Automatizuota gatvių apšvietimo televaldymo ir apskaitos sistema

Miesto teritoriją apimantis apšvietimo tinklas reikalauja nuolatinės priežiūros: reikia keisti darbo resursus išnaudojusią įrangą, būtina operatyviai pašalinti gamtos stichijų ir dažnai pasitaikančių chuliganiškų veiksmų padarinius. Tai reikalauja nemažų laiko sąnaudų, žmoniškųjų išteklių ir lėšų. Žinoma, pagrindinės išlaidos, eksploatuojant apšvietimo tinklus, susijusios su mokesčiu už suvartotą elektros energiją. Miestams, suinteresuotiems sumažinti šias išlaidas, sprendimą, kaip tai padaryti, rasti gali padėti gatvių apšvietimo tinklus prižiūrinčios įmonės bei gatvių apšvietimo įrangą ir intelektualius sprendimus tiekiančios kompanijos.

Apšvietimo tinklus eksploatuojančios įmonėms yra svarbus šių užduočių realizavimas:

• Patikimas, greitas ir lankstus apšvietimo tinklo valdymas;
• Operatyvus apšvietimo tinklo darbo monitoringas, su tikslia gedimų lokalizacija;
• Techninės įrangos duomenų bazės tvarkymas;
• Eksploatacijos kaštų mažinimas ir įmonės veiklos efektyvumo didinimas.

Efektyviausiai šiuos uždavinius galima išspręsti, įdiegiant automatizuotą valdymo ir duomenų surinkimo sistemą (SCADA tipo sistemą). Tokio tipo sistemos jau pakankamai ilgai naudojamos pramonėje ir energetikoje.

IT sprendimus verslui ir pramonei kurianti UAB „Informatikos ir ryšių technologijų centras“ apšvietimo tinklus eksploatuojančioms įmonėms siūlo specializuotą Automatizuotą Gatvių Apšvietimo Televaldymo ir Apskaitos Sistemą – „AGATAS“, apimančią tiek aparatinę, tiek programinę įrangą. Lyginant su standartinėmis SCADA sistemomis, „AGATE“ realizuotos papildomos funkcijos, skirtos būtent apšvietimo tinklų eksploatacijos efektyvumo padidinimui ir aptarnavimo kaštų sumažinimui.

„AGATAS“ užtikrina:

• centralizuotą apšvietimo tinklų valdymą pasirinktu režimu (leidžia optimaliau organizuoti miesto apšvietimą);
• apšvietimo tinklo būsenos monitoringą realaus laiko režime (teikiama detali informacija leidžianti operatyviai lokalizuoti ir identifikuoti gedimus);
• apšvietimo tinkle vartojamos galios reguliavimą (sudaro sąlygas elektros energiją, prailginti lempų eksploatacijos laiką, mažinti aplinkos taršą);
• automatizuotą suvartojamos elektros energijos apskaitą (leidžia kontroliuoti energijos suvartojimą, vykdyti išorinių elektros vartotojų, perkančių iš apšvietimo tinklų elektros energiją, apskaitą);
• matavimų ir apskaitos duomenų kaupimą ir saugojimą (šie duomenys naudojami apšvietimo tinklo darbo analizei, siekiant išsiaiškinti gedimų priežastis, optimizuoti tinklą) bei ataskaitų formavimą.

Ekonominį „AGATO“ įdiegimo efektą lemia apšvietimo tinklų eksploatacijos funkcijų automatizavimas, apšvietimo tinkle naudojamos galios ir aptarnavimo kaštų sumažinimas.

Pagrindinės „AGATO“ funkcijos

Apšvietimo tinklo valdymo automatizavimas

Dispečeriniame centre veikianti specializuota „AGATO“ programinė įranga leidžia grupuoti valdymo spintas, priskiriant joms skirtingus valdymo grafikus paros ir metų bėgyje, nustatyti jų valdymo režimą. Valdymas gali būti atliekamas šiais režimais:

• distancinis dispečerio valdomas režimas – valdymą iš dispečerinio valdymo centro vykdo apšvietimo tinklo operatorius;
• distancinis automatinis režimas – valdymą iš distancinio valdymo centro pagal sukonfigūruotas metines valdymo programas vykdo programinė įranga, dirbanti automatiniame režime;
• automatinis režimas – apšvietimo linijos valdomos pagal valdymo spintos kontrolerio atmintyje sukonfigūruotą grafiką arba fotodaviklio signalą.

Programinė „AGATO“ įranga vykdo prieigos prie valdymo funkcijų apsaugą ir kontrolę, fiksuoja visus operatoriaus atliktus veiksmus.

Apšvietimo linijose naudojamos galios reguliavimas

Apšvietimo linijose naudojamos galios reguliavimas realizuojamas, reguliatoriaus pagalba, keičiant apšvietimo įrangos maitinimo įtampą. Tai leidžia:

• sumažinti išlaidas elektros energijai;
• apsaugoti lempas nuo viršįtampių, trumpinančių jų eksploatacijos laiką;
• užtikrinti apšvietimo kokybę, kurią gali pabloginti elektros tinklo įtampos nestabilumas;
• sumažinti išlaidas pasenusių lempų keitimui ir utilizavimui.

Elektros energijos taupymas pasiekiamas, maitinant apšvietimo įrangą mažesne už nominalią įtampa. Maitinimo įtampa iki tam tikro lygio gali būti mažinama visų tipų lempoms.

Kaip matome iš pateiktos lentelės, elektros energijos skirtingo tipo lempoms sutaupoma nuo 20 iki 50 procentų. Įvertinus tai, kad esant minimaliam elektros tinklo apkrovimui įtampa gali būti didesnė už nominalią, energijos sutaupymas bus dar didesnis. Papildomas galios reguliavimo privalumas – lempų, dirbančių „prigesintame režime“, eksploatacijos trukmė ilgesnė.

Įtampos reguliavimo algoritmai gali būti konfigūruojami individualiai kiekvienai apšvietimo linijai, atsižvelgiant į naudojamų lempų tipą ir gatvės specifiką.

Esant dideliam elektros energijos vartojimui paskirstymo tinkle, dėl sumažėjusios lempų maitinimo įtampos nukenčia apšvietimo kokybė. Galios reguliavimas leidžia pakelti maitinimo įtampą bei užtikrinti būtiną apšvietimo lygį, tuo pačiu gyventojų ir eismo saugumą.

Apšvietimo tinklo objektų būsenos ir energetinių parametrų monitoringas

Valdymo spintos kontroleris be apšvietimo valdymo ir galios reguliavimo funkcijų atlieka elektrinių parametrų matavimus bei įvairių išorinių daviklių signalų kontrolę. Kontroliuojami parametrai:

• momentinės ir periodo vidutinės srovė, įtampa ir galia;
• suminės ir per periodą suvartotos pilna, aktyvioji ir reaktyvioji energijos;
• jungtuvų ir automatinių saugiklių būsena;
• foto ir durų atidarymo daviklių signalai.

Vidinė kontrolerio programinė įranga pagal sukonfigūruotus algoritmus apdoroja matavimų duomenis, fiksuoja parametrų reikšmių išėjimą iš nustatytų ribų, formuoja atitinkamus pranešimus. Štai keletas pavyzdžių:

• įtampa linijoje sumažėjusi;
• apšvietimo linijoje užfiksuota pašalinė įtampa;
• srovė linijoje dingusi, esant įjungtam maitinimui ir pan.

Visi šie duomenys kaupiami ir saugojami energetiškai nepriklausomoje kontrolerio atmintyje. Į dispečerinį valdymo centrą priklausomai nuo svarbos jie gali būti perduodami automatiškai vos juos užfiksavus, pagal sukonfigūruotą grafiką arba operatoriaus komandą.

Operatorius apšvietimo tinklo būseną ir parametrų reikšmes gali stebėti realiame laike atnaujinamoje tinklo grafinėje schemoje arba ataskaitose grafikų arba lentelių pavidalu. Šie duomenys vienu metu gali būti prieinami faktiškai neribotam atitinkamas teises turinčių vartotojų skaičiui.

Telemetrijos ir apskaitos duomenų analizė

Visi matavimų, signalizacijos, apskaitos ir valdymo operacijų duomenys saugojami „AGATO“ duomenų bazėje. Šie duomenys naudojami apšvietimo linijų darbo, elektros energijos suvartojimo analizei, kurios rezultatai gali būti panaudojami tinklo optimizavimui, plėtros planavimui, gedimų priežasčių identifikavimui ir remonto darbų planavimui.

Analizės moduliai leidžia generuoti ataskaitas lentelių ir grafikų pavidalu.

Štai keli ataskaitų pavyzdžiai:

• apšvietimo tinklo objekto valdymo veiksmų istorija;
• apšvietimo tinklo elementų momentinės parametrų reikšmės;
• elektros energijos suvartojimo tinkle ir jo dalyse kitimas laike;
• elektrinių linijų parametrų reikšmių kitimas laike;
• skirtingų apšvietimo linijų elektrinių parametrų palyginimas;
• avarinių pranešimų istorija ir kt.

Informacijos saugojimo laikas duomenų bazėje gali būti neribotas. Jis konfigūruojamas pagal vartotojų poreikius.

„AGATO“ sudėtis ir struktūrinė schema

„AGATAS“ – tai trijų lygmenų sistema:

• 1 lygmuo – dispečerinio valdymo centras su specializuota programine įranga.
• 2 lygmuo – duomenų perdavimo tinklas.
• 3 lygmuo – apšvietimo linijų valdymo spintos su specializuotais valdymo ir matavimų kontroleriais ir galios reguliatoriais.

Žemiau pateikta „AGATO“ struktūrinė schema.

(spausti ant paveikslėlio)

Dispečerinis valdymo centras

Į dispečerinio valdymo centro sudėtį įeina duomenų bazės/ryšio serveris su ryšio įrenginiu ir kompiuterizuotos operatorių darbo vietos. Duomenų bazės/ryšio serveris atlieka valdymo komandų perdavimą, matavimų ir apskaitos duomenų surinkimą, signalizacijos pranešimų priėmimą, jų apdorojimą ir saugojimą. Duomenų saugojimui gali naudojama bet kokia SQL standartą palaikanti duomenų bazių valdymo sistema (pvz.: Oracle, MySQL, Firebird). Kompiuterizuotose tinklo operatorių vietose instaliuojamos klientinės „AGATO“ programos, dirbančios Windows 2000/XP aplinkoje. Kartu su duomenų bazės/ryšio serverio programine įranga jos sudaro „AGATO“ programinės įrangos kompleksą. Jo sudėtinės dalys ir jų funkcijos:

• Duomenų transporto modulis užtikrina ryšį su valdymo spintų kontroleriais;
• Administravimo modulis, skirtas sisteminių ir tinklo objektų darbo parametrų konfigūravimui;
• Valdymo modulis, skirtas valdymo objektų, jų grupių ir programų konfigūravimui;
• Grafinių schemų vaizdavimo modulis leidžia vartotojui stebėti, apšvietimo tinklo ir jo objektų būseną, atlikti valdymo veiksmus;
• Įvykių registratorius realaus laiko režime signalizuoja apie avarinių situacijų apšvietimo tinkle atsiradimą, jų pobūdį ir vietą;
• Ataskaitų ir analizės modulis, skirtas matavimų duomenų, jų analizės rezultatų, įvykių apšvietimo tinkle ir operatorių veiksmų istorijos peržiūrai, spausdinimui ir išsaugojimui išorinėse laikmenose;
• Grafinių schemų redaktorius, skirtas grafinių mnemoschemų kūrimui ir redagavimui;
• Integravimo modulis, skirtas sąveikos su kitų tipų duomenų bazėmis ir išorinėmis informacinėmis sistemomis realizavimui, leidžia išsaugoti sistemos konfigūracijos kopijas išorinėse duomenų laikmenose, automatizuoti sistemos konfigūravimą.

Apšvietimo linijų valdymo spintos

Pagrindinis apšvietimo valdymo spintos įrenginys – specializuotas valdymo ir matavimų kontroleris. Modulinė šio kontrolerio struktūra leidžia lanksčiai keisti jo funkcionalumą ir kontroliuojamų parametrų kiekį. Jis atlieka šias funkcijas:

• Apšvietimo įjungimas/išjungimas nustatytuose režimuose;
• Apšvietimo linijų maitinimo įtampos reguliatoriaus valdymas pagal užduotas programas;
• Apšvietimo linijų elektrinių parametrų matavimas;
• Išorinių diskretinių signalų kontrolė;
• Duomenų apdorojimas ir kaupimas atmintyje, perdavimas į dispečerinį valdymo centrą;
• Distancinis konfigūravimas.

Kiti apšvietimo valdymo spintos mazgai: ryšio modemas, kontrolerio ir modemo maitinimo šaltinis su rezervavimu, galios reguliatorius, linijų saugikliai, srovės matavimo transformatoriai, durų atidarymo signalizacijos įtaisas, fotodaviklis.

Reziumė

„AGATAS“ – tai sistema, leidžianti padidinti apšvietimo tinklo darbo patikimumą, eksploatavimo efektyvumą, sumažinti eksploatacijos kaštus, taupyti elektros energiją.

• Naujų inovacinių technologijų įdiegimas sumažins elektros energijos vartojimą, gedimų kiekį, prailgins aparatūros eksploatacijos laiką.
• Valdymo lankstumas, modernių ir patikimų valdymo įrenginių naudojimas, galimybė sudaryti įvairius tinklo darbo režimus leidžia optimizuoti apšvietimo tinklą, pagerinti jo darbo kokybę.
• Operatyvi tinklo būsenos kontrolė leidžia žymiai padidinti apšvietimo tinklo eksploatavimo efektyvumą, sumažinti reakcijos į gedimus laiką, resursų sąnaudas.
• Statistikos apie apšvietimo tinklo darbą kaupimas ir analizė leidžia nustatyti gedimų tinkle priežastis, imtis jų prevencijos.
• Operatyvus informacijos apie apšvietimo tinklo būseną pateikimas padeda greičiau ir lengviau planuoti remonto brigadų darbus ir maršrutus.

Produktą pristatė UAB „Informatikos ir ryšių technologijų centras“.