Systém řízení veřejného osvětlení Tecomat Foxtrot určený pro projekty Smart Cities

Systém řízení veřejného osvětlení Tecomat Foxtrot je stavebnicové řešení umožňující vytvořit libovolnou řídicí strukturu tak, aby odpovídala projektovému záměru konkrétního města či obce nebo průmyslového či komerčního areálu. Je vhodný jak pro nové projekty a instalace, tak především pro retrofity již vybudovaných VO.

Je možno jej implementovat jako rozšíření stávajících rozvodů, kterým dodá dálkovou komunikaci a řízení osvětlení až na samotný světelný bod, který je dnes většinou inovován technologií LED, tak zároveň jako komunikaci, řízení a monitoring s vlastními rozvaděči veřejného osvětlení (RVO)

Systém umožňuje ovládat světelnou soustavu

Centrálně

z dispečinku tvořeného individuálními stanicemi PC nebo v síti LAN. Ovládá- ní se děje přes soustavu zapínacích míst osazených podstanicemi Tecomat Foxtrot v rozvaděčích veřejného osvětlení (RVO), se kterými dispečink komunikuje buď po stávající sdělovací kabeláži nebo bezdrátově přes privátní radiovou síť nebo přes síť některého z mobilních operátorů. Podstanice pak obsahují jednoduchý interpreter povelů pro zapínací místa v RVO a to buď celé soustavy VO najednou, po jednotlivých větvích, až po maximalis- tické ovládání každého světelného místa zvlášť. V takovém případě je sestava Tecomat Foxtrot doplněna o modul kabelové nebo bezdrátové komunikace s každým světelným místem.

Lokálně

kdy podstanice Tecomat Foxtrot ne- jsou připojeny na žádný nadřazený dispečerský systém. Jsou instalovány v zapínacím místě v RVO a obsahují algoritmy zodpovědné za monitoring, spínání i řízení všech podřízených světelných míst. Především podle soumrakového senzoru, který lze kombinovat s dalšími principy, např. podle astrohodin nebo dle pevných režimových či dynamických časových programů. V tomto konceptu pak nemusí být trvale provozován žádný centralizovaný dispečink. V dnešní době je však užitečné podstanice připojit přímo do sítě internet a získat tak ke každé stanici individuální dálkový přístup pro servisní účely resp. pro synchronizaci času se síťovými servery. Při tomto konceptu mohou být pod takovou stanicí opět v maximalistické verzi bezdrátově přes RF všechna světelná místa.

Individuálně

kdy řízení svítidel je v konceptu stavebnice Tecomat Foxtrot vlastně totožné s maximalisticky pojatým lokálním řízení viz výše. Vyhýbá se tak přímé komunikaci každého světelného místa přes placené veřejné sítě nabízející ve výsledku přístup ke každému místu pouze přes cloud. Tecomat Foxtrot je tu koncentrátorem, který je zároveň schopen pro každé světelné místo poskytovat kompletní řídicí funkce, archivaci i prezentaci všech monitorovaných dat přes webové rozhraní. V každém světelném místě je modul R-SL-0201L, který monitoruje proud a teplotu LED předřadníku, dále teplotu držáku LED čipů nebo jas v daném místě. Pro spínání obsahuje relé pro spínání LED předřadníku a výstup pro proporcionální řízení intenzity světla od 0 do 100%. Variantní provedení modulu může spínat a řídit staticky i dynamicky nezávisle dvě sady LED čipů teplou a studenou a tím teplotu chromatičnosti.

Výše uvedené individuální řízení a monitoring funguje jednak v sítích s odpínaným napájením větví přes den, jednak při trvalém celodenním napájení všech sloupů. Řízení se pak uplatní jen v době připojeného napětí.

Doporučeno je dnes však celodenní trvalé napájení každého světelného mís- ta, což odpovídá novým trendů Smart City, kdy sloupy VO se stávají přirozenými nositeli řady dalších technologií s celodenní funkcí. V tomto ohledu jsou podstanice Tecomat Foxtrot univerzální a tyto další technologie jsou schopny integrovat a komunikovat do nadřazených úrovní a tak efektivně využít již jednou vybudované bezdrátové i kabelové komunikační kanály.

Technické vlastnosti řídicího systému Tecomat Foxtrot pro VO:

1. Individuální monitoring a řízení každé světelného místa – lampy zvlášť.

1. • Pro tuto funkci je určen bezdrátový modul R-SL-0201L

   • Pro obousměrnou komunikaci s centrálním modulem obsahuje transceiver komunikující v bezlicenčním pásmu 868MHz schváleném v EU. Komunikace je zabezpečena šifrováním každé zprávy.

   • Má dosah desítek až stovek metrů, avšak individuálně podle konkrétních podmínek lokality. Tj. její zastavěností budovami, umístěním stromů, terénním profilem, aktuálním počasím, hustotou dalších účastníků ve stejném frekvenčním pásmu aj.

   • V případě, že mezi podstanicí Tecomat Foxtrot a světelným místem není přímá radiová viditelnost, lze zavést obousměrnou retranslaci přes libovolný jiný trvale napájený R-SL-0201modul.

   • Modul je napájen přímo ze síťového napětí 230V. 

• Obsahuje reléový výstup, který spíná, resp. odpojuje LED předřadník a tak eliminuje tzv. standby spotřebu v době, kdy se nesvítí.

• Obsahuje interní měření proudu primárním obvodem LED předřadníku a dva vstupy pro externí odporová čidla okolního jasu nebo teploty LED předřadníku nebo LED čipů. Z nich jsou mj. detekovány stavy:

  • normální provozní stav

  • chybový stav – přerušený LED obvod

  • chybový stav – zkratovaný LED obvod.

  • chybový stav – přehřívání vnitřních obvodů svítidla

• Obsahuje řídicí výstup 0–10 V (variantně i dva) pro proporcionální stmívání LED předřadníku 0–100%

1. Výhody a situace, které modul R-SL-0201L řeší:

• Dnes běžné centralizované zapínání a vypínání celé linie/ulice  v RVO je tímto modulem nahrazeno individuálním spínáním resp. plynulým ovládáním každé lampy až těsně před předřadníkem. Toto individuální ovládání funguje samozřejmě i v systémech centralizovaného zapínání celé linie. Samozřejmě pouze v době jejích zapnutí.

Zatímco trvalé napájení sítí VO je v současnosti většinově nestandardní, naopak koncept Smart City trvalé celodenní napájení vyžaduje, protože umožňuje na lampu instalovat další technologie vyžadující celodenní napájení. Například volitelně zásuvku na dobíjení elektrokol, mobilních telefonů nebo dokonce řízené nabíjení elektromobilů.

• Při nastavování celé světelné soustavy lze intenzitu svícení každé lampy nakalibrovat pomocí cejchovaného luxmetru a hodnotu uložit do modulu až do další kontroly resp. rekalibrace po stanovené době. LED svítidlo tak nesvítí na 100%. Jde o úsporu energie, vyhnutí se přesvětlování v konkrétní lokalitě (např. škodlivé přesvětlení do pater vyšších

budov v blízkosti VO) a možnost pozdějšího snadného a přesného dorovnání jasu, který časem přirozeně slábne, zpět přesně na projektovanou hodnotu. Jde o rozšíření a zpřesnění funkce předřadníků známé jako CLO (Constant Light Output).

• Při použití stmívatelných LED předřadníků lze lampy rozsvěcet nebo zhášet plynulým přechodem. Ve připravované dvoukanálové variantě umožňuje i tzv biodynamické řízení teploty chromatičnosti tedy vyhnutí se v noci škodlivého vlivu modré složky emitovaného světelného spektra.

Obr 1. Přehledové schéma návaznosti centrálního, lokálního a individuálního řízení VO na bázi systému Tecomat Foxtrot.

Obr. Schéma lokálního řízení VO bez centrálního dispečinku, avšak s připojením na internet umožňující dálkový servisní přístup ke každé podstanici i k individuálnímu světelnému místu

Obr. Použití radiového modulu R-SL-0201L s externí anténou 868 MHz ve svítidle v prostoru spolu s LED předřadníky

Obr. Schéma zapojení radiového modulu R-SL-0201L ve svítidle