Smart rozváděč veřejného osvětlení

Promyšlená rekonstrukce veřejného osvětlení v obcích a městech nemusí začínat prostou výměnou výbojkových svítidel za LED svítidla jenom proto, že dotace jsou podmíněny především imperativem úspor. A s přívlastkem úsporný je spojena dnes LED technologie především.
Systematičtější přístup je začínat od rekonstrukce infrastruktury. Tedy od zapínacích míst – rozváděčů veřejného osvětlení (RVO). Od lokálních bodů rozprostřených po městě nebo obci. Tímto směrem se vydala společnost Technologie hlavního města Praha, která ověřovala tento koncept na pilotních projektech začátkem roku 2020. Následuje velmi stručný popis řešení jednoho z nich. Je založen na otevřených datech a technologiích, zabezpečených komunikacích a na nejnovější generaci řídicího systému Foxtrot 2 kolínské firmy Teco a.s.

Koncept bezdrátové komunikace zapínacího místa veřejného osvětlení na nadřazený dispečink, komunikace se servisním personálem a komunikace s každým podřízeným světleným bodem. Komunikační a řídicí centrálou je tu nový Foxtrot 2 a přes jeho síť v pásmu 868 MHz lze připojovat i další senzory a přirozeně tak rozšiřovat internet věcí (IoT)

Typické a standardizované zapínací místo pražského veřejného osvětlení
1. Přívodní část
2. Elektroměrná část
3. Řídicí a monitorovací část

Do zapínacích míst lze směřovat mj. širokopásmové bezdrátové připojení (4G/LTE/5G) poskytované některým z operátorů a vytvořit tak základní páteřní síť městského IoT. Samotné zapínací místo pak může vytvořit vlastní bezdrátovou síť v otevřeném bezlicenčním pásmu ISM (868 MHz), přes kterou technologií mesh nebo postupnými retranslacemi lze pokrýt komunikaci každého svítidla připojeného k podřízeným vývodům. Pro takovou koncepci je Foxtrot 2 ideálním základním „stavebním prvkem“ každého moderního rozváděče.

V takovém případě je možno rozváděč vybavit on-line podružným měřením zapínacího místa nejen jako celku, ale i detailním měřením na každém vývodu. Měřením okamžitého příkonu a jeho porovnáváním s nominální hodnotou lze odhalit výpadek i jednotlivého svítidla, na který lze upozornit emailovou nebo SMS varovnou zprávou nebo WEB notifikací do mobilního telefonu servisního personálu a včasnou výměnou se vyhnout reklamacím ze strany obyvatelstva. Průběžné on-line monitorování stavu jističů, stykačů, přepěťových ochran, vnitřní i venkovní měření teploty, venkovní osvětlení nebo monitoring stavu záložních baterií, autodiagostika řídicího systému a všech jeho komunikačních linek a přpepínání z automatického do ručního režimu jsou v tomto případě samozřejmostí.

Novým a důležitým momentem je dálkový přístup k rozváděči. S Foxtrotem 2, který má integrovaný LTE modem, díky kterému ho lze připojit do internetu kdekoliv, je situace jednoduchá a lze k tomu využít vnitřní webové stránky. Pro zabezpečený, autorizovaný přístup přes libovolný prohlížeč lze využít službu TecoRoute – přístup přes zabezpečený https protokol a bez veřejné IP adresy, nebo nově přes VPN síť. Foxtrot 2 má integrovanou nejmodernější VPN Wireguard. Tato úroveň přístupu je postačující pro obce a malá města, která nehodlají přístup k jednotlivým rozváděčům veřejného osvětlení integrovat pod vyšší celek nebo do databázového systému.
Větší a velká města naopak mohou pro integraci do stávajícího nebo budovaného centralizovaného dispečinku technických služeb využít standardizovaného protokolu MQTT, který je oblíben ve světě internetu věcí (IoT) a někdy je i jeho synonymem. Pomocí tohoto protokolu, který patří do základní výbavy systému Foxtrot, publikuje zapínací místo do nadřízené databáze všechny potřebné a požadované údaje (viz první obrázek).

Moderní „Smart“ zapínací místo obsahuje:.
1 – Řídicí a komunikační centrála Foxtrot CP-2005 s LTE modemem pro připojení do sítě VPN nebo TecoRoute.
2 – Rozšiřovací moduly vstupů, výstupů
3 – Napájecí zdroj 230 V AC/24 V DC/ s UPS funkcí
4 – Zálohovací baterie 24 V DC
5 – Elektroměr 36 kanálový (až 12 třífázových vývodů měřených po jednotlivých fázích)
6 – Měření celkového 3f odběru ZM
7 – Měření odběru jednotlivých 1f vývodů
8 – 1f hybridní stykače (spínání v 0 – připravené na zátěže LED s kapacitním charakterem zátěže)
9 – 1f jističe vývodů s pomocným kontaktem
10 – Hlavní jištění, hlavní vypínač, bleskojistky
11 – Ruční/automatický přepínač
12 – Senzory teploty a jasu/soumraku
13 – Výstupní svorkovnice jednotlivých směrů
14 – Servisní osvětlení rozváděče
15 – Dveřní kontakt

Servisní webová stránka aplikačního programu zapínacího místa s přehledným zobrazením stavu a parametrů jednotlivých vývodů, komunikací a celého rozváděče

Aplikační program a jeho webové stránky v části nastavení umožňují uživatelsky konfigurovat prakticky jakýkoliv parametr, a to i v části ovládání obsahu a frekvence komunikace těchto parametrů do nadřízené databáze. Provozovatel tak má systém plně ve svých rukou a v běžných provozních úpravách nebo servisu není závislý na dodavateli.
Na jaře roku 2020 byl výše popsaný koncept realizován v rámci pilotního projektu podniku Technologie hlavního města Praha na sedmi místech v Praze. Beznárazová záměna starých rozváděčů za tyto nové a komunikující proběhla ze dne na den, trvalý provoz se rozběhl od konce dubna a centralizovaný monitoring na dispečinku provozovatele potvrzuje praktičnost a spolehlivost výše popsaného konceptu.

Tento projekt je replikovatelný do dalších měst a obcí, protože je připraven k integraci do již provozovaných městských informačních systémů.
Ač se jedná o realizaci ve venkovním prostředí, je tento koncept použitelný i na jakékoliv jiné odběrní místo prakticky s libovolným počtem vývodů a příkonů.
Dotazy lze směrovat přímo na firmu Teco a.s.

Ing. Jaromír Klaban,
klaban@tecomat.cz,
Teco a.s., Kolín,
www.tecomat.cz