Запросы на резервирование управления в системе «Умный Дом» поступают очень часто . Люди беспокоятся, что произойдёт, если контроллер или другой элемент системы выйдет из строя: останутся ли они без света, отопления и электричества. Это действительно важно учитывать при проектировании системы и выборе оборудования.
Один из клиентов сказал: «Если этот умный дом меня достанет, я хочу просто выключить его, но при этом всё должно продолжать работать». Полностью отключить систему без потери функционала невозможно, но и остаться без электричества и света не придётся управление домом перейдет в ручной режим.
Сторонники KNX часто утверждают, что в шинной системе при выходе из строя одного компонента основная часть системы продолжит работать, в то время как в системе на центральном контроллере откажет всё. Это отчасти верно, но только в теории. На практике в шинной системе достаточно много точек отказа (каждый модуль с микроконтроллером KNX), тогда как в системе на ПЛК — только сам ПЛК, и список возможных проблем с ним ограничен и может быть предупреждён. Кроме того, можно сделать систему на ПЛК частично распределённой, что я часто и делаю в последние годы.
При разработке системы управления квартирой или домом нужно учитывать, что с оборудованием автоматики могут возникнуть проблемы, такие как программные сбои или отказы. Хотя я не буду оценивать вероятность таких проблем (по запросу могу предоставить статистику отказов различных контроллеров), нужно быть готовым к такому сценарию.
Система отопления функционирует следующим образом: при отключении напряжения с контроллера, приводы на радиаторах на тёплых полах регулируются в ручном режиме. В результате дом переходит в режим без управления отоплением, но при правильно настроенной системе и работе погодозависимой автоматики это обеспечит равномерное тепло в доме. Если в квартире нет ручного и автоматического управления радиаторами, она будет похожа на 99% других квартир. Можно регулировать привод управления радиатора в ручную — это не вызовет серьёзных проблем, хотя могут возникнуть временные неудобства.
Управление шторами может осуществляться вручную с дублирующего систему автоматизации выключателя или с помощью радиоканального пульта. Но если вы не предусмотрели выключатели рекомендуется предусмотреть хотя бы один пульт на всю квартиру для резервного управления при покупке приводов штор.
Ворота и калитки, как и вся система контроля доступа, имеют собственное управление с помощью радиопультов, домофонов или бесконтактных ключей. Умный дом просто дублирует это управление.
Видеонаблюдение и аудиосистема работают отдельно, с собственным оборудованием и приложением для управления.
Во всех системах следует заранее предусмотреть возможность автономной работы. Контроль протечки воды и сигнализация могут быть реализованы на базе собственных контрольных панелей с дублированием сигнала тревоги и управления на контроллер умного дома, но это сделает систему менее функциональной — мы не сможем видеть состояние датчиков в приложении. Обычно я подключаю датчики системы контроля протечки воды напрямую к контроллеру, как датчики охранной и пожарной сигнализации и датчики освещения тоже выполняют функции охраны в отсутствие хозяев в дома. Таким образом, сигнализация, как особо ответственная система, может работать полностью автономно.
Группы розеток и мощные потребители управляются через контакторы. Контакторы ABB с током до 24 ампер могут быть нормально-открытыми (НО, по-английски NO) и нормально-закрытыми (НЗ, по-английски NC). Нормальное использование НЗ контакторов более практично, так как при аварийном отключении контроллера и в период ремонта, когда контроллер еще не подключен, розетки будут работать. НО контакторы при пропадании сигнала с контроллера отключат розетки, но можно предусмотреть рядом с ними реверсивный рубильник, который пропустит ток через себя или подаст управляющее напряжение на контактор.
Более удобным вариантом являются контакторы с ручным переключением, например, ABB EN20-20N. На контакторе имеется ручка, которая переключает его в состояния "Выключен", "Включен" или "Авто". Режим "Авто" означает работу по управляющему сигналу от контроллера. Если управление невозможно, можно вручную включить или выключить контактор, что очень удобно.
Теперь перейдём к самому важному — к свету.
Резервирование управления светом
Если свет или какие-то электроприборы управляются центральным контроллером, у которого входы и выходы находятся в одном корпусе, то при отключении этого контроллера свет перестаёт работать. Выключатели подают сигнал на входы контроллера, а свет работает от выходов контроллера, поэтому при отключении контроллера управляющее напряжение пропадает. Что делать в такой ситуации? Необходимо заранее продумать резервное управление.
Резервирование управления на ПЛК
Модули расширения входов и выходов контроллера не имеют собственной логики, что делает их значительно дешевле по сравнению с аналогичными модулями в системах KNX , а также с модулями ввода-вывода других производителей, такими как Овен, которые работают по протоколу Modbus.
Однако стоит отметить, что надежность работы Segnetics значительно выше, чем у систем, использующих модули расширения, подключенные по шине Modbus. Это связано с тем, что модули Segnetics интегрированы друг с другом, высокоскоростной системной шиной MTBus , котроая исключает возможность отсоединения разъема шины или питания. Кроме того, питание микроконтроллеров изолировано от питания выходов, что предотвращает возможные сбои. В отличие от этого, в системах с Modbus могут возникать проблемы из-за сторонних программных модулей и процессов, таких как Wirenboard, которые могут зависнуть.
Контроллер Segnetics, в свою очередь, не использует операционную систему Linux и программируется на своем программном обеспечении SM Logix. Это делает его менее подверженным зависаниям. Поэтому в проектах мы не используем в системе модули входов и выходов, подключенные по Modbus, чтобы минимизировать риски.
Для обеспечения отказоустойчивости управления светом можно использовать модули ввода-вывода с возможностью прямого управления выходами от входов, как, например, модуль 6-канального диммера EasyHomeDIM. Этот модуль имеет 6 универсальных выходов и 6 входов для выключателей, что позволяет напрямую управлять выходами от входов, но надежность этого решения намного ниже , чем у промышленного ПЛК .
Вопрос о том, насколько надежно использовать модули, подключенные по Modbus, для управления светом по сравнению с собственными входами и выходами на шине МТВus (в случае с Segnetics), закрывается в пользу шины МТВus. На EasyHomePLC можно реализовать резервированное управление светом, подключив свет на отдельные модули EasyHomeDIM, а все остальные нагрузки на входы и выходы самого контроллера.
В своих проектах мы реализуем схемы отказоустойчивого управления светом с использованием импульсных реле. Принцип работы следующий: от выключателей, подключенных витой парой, приходил импульс 24 вольта при нажатии, который переключал импульсное реле с катушкой 24 вольта. Импульсное реле имело две группы коммутации: одна коммутировала 230 вольт на свет, а другая — 24 вольта, поступающие на вход контроллера. Таким образом, контроллер знал состояние каждого света и мог отрабатывать сценарии, например, при выключении всего света подавать импульс только на те реле, которые были включены, а в случае поломки контролера свет будет работать от выключатель, отключаться только сценарии управлением светом .
Недостатки такой схемы включали в себя высокую стоимость импульсных реле по сравнению с обычными реле .
Таким образом, можно создать больше отказоустойчивости в систему. В этом случае решать, не придется выбирать что важнее: функциональность или резервирование. Например, если подключить датчики охранной сигнализации к входам контроллера, получим отображение сработавшего датчика в интерфейсе и удобное управление, но можем потеряем контроль над сигнализацией при отключении контроллера. Если же подключить на дублирующею сигнализацию на отдельную панель, она будет работать независимо, но для управления придется скачать отдельное приложение.
Запасной контроллер и блок питания
Наиболее простой и радикальный способобеспечения отказоустойчивости системы — это предусмотреть резервный контроллер и блоки питания. В случае сбоя управления системой будет подхвачено резервным контроллером , а резервный блок питания заработает автоматически,не дав контроллеру отключиться, уведомив вас об этом. Еще можно воспользоваться новейшими достижениями в области удаленного обслуживания, с помощью комплексного решения для мониторинга и управления контроллерами на расстоянии. Интеграция веб-интерфейса от производителя Segnetics позволяет осуществлять непрерывный мониторинг состояния контроллеров, а также оперативно решать возникающие проблемы без необходимости физического присутствия на объект.
Эта инновационная технология позволяет предотвращать потенциальные неисправности еще до их возникновения, что существенно повышает надежность и эффективность эксплуатации систем. Благодаря дистанционному мониторингу, мы обеспечиваем своевременное выявление и устранение неполадок, минимизируя время простоя и связанные с этим финансовые потери
Таким образом, наш подход к удаленному обслуживанию контроллеров представляет собой передовой метод управления технологическими процессами, основанный на современных достижениях в области телекоммуникаций и информационных технологий.
В системах EasyHomePLC или Metaforsa, где на самом контроллере есть входы и выходы, потребуется достаточно долго переключать их. Проще будет восстановить конфигурацию.
Для быстрого восстановления системы на ответственном объекте рекомендуется приобрести резервный контроллер дублируя программу на него.
С запасным блоком питания ситуация проще. Блоки питания иногда выходят из строя, несмотря на все защиты. Диагностировать поломку блока питания несложно, а переключиться на другой можно автоматически, заранее установив его на DIN-рейку и подключить питание через автомат и развязку реле.
Хотите знать сколько будет стоить ваш умный дом? По ссылке можно пройти на сайт "ТЕХНОЛОГИИ ПРОСТРАНСТВА" и посмотреть презентацию с подробной сметой нескольких проектов.