Автоматизации водоснабжения: предотвращения протечки, счетчик воды, контроль за давлением и температурой

Наши партнеры компания Невотон на базе универсального датчика на DIN-рейку NEVOTON написали статью о том как автоматизировать систему водоснабжения в комплексе. Это и автоматизация протечки, и необходимый всем счетчик воды в умном дома Z-Wave.

Наслаждайтесь чтением, а если возникнут вопросы, с радостью поможем, ответим.

Система контроля инженерных сетей в составе «системы управления умным домом»

Использование современных технологий позволяет обеспечить более комфортную и надежную эксплуатацию своей квартиры, понизить риски возникновения протечек. В городской квартире систему автоматизации можно применить с большей пользой, чем управление освещением, или дистанционное включение электрических приборов и розеток.

В этой статье рассмотрена возможность автоматизации системы водоснабжения. На рисунке 1, приведенном ниже, представлена структурная схема автоматизированного дистанционного контроля параметров горячей воды, поступающей в квартиру (от снабжающей организации), с использованием системы предотвращения протечек (схема для водопровода ХВС аналогична, но не требует применения датчика температуры).

Рис.1. Схема водоснабжения

Функционально, приведенная система позволяет:

• контролировать температуру воды в трубопроводе ГВС;
• контролировать давление воды в трубопроводах ГВС и ХВС;
• оценивать по различию в показаниях датчиков давления P₁ и P₂ состояние фильтрующих элементов системы очистки и фильтрации воды – в этом случае упрощается эксплуатация системы очистки и фильтрации воды;
• наглядно отображать затраченное количество воды;
• оперативно перекрыть подачу воды в случае протечек, возникновения аварийных ситуаций и др.;
• дистанционно управлять закрытием/открытием электромагнитного крана, перекрывающего подачу воды.

В систему автоматизации водоснабжения квартиры входят: система предотвращения протечек, прибор учета (счетчик воды с импульсным выходом), два датчика давления (P₁ и P₂), датчик температуры (Т) накладной (устанавливается на металлическую поверхность, поддерживаемые типы датчиков приведены в описании: http://rus.z-wave.me/drive/?file=aed507c4912abc99241910ab365664072ff5), фильтр грубой очистки (Ф_гр) воды, магистральный фильтр (Ф_ч). В данной конфигурации датчики давления P₁ и P₂ установлены до и после магистрального фильтра, что позволяет контролировать степень засорения фильтрующих элементов.

К модулю сбора данных Nevoton DCM-5.1.1-z (оснащенного модулем Z-Wave) подключены: датчики давления, датчик температуры, а также, электрический привод запорного крана.

Контроллер Z-Wave в свою очередь, получает показания датчиков (от модуля сбора данных), показания счетчика через универсальный датчик Fibaro, и данные от датчика протечек Fibaro Flood sensor. Также, контроллер Z-Wave управляет электрическим приводом запорного крана.

Беспроводные датчики протечек, оснащенные батарейкой, способны информировать о состоянии заряда, имеют встроенную предупредительную световую/звуковую сигнализацию.

Многократно облегчается снятие показаний с приборов учета – теперь данные по расходу (а также, давлению и температуре на входе) отображаются в интерфейсе ПО. Более того, при наличии нескольких стояков ГВС/ХВС, и, соответственно, нескольких счетчиков (расположенных, как правило, в труднодоступных местах) не требуется искать ручку, блокнот, фонарь и углубляться в съемку показаний – все показания наглядно представлены в обычном браузере (программной оболочке). Настроить ПО и обеспечить доступ к показаниям можно как со смартфона, планшета, так и с настольного ПК.

Отображение в ПО полученных данных упрощает прогнозирование затрат на оплату услуг водоснабжения. Кроме того, доступность этих параметров в любой момент, позволяет убедиться (находясь вне жилья, в отпуске и т.п.) в том, что в квартире все нормально, нет аварийных ситуаций.

Ну а использование системы защиты от протечек, позволяет радикально избавиться от проблемы затопления соседей, избежать трат на ремонт квартир нижних этажей. С помощью датчиков протечек система контролирует наличие воды на полу, и своевременно обнаружит протечку. Располагать датчики протечек лучше в местах наибольшего риска протечек и неудобных для наблюдения – под ванной, под душевой кабиной, в нишах инсталляции сантехнических приборов, в коробах прокладки труб и т.п. Датчики протечек и электропривод запорного крана подключены к модулю сбора данных.

Система защиты от протечек своевременно обеспечивает перекрытие дефектного трубопровода, и сообщает световой и звуковой сигнализацией. На электроприводы (электромагнитные клапаны) поступает сигнал от датчиков протечек, в результате чего, происходит закрытие электромагнитных кранов.

Установка данной системы крайне проста, и требует минимальных навыков – необходимо смонтировать шаровые краны с приводами на подающие трубопроводы, в нужные места установить датчики протечек и связать с контроллером. Для предотвращения закисания шаровых кранов электроприводов можно задать сценарий их принудительного проворачивания (например, раз в месяц, в ночное время).

В случае аварии, подобная система обеспечит экономию суммы, на порядок выше затраченной на покупку и монтаж всех устройств систем автоматизации водопровода.

Настройка оборудования для работы в составе сети Z-wave:

Применяемое оборудование (модуль сбора данных, датчик Fibaro universal sensor, датчик протечек Fibaro flood sensor) работает в сети стандарта Z-wave. Управление сетью выполнено на базе одноплатного контроллера Raspberry Pi с платой расширения RaZberry (для работы в сети Z-wave). Процесс установки и настройки описан здесь: http://razberry.z-wave.me/index.php?id=24. Запуск Z-wave-сервера следует проводить по инструкции: http://razberry.z-wave.me/docs/RaZberry500_QSG_en1.pdf.

После поднятия сети необходимо включить в сеть остальные устройства:

• инструкция по включению в сеть датчика fibaro flood sensor: http://www.fibaro.com/manuals/en/FGFS-101-Flood-Sensor/FGFS-101-Flood-Sensor-en-2.1-2.3.pdf/;
• инструкция по включению в сеть универсального датчика: http://manuals.fibaro.com/content/manuals/en/FGBS-321/FGBS-321-EN-A-v1.01.pdf;
• инструкция по включению в сеть модуля сбора данных доступна здесь: http://domoton.ru/shop/modul-sbora-dannyx-dmc-5-1-1-z/;

Настройка подключений датчиков к модулю сбора данных:

Модуль сбора данных поддерживает работу пяти различных датчиков и способен управлять одним внешним устройством. Подробная инструкция по работе модуля сбора данных: http://rus.z-wave.me/drive/?file=aed507c4912abc99241910ab365664072ff5 .

Поскольку применяемый модуль сбора данных предназначен для работы в беспроводной сети стандарта Z-Wave, необходимо обеспечить его связь с контроллером системы автоматизации напрямую или через промежуточные устройства данного стандарта автоматизации.

Если в Вашем Raspberry нет файла описания (Description) устройства NEVOTON DCM-5.1.1-Z, то его необходимо добавить.
Для этого файл NEVOTON DCM-5.1.1-Z.xml нужно скачать с сайта компании-производителя по ссылке domoton.ru/shop/modul-sbora-dannyx-dmc-5-1-1-zи добавить в папку /opt/z-way-server/ZDDX на Вашем Raspberry Pi.
После этого выполнить команду ./UpdateXULS.sh.

Затем в Expert UI выберите файл описания, как показано на рис. 2

Рис. 2 Выбор файла описания

Настройку типов подключенных датчиков произвести согласно таблице:

После этого, можно будет настроить в «SmartHome» Z-wave виртуальную комнату с установленными датчиками:

Для преобразования физических величин можно скачать с сайта производителя http://domoton.ru/shop/modul-sbora-dannyx-dmc-5-1-1-z/ и установить модуль DataSensorMultiplication.

Данный модуль преобразует показание датчика в любую физическую величину по формуле (Значение датчика * Множитель + Порог) с отображением желаемого названия физической величины.