.А поскольку время на ремонт квартиры было очень ограничено, все наполнение для щита пришлось собирать у 5 поставщиков.
Все необходимые кабели были разложены по квартире, выведены в щиток и промаркированы соответствующим образом.
Промежуточный результат можно увидеть на фото ниже:
Для реализации возможности традиционного управления освещением непосредственно из помещений были использованы стандартные одноклавишные и двухклавишные выключатели с нефиксированным положением.
Подключение выключателей и нагрузок к контроллеру осуществлялось по следующей схеме:
Переключатели:
В процессе ввода контроллера в эксплуатацию и отладки программного обеспечения были замечены странные задержки 0,5 - 1 секунда при включении/выключении релейных выходов, расположенных в модулях расширения.
Проблема оказалась очень тривиальной - невнимательное изучение мануалов.
Перед подключением необходимо было задать адреса модулей расширения с помощью DIP-переключателей; как только это было сделано, контроллер заработал как часы.
Собранный на данный момент щит в интерьере выглядит так:
На данный момент реализованы следующие функции:
- управление освещением от выключателей, для ряда помещений – с нескольких мест;
- простые сценарии с автоматическим включением вентиляции в помещениях с повышенной влажностью (пока без соответствующих датчиков, только на основе типовых поведенческих сценариев, исходя из времени пребывания людей в помещениях);
- отключение общего освещения (отдельный выключатель);
- принудительное отключение водоснабжения;
- отключение подачи воды при намокании датчиков.
На данный момент завершаются отделочные работы, после переезда планируется реализация программной части проекта.
UPD: 14.06.2020
Как и обещал в комментариях, выкладываю однопроводную схему электрощитка:Теги: #Интернет вещей #Инженерные системы #Умный дом #ПЛК
-
Беспределу Нет Предела #Вконтакте
19 Oct, 24 -
Mozilla Прекращает Поддержку Firefox 2
19 Oct, 24 -
Что Нового В Hyper-V Vnext
19 Oct, 24