Контроль аварийности, Управление коммунальными ресурсами, Управление зданиями
Общее описание
На большинстве производств и при эксплуатации зданий питьевая, фильтрованная, горячая или обычная пресная вода является ценным ресурсом. Понимание объемов расходования воды на отдельных участках позволяет не только правильно распределить расходы на потраченные ресурсы, но и выявить нерегламентированные потери, связанные с нарушением правил эксплуатации или скрытыми авариями.
Решение Pixel Networks, построенное на базе датчиков, подключенных к IoT сети предприятия, и алгоритмов Pixel Core позволяет автоматически формировать отчеты о расходе воды, следить за ними в режиме реального времени и получать предупреждения о нестандартных и аварийных ситуациях.
Использующееся Pixel Networks оборудование не требует сети электропитания и при необходимости может быть установлено на существующую водораспределительную сеть без изменения конфигурации сантехнического оборудования.
Механизмы импорта данных позволяют использовать информацию, поступающую от датчика для автоматического выставления счетов на оплату потребленной воды или сверки поступивших счетов.
Сценарии использования
Тарификация пользователей и выявление несанкционированных подключений
В коттеджном поселке на вводном счетчике расхода воды и на счетчиках конечных потребителей установлены датчики, накапливающие и передающие информацию о расходе воды. По итогам отчетного месяца, на основании поступающих данных система формирует отчет и выставляет счета потребителям, исходя из объема потребленной воды.
На основании сравнения данных, поступающих от датчиков расходы воды, установленных у потребителей, и датчиков установленных на центральном коллекторе по группам потребителей, алгоритм Pixel Networks Water Resource Control в реальном времени выявляет неучтенный расход воды и выводит информацию о возможной аварии на дашборд управляющей компании и отправляет сообщению сотруднику управляющей компании о необходимости локализовать проблему.
В случае увеличивающегося объема ненормированной потери, указывающей на большой масштаб аварии, алгоритм системы автоматически рассылает уведомления сотрудникам, ответственным за принятие решений в экстренных ситуациях. В случае отсутствия возможности оперативно получить доступ в помещение ответственный сотрудник удаленно дает команду о перекрытии подачи воды на клапан коллектора соответствующего участка. В случае отсутствия реакции ответственного сотрудника и продолжающейся аварийной потери воды в большом объеме, алгоритм системы может быть запрограммирован на автоматическую отправку команды о перекрытии воды. В результате система позволяет избежать больших потерь воды и предотвратить развитие аварийной ситуации.
Управление доступом к крану коллективного забора воды
В общественной марине установлен кран, позволяющей пополнять запас пресной воды на яхтах и катерах. Авторизованные в системе пользователи через приложение могут активировать открытие запорного крана и открыть подачу воды. На основании данных расхода воды система выставляет клиенту счет, исходя из забранного объема воды. После этого запорный кран может быть закрыт по сигналу пользователя или по команде алгоритма Pixel Networks Water Resource Control в течение 30 секунд после прекращения забора воды.
Мониторинг
Система предполагает наличие нескольких видов счетчиков расхода воды:
1. Встроенный в систему водораспределения механический счетчик, оснащенный модулем LoRaWAN и обеспечивающий передачу информации о потреблении через заданные промежутки времени;
2. Встроенный в систему водораспределения механический счетчик, замыкающий электрический контур при прокачке определенного объема воды и позволяющий учитывать данные о потреблении и передавать их по сети LoRaWAN при помощи подключенного к нему логгера;
3. Подключенный к LoRaWAN логгеру ультразвуковой датчик скорости потока, прикрепляющийся к трубе снаружи и измеряющий скорость протекания жидкости через минимальные интервалы времени.
На вводных трубах коллекторов подачи воды устанавливаются механические счетчики. При необходимости в этих точках можно использовать проверенные / сертифицированные устройства, позволяющие вести биллинг потребителей и осуществлять сверку счетов за потребление воды, выставленных верхнеуровневым поставщиками.
Перед точками подключения устройств, потребляющих воду, либо в точках подключения водоналивных кранов устанавливаются простые (не обязательно поверенные) механические или ультразвуковые счетчики, позволяющие формировать высокоточные оценки потребления и сравнивать их в режиме реального времени с данными, поступающих от центральных узлов учета.
Счетчики считывают, накапливают и передают данные по защищенному радиоканалу на платформу Pixel Networks, где производится обработка и накопление данных учета.
Для удобства обслуживания счетчики отображаются на плане предприятия в системе PixelMonitor, что позволяет оперативно получать информацию об их текущем состоянии и истории наблюдения. Литий-полимерные батареи счетчиков обеспечивают автономную работу на протяжении полутора - двух лет. После истечения заряда батареи могут быть заменены на месте либо в составе всего логгера.
Система провижининга PixelMonitor позволяет привязывать накопленные данные к логической точке сборки, а не к конкретному логгеру, таким образом смена физического устройства для целей ремонта или замены батарей не приводит к потере консистентности собираемых данных.
Для дополнительной визуализации можно создать необходимое количество дашбордов с виджетами, отражающими текущий расход воды, историю последних показаний и отклонения от среднего расхода.
Управление
Для управления механизмами перекрытия водоснабжения, могут использоваться электрические вентили, работающие от сети постоянного тока, либо 12V аккумуляторов. Устройства управления электропитанием подключаются к платформе Pixel Networks по сети LoRaWAN. В течении 15 секунд после подачи управляющей команды от системы, устройство изменит положение привода и перекроет подачу воды, либо изменит ее напор.
Для ускорения ручного управления вентилями на дашборд могут быть выведены виджеты-тумблеры, позволяющие быстро активировать запорные механизмы на необходимых участках.
Если существующая система управления оборудованием дает возможность внешнего управления, то ее можно интегрировать с Pixel Networks и осуществлять ручное или автоматическое управление через PixelCore.
Бизнес-логика
Бизнес-логика платформы дает возможность автоматизировать сценарии отправки уведомлений и передачи показаний поставщикам ресурсов.
Система анализирует поступающую от сенсоров информацию, создает усредненный паттерн потребления по территориям и объектам, а также оценивает разницу в моменте между показаниями вводного счетчика и счетчиков конечных потребителей.
При отклонении от паттерна расхода воды или при превышении допустимой разницы показаний вводного счетчика и суммы показаний счетчиков потребителей, система может направить уведомление, содержащее необходимую информацию для локализации утечки.
При отклонениях, однозначно показывающих наличие аварийной ситуации, либо при исчерпании установленных лимитов потребления, система отправляет команды на электрические вентили и электромагнитные клапаны, обеспечивая перекрытие или подачу воды в отдельный кран или устройство.
При этом может быть установлено несколько уровней уведомлений (групп получателей уведомлений) о проблеме в зависимости от величины и продолжительности отклонения. Это позволяет направлять уведомление и формировать заявку на работу в соответствующую службу, например сантехникам, и при необходимости эскалировать проблему на более высокий уровень руководства, а в случае аномального (аварийного) отклонения произвести отключение подачи воды.
Простые правила бизнес-логики создаются пользователем платформы в простом меню. Более сложные сценарии могут быть описаны в скриптах на Python. При этом основные параметры работы алгоритма могут удобным образом изменяться Администратором системы (интегратором или технологом).
Отчеты
Система PixelCore позволяет автоматически строить отчеты по наблюдениям, вести историю расхода воды и направленных уведомлений. На основании этих данных можно вести аналитику расхода ресурсов в различных разрезах увеличивая эффективность использования ресурсов.
Пользователь может просмотреть данные в системе, получить готовые отчеты в формате PDF или выгрузить данные в форматах cvs, xlsx для последующей обработки. Отчеты могут по расписанию отправляться по email установленному перечню пользователей. Помимо прочего система PixelCore позволяет осуществлять автоматический экспорт данных во внешние ERP, биллинговые или аналитические системы.
Оборудование
Elsys ELT2 Loger
Автономный логгер, подключенный по сети LoRAWAN, соответствующий стандарту защиты от влаги IP67. Может быть использован для одновременного снятия и передачи показаний с точечных и ленточных датчиков протечки. Срок автономной работы от батарей 3.5V 3000 mAh - 2 года.
ZENNER MINOMESS® WATER METER
Высокоточный счетчик воды с интегрированным модулем LoRaWAN. Может устанавливаться на входные трубы коллекторов диаметром 15 или 20 мм. Срок автономной работы от батарей 3.5V 3000 mAh - 2 года.
https://zenner.com/products/wwz_minomess_lorawan-2/
Milesight UC502 Solenoid Valve Controller
Контроллер, позволяющий управлять приводами двух запорных кранов по команде, передающейся по сети LoRaWAN. Помимо управления кранами контроллер может выполнять функции снятия показаний с механических и ультразвуковых счетчиков воды при помощи импульсного или цифрового RS485/ ModBUS интерфейсов. Срок автономной работы от батарей 3.5V 19000 mAh - 2 года.
Частная Сеть LoRaWAN
Для подключения оборудования может использовать частная сеть LoRaWAN развернутая на территории предприятия или домохозяйства.
Программное обеспечение
Эксплуатация решения производится на базе платформы PixelCore с установкой следующих компонент:
- Сетевой сервер и бридж LoRaWAN;
- Стандартный набор драйверов LoRaWAN;
- Модуль графических интерфейсов Monitor/Dashboard;
- Модуль бизнес-логики Water Resource Control.