Kolejny projekt systemu - szczególowy opis, zdjęcia, ceny!!!

Więcej o PLC

Szczegóły

Przed paroma dniami na forum pojawił się wpis Amarok'a ze szczegółowym opisem tworzonej instalacji automatyki w nowo budowanym domu. Autor umieścił nie tylko opis kroków i głównych założeń, ale również konkretne wskazówki odnośnie tego, co, gdzie i za ile można kupić. Zachęcam do lektury, a na ręce Amarok'a przekazuję podziękowania!

DANE PROJEKTU

Lokalizacja: Podkarpacie

Dom: parterowy 180m2

Sterownik: Wago 750-880

Aktualne zaawansowanie: wstępnie oprogramowana podstawowa funkcjonalność, wykonana instalacja, tynkowanie (11.2014)

Oczekiwania względem funkcjonalności systemu

W moim przypadku podzieliłem oczekiwania i realizację systemu na 3 etapy.

Etap 1: to tak zwane niezbędne minimum, które spełniają wszystkie systemy, ale ważnym było bym mógł jednoznacznie stwierdzić na podstawie dostępnych materiałów i opisów czy jestem w stanie samemu odpalić daną funkcjonalność przed wprowadzeniem się do domu. Obowiązuje zasada "zero ryzyka" inaczej mógłbym się narazić na: wzrok małżonki, politowanie rodziny, szyderstwa znajomych i głęboką depresję… Do tej kategorii zakwalifikowałem:

Podstawowa obsługa oświetlenia
Podstawowa obsługa rolet
Zrozumienie systemu, jego budowy, programowania/konfiguracji itd..

Jak widać wymagania niewielkie :), ale to na początek.

Etap 2: niezbędne minimum funkcjonalne które musi spełniać system, jeżeli rozwiązanie nie spełnia któregoś z wymogu to wylatywało z kręgu moich zainteresowań. Są to elementy które mogę wdrożyć nawet po zamieszkaniu domu, jednak musi być taka możliwość i muszę czuć ze dam rade :).

Zaawansowana obsługa oświetlenia (obsługa scen, możliwość zmiany działania w zależności od zewnętrznych czynników: pogoda, pora dnia, pora roku, system alarmowy itp.)
Zaawansowana obsługa rolet (możliwość zmiany działania w zależności od zewnętrznych czynników: pogoda, pora dnia, pora roku, system alarmowy itp.)
Integracja z systemem alarmowym (możliwość wykorzystania informacji zbieranych przez czujki przeznaczone dla systemu alarmowego)
Obsługa gniazd elektrycznych (sterowanie obwodami specjalnymi - lampki, czy specyficzne urządzenia)
Sterowanie systemem rekuperacji
Możliwość sterowania zdalnego i wizualizacji na urządzeniach mobilnych (w szczególności dla pozostałych użytkowników)

Etap 3: Ekastrasy, czyli coś o czym chętnie czytam, chciałbym wdrożyć ale jeszcze nie wiem jak i kiedy. A jak się nie uda to też sobie w brodę pluł nie będę:

Sterowanie ogrzewaniem (raczej współpraca z systemem producenta)
Monitorowanie stanu domu, archiwizacja i wizualizacja (energia elektryczna, temperatura i ciśnienie, historia działania poszczególnych elementów np. załączanie alarmów, naruszenia czujek, okres działania pieca, rekuperacji)
Integracja z systemem video - kamery
...wszystko inne czyli rozwój systemu

Wybór rozwiązania:

Od momentu podjęcia decyzji o budowie domu rozpocząłem poszukiwania rozwiązania automatyki domowej, które:

Spełni moje oczekiwania/założenia funkcjonalne (które rosną wraz z chłoniętą literaturą)
Będzie systemem otwartym pozwalającym na dokładanie kolejnych elementów
Będzie niezawodne
Będzie posiadało interfejsy zrozumiałe dla reszty domowników
Będzie rozwiązaniem w miarę "dojrzałym" przetestowanym przez innych
Nie zrujnuje budżetu - nie chce wydać dziesiątek tysięcy po to by pokazać Zonie ze może włączyć światło :)

Moim zdaniem większość systemów "komercyjnych" nie spełnia tych założeń, rozwiązania profesjonalne zabijają kwotami zarówno systemu jak i wymaganiami względem elementów sterowanych (np. wsparcie konkretnych protokołów a co za tym idzie rosnący koszt), a ich otwartość i możliwość własnego rozwoju jest pod dużym znakiem zapytania. Stąd szybka decyzja o wyborze rozwiązań społecznościowych :)

Oparcie automatyki domowej całkowicie na rozwiązaniach opartych o komputery miniPC czy mikrokontrolery trochę przerażało w zakresie niezawodności i złożoności, a ewentualne zmiany w systemie wymuszały by ponowne rozgryzanie jego zawiłości (z doświadczenia wiem ze mam pamięć zadaniową szybko opróżnianą po zakończeniu zadania). Stad decyzja by je wykorzystywać jako podsystemy ale nie opierać na nich całego projektu.

Wybór rozwiązania opartego o kontroler PLC (urządzenie z natury przemyślane pod kątem niezawodności i przeznaczone dla przemysłu) zwłaszcza z dużymi możliwościami integracji w oparciu o sieć IP wydaje się rozwiązaniem optymalnym… Oprogramowanie zgodne z zgodne z IEC 61131-3 dzięki możliwości wyboru języka obiecuje prosty start (w praktyce okazało się ze korzystam jedynie z języka strukturalnego).

Nie mniej po oczytaniu różnych materiałów i rozpoczęciu budowy domu (marzec 2014) przyszedł czas na ostateczną decyzję. Rozważyłem różne rozwiązania oparte na PLC w tym BeckHoff jednak ze względu na niewielkie różnice cenowe (nowy osprzęt 10% taniej lecz krótszy okres gwarancji) oraz słabsze wparcie społeczności, brak rozbudowanych bibliotek a co za tym idzie trudniejsza integracja z systemami zewnętrznymi ostatecznie wybór padł na Wago.

Sterownik PLC: jest decyzja, czas zakupów

Jako ze na etapie budowy nie brakuje wydatków intensywnie szukałem możliwości nabycia sprzętu możliwie tanio .. Przeszukałem aukcje i miejsca gdzie mógłbym zakupić potrzebne elementy, moje doświadczenia:

Nie ma co liczyć na specjalne rabaty na nowy sprzęt (najtaniej jest w samym Wago, w hurtowniach często drożej niż katalog)
Ciężko kupić używany sterownik ze względu na małą dostępność w szczególności nowszych modeli (750-880, 750-882), dodatkowo pozostaje problem posiadania Codesys i gwarancji/wsparcia (bardzo sprawnego, w moim przypadku codesys z płyty posiadał stare targety, bardzo szybko udostępniono mi nowsza wersje)
Najlepiej zacząć od zestawu startowego - ja zakupiłem zestaw Ethernet_4 z sterownikiem 750-880 cena zestawu nienegocjowana a czas dostawy w moim przypadku 2 tygodnie.
Tak jak inni polecam skorzystać z darmowych szkoleń organizowanych przez Wago Elwag, nie dość ze darmowe to profesjonalnie prowadzone i zostają kontakty do wsparcia, wielki plus dla firmy.
Dla osób uczestniczących w szkoleniu są dodatkowe promocje na przekaźniki (informację otrzymałem od handlowca, prowadzący szkolenie nie posiadał takich informacji).
Opłaca się wyposażyć w moduły używane (zawsze można kupić więcej i mieć w razie W).

Ostatecznie po przeanalizowaniu zapotrzebowania zakupiłem:

Kontroler PLC: 750-880 w zestawie startowym - 2267 zł (UWAGA: od listopada ceny produktów na rok na 2014/2015 wzrosły o 2,5%)
Przekaźniki: 857-304; 24V, 6A na podstawce Jumpflex (bardzo cienka 6 mm) - 913,5 zł za 70 przekaźników
Przekaźniki: 788-304; 24V, 16A na podstawce 12 mm - 182,25 zł za 15 przekaźników
Zasilacz: 787-1012; 24V, 2,5A do sterowania przekaźnikami - 147,87 zł
Moduły wejść: KL1408, 8DI, 24V, 3ms (odpowiednik Wago 750-430) - 626,02 zł za 11 modułów
Moduły wyjść: KL2408, 8DO, 24V, 3ms (odpowiednik Wago 750-530) - 756,15 zł za 9 modułów

Uwagi:

Zakupiłem używane moduły firmy Beckhoff, dostępność używanych modułów była większa niż Wago a ceny niższe (może to wina tej strony :) ), moduły te sprawują się bez zarzutu i są kompatybilne ze sterownikiem Wago wiec nie trzeba się obawiać zakupu, nie wiem jednak jak z innymi modułami nie wszystkie będą kompatybilne!

Co do cyfrowych modułów wejść/wyjść (WAGO) dostępne są wersje z filtrem 0.2 ms oraz 3 ms jest to czas przez jaki sygnał musi się utrzymać aby moduł przekazał informację o nim do sterownika a co za tym idzie również jego rozdzielczość - w zastosowaniu do domowej automatyki nie ma znaczenia jaki moduł zakupimy - czyli kupujmy tańszy, moduły można mieszać i nie ma to znaczenia.

Moduły cyfrowe występują ze sterowaniem niskim lub wysokim potencjałem, te sterowane niskim potencjałem wprowadzone zostały przez Wago w celu kompatybilności z systemami/urządzeniami firm trzecich i stanowią margines w sprzedaży. Jeżeli zaczynasz radze nie zaprzątać sobie nimi głowy i nie mieszać modułów. Najtaniej wychodzą 8-krotne moduły wejść/wyjść i te polecam.

Na tym etapie zrezygnowałem z bardziej zaawansowanych (droższych) modułów typu Analog czy RS, jak będą takie potrzeby zawsze można dokupić.

Planowanie instalacji elektrycznej:

Do planowania instalacji wykorzystałem program Visio, dzięki warstwom mogłem na plan rysunku nanieść dużą ilość elementów a następnie drukować sobie poszczególne zestawienia. Często też po rozmowach z Małżonką dodawałem nowe punkty gniazd czy włączników.

Przyjęte założenia:

Ogólne:

Realizacja okablowania w formie gwiazdy
Punkt centralny na środku domu pod schodami na strych
Dodatkowe 3 aorty które pozwolą na dociągnięcie okablowania z punktu centralnego: na zewnątrz w kierunku ogrodu i tarasu, do PG, na zewnątrz w kierunku wjazdu)
Kable prowadzone po ziemi, główne trasy zabezpieczone przez korytka plastikowe

Gniazda:

Każde pomieszczenie to osobny obwód
Dodatkowo w pokojach gniazdo komputerowe na osobnym przewodzie
Dodatkowe 2 przewody pod centrum RTV (jeden dla urządzeń wyłączanych na noc/pod nieobecność) i drugi dla urządzeń które mają być w standby
Osobne obwody/przewody dla specyficznych urządzeń (tj. kuchenka, lodówka, zmywarka, pralka, piec, rekuperator czy lampka stojąca która będzie włączana z przycisków …)
Dodatkowe gniazda zewnętrzne
Podłączenie kablami YDYp 3x2.5 (rozważałem mniejsze przekroje dla mało obciążonych obwodów ale ostatecznie uznałem że dla świętego spokoju dam jednolicie)
Dodatkowe gniazda 3 fazowe na przewodzie YDY 5x4: kuchnia indukcyjna, gniazdo w pomieszczeniu gospodarczym
Dodatkowe gniazdo 3 fazowe na zewnątrz domu (przy garażu) do zasilania domu z agregatu (na przyszłość)

Włączniki:

W każdym z pomieszczeń przy wejściu do sterowania oświetleniem oraz roletami
Dodatkowe włączniki: łazienka przy lustrze, sypialnia przy łóżku
Dodatkowo w dużych pomieszczeniach (salon połączony z jadalnią i kuchnią) przełączniki przy roletach
Do każdego włącznika 2xUTP a czasem więcej :)

Światła sufitowe:

Na razie jest jedynie plan wstępny, ze względu na nieużytkowe poddasze kable położę na etapie wykończenia w zależności od wybranych opraw, szynoprzewodów itp..

Alarm:

W każdym pomieszczeniu czujka ruchu (kabel YTDY 6x0.5)
W każdym otwieranym oknie kontaktron (kabel YTDY 2x0.5)
W każdych drzwiach kontaktron
W każdej rolecie kontaktron

Realizacja okablowania - czyli zrób to sam

Przewrotnie, ze względu na dużą ilość punktów oraz nietypowość instalacji a także brak doświadczenia, postanowiłem w końcu zrobić coś sam. Bałem się ze elektryk przekabaci mnie do rozwiązań typu "panie tak się robi" i nie byłem pewny czy jestem w stanie wytłumaczyć wszystko wystarczająco dokładnie, na tyle by moc w tym czasie spokojnie pracować. Do tego skoro zamierzam sam to wszystko uruchomić połączyć to może doświadczenie z układania kabli jakoś się przyda a zaoszczędzone pieniądze usprawiedliwią wydatki na system ;).

Ogólnie jestem z tej decyzji zadowolony choć nie odbyło się to bez kosztowo: trochę zarwanych weekendów, zjedzonych hot dogów czy samotnych grilli na działce... Były momenty zwątpienia (wszystko trwało dłużej niż myślałem i zawsze robiłem mniej niż zaplanowałem) i narzekań rodziny... Jednak pozwoliło mi to na dokładniejsze przemyślenie punktów i tras, czy też zastosowanie rozwiązań o których bym nie pomyślał z za biurka.

Np. zrobiłem gniazda przy każdym oknie tak by do tego gniazda wchodził kabel zasilania rolety, i tam zastosowałem łączenie. Dodatkowo kabel po zewnętrznej stronie włożyłem do rurki plastikowej co w przypadku a awarii silnika pozwoli na wymianę kabla (silnik rolety ma zatopiony kabel o długości ok 3 metrów), rurka schodzi się do gniazda elektrycznego. Kable prowadzone do puszek na ścianie z betonu komórkowego (ściany zewnętrzne) położyłem w rowkach natomiast do gniazdek na ścianach z silki (ściany wewnętrzne) użyłem "trytek" (plastikowych uchwytów) oraz kleju w tubkach. Na szczęście miałem dostęp do profesjonalnego sprzętu co znacznie uprościło pracę.

Położyłem około 0,9 km kabli do zasilania oraz ok 1.4 km kabli sygnałowych. Stwierdzam również iż była to doskonała odskocznia od codziennej pracy i pewnie choć miałem już dość będzie mi tego brakować :)

Stan projektu i co dalej …

Na ten moment prace związane z kablami zakończyłem (brak jeszcze kabli pod oświetlenie górne, automat bramy garażowej itp.., ale to w późniejszym etapie).

Ekipa od tynkowania wchodzi na obiekt, trochę późno ale liczę ze jeszcze się pogoda utrzyma…

Jak skończą tynkarze wchodzi ekipa od podłogówki i wtedy przed wylewkami planuję dołożyć kable pod czujniki temperatury (DS18B20) zalane przy obiegach grzewczych. Mam nadzieję ze pozwoli mi to na bardziej dokładne sterowanie ogrzewaniem i przewidywanie zachowania temperatury pomieszczenia (jak jeszcze nie wiem :)).

Mam już zakupioną szafę elektryczną wymiarach 80x140. Szafę kupiłem za 750 zł + 120 zł transport... wraz z wyposażeniem jak na zdjęciu, generalnie zamówiłem szafę nie będąc pewnym czy wyposażenie tez chodzi w skład aukcji .. Mnogość zabezpieczeń jakie otrzymałem pozwoliła mi podjąć decyzję o większej ilość osobnych obwodów.

Co do osprzętu to ze względu na modułowość zdecydowałem się oprzeć wszystko na TEM.

Skończyłem też przygotowywanie programów do obsługi rolet, świateł czy też komunikacji z centralą Integra a także bazą MySQL. Wszystko na biurku działa przewidywalnie wiec daje nadzieję na końcowy sukces dostroję to na gotowym organizmie. Większość rozwiązań korzysta z waszego doświadczenia ale mam nadzieje iż z czasem też będę mógł się czymś przyczynić do rozwoju projektu eDom. Jednak na bardziej zaawansowane funkcje przyjdzie czas.

W wolnych chwilach myślę też nad stworzeniem systemu sterowania przez WWW z wykorzystaniem Wordpresa. Aktualnie pracuje nad stworzeniem szablonu w oparciu o bootstrap tak by móc w prosty sposób przygotować oraz modyfikować stronkę do zarządzania a także skorzystać z wbudowanych w WP elementów takich jak np. autoryzacja użytkowników.

Oto link do wpisu na forum.

Szczegóły: Utworzono: wtorek, 11 listopad 2014 17:40