Автоматизация и мониторинг в продуктовом ритейле и фастфуд-ресторанах
Продуктовый ритейл и фастфуд-рестораны — довольно обширный сегмент бизнеса. К сожалению, проникновение автоматизации и мониторинга оставляет желать лучшего. Многие представители бизнеса просто не знают, какие преимущества им это сулит.
Как производитель, Wiren Board знает многое о задачах клиентов, подходах интеграторов и их решениях. Ниже мы рассмотрим решения, структурировав их по инженерным системам. Затем мы покажем примеры готовых внедрений от наших партнеров. Далеко не все объекты в России автоматизированы, поэтому мы расскажем о том, что можно сделать, чтобы таких внедрений стало больше.
Энергомониторинг и учёт электроэнергии
Нет магазина, который не потребляет электроэнергию. Обычно в каждом магазине или ресторане есть человек, который раз в месяц снимает показания со счётчиков и отправляет их в бухгалтерию для оплаты. Это хорошо работает, пока магазинов немного, но когда их становится десятки или тысячи, то процесс становится дорогим и ненадёжным, так как люди могут ошибаться.
Вместе с тем, многие коммерческие счётчики электроэнергии имеют интерфейс, через который можно считывать показания автоматически, обычно это ИК-порт или интерфейсы RS-485/CAN с протоколами DLMS/СПОДЭС (счетчики Меркурий, Энергомера, Нева и т.д.). Такие счётчики можно подключить к контроллеру Wiren Board и передавать показания автоматически: по смс, по электронной почте или через отправку данных в систему верхнего уровня.
Установка контроллера Wiren Board позволяет не только отправлять данные в АСКУЭ, но и организовать аналитику потребления оборудования в магазине или ресторане. Решается эта задача с помощью параллельного учёта потребления электроэнергии, который позволяет разбить потребители на группы и организовать «зональный учет».
Для организации зонального учёта на объект устанавливаются многоканальные измерители WB-MAP, которые показывают потребление оборудования или группы устройств: освещение, холодильники, фритюрницы и т.п. С помощью этих данных можно построить профили потребления для каждой отслеживаемой группы, а затем оптимизировать режимы работы оборудования.
Например, если компрессор холодильного ларя работает постоянно, без перерывов, то либо выставлен неверный температурный режим, либо он неисправен. Персонал магазина такое отклонение от нормальной работы, скорее всего, не заметит, а инженер, глянув на график, сразу обнаружит проблему и примет меры. Продвинутые системы мониторинга позволяют автоматически определять отклонения от нормы и выдавать предупреждения о неисправности.
Подробнее о том, как в реальности строятся системы энергомониторинга и что они дают бизнесу, читайте в статье Автоматизация мониторинга энергопотребления на Wiren Board.
Холодильное оборудование
Начнем с того, что подразумевается под холодильным оборудованием. Это холодильные лари и холодильные горки (вертикальные) в залах магазина, и холодильные машины, которые никто не видит, обеспечивающие все оборудование хладагентом.
В ларях и горках есть собственные контроллеры, которые выпускаются разными вендорами и взаимозаменяемы. В составе каждого холодильника есть датчики температуры, ТЭНы оттайки, сигнализация об авариях, дополнительные реле. И при этом холодильник «из коробки» никак не мониторится снаружи.
Таких холодильников на объекте много: например, ларей, стоящих на полу, может быть десять, и вертикальных горок тоже может быть десять. Практически везде эти контроллеры работают сами по себе. Максимум каждый контроллер выводит температуру на маленький дисплей — на этом все. Настройка выполняется один раз при пусконаладке магазина, после чего холодильник просто работает. С помощью специального порта можно переносить настройки с одного холодильника на другой.
Но мониторинг холодильников все же возможен. Есть вендорские решения, но стоят они очень дорого и достать их сложно. Поэтому мы сделали свои сетевые карты WB-REF, которые подключаются к контроллерам холодильного оборудования и преобразовывают закрытый проприетарный протокол вендола в открытый Modbus RTU.
Эти карты выпускаются массово, стоят недорого и поддерживают популярные модели холодильных контроллеров Carel, Eliwell, Danfoss. Мы надеемся, что теперь мониторинг холодильников станет гораздо доступнее, ведь он даёт много данных для анализа состояний и работы оборудования.
Например, можно получить данные о температуре, данные с входных дискретных датчиков, информацию со шторок, что позволяет проконтролировать режимы работы холодильников, а также выполнение персоналом инструкций по эксплуатации и ремонту. Кроме мониторинга можно управлять освещением, оттайкой, можно вносить собственные настройки и уставку температуры.
Освещение
Освещение — тоже распространенная задача в ритейле и фастфуде. Здесь все просто: если свет в магазине или в ресторане горит, когда никого нет, — это дорого. Надо сделать так, чтобы ничего лишнего не светилось. С инженерной точки зрения такие задачи решаются просто: ставим Modbus-модули реле, которые через контакторы отключают те группы освещения, которые не нужны в нерабочее время.
Для зонального управления освещением, например светильниками на столиках в ресторане, можно использовать компактные Modbus-модули реле WB-MR6C v.2, которые выдерживают большие пусковые токи светодиодных ламп. Для плавного регулирования яркости можно использовать диммер ламп WB-MDM3, а для декоративной подсветки — диммер светодиодных лент WB-LED.
Отопление
В продуктовом ритейле отопление бывает разных типов: от тепловых сетей с оплатой по теплосчетчику или, например, автономное отопление от электрических котлов — второй вариант обходится очень дорого и имеет смысл, только когда нет доступного источника центрального отопления. Бывают разные гибридные варианты, но не будем углубляться.
Цели для автоматизации и мониторинга здесь тоже простые: не греть сильнее, чем надо, потому что дорого, — особенно это касается электрического отопления. Есть разные подходы: можно поменять тип нагревателей на более экономичные, можно управлять существующими по отопительным кривым, математическим моделям, по обратной связи с датчиков. Интеграторы здесь предлагают разные решения, но цель — в комфорте и максимальной экономии ресурсов.
Еще один интересный момент: отключение в пиковые часы. У больших потребителей электроэнергии все не так, как у обычных частных хозяйств. Здесь могут быть не просто разные тарифы по часам, но также штрафы за превышение выделенной мощности. Например, 50 кВт потреблять можно, а 51 кВт уже нельзя. Кроме того, оплата в пиковые часы может стоить намного дороже, когда в сети большое количество потребителей. И если в пиковый час можно будет выключить довольно инертный котел обогрева, то получится сэкономить, а помещение быстро не остынет. Хитрость не просто в том, чтобы потреблять меньше электричества, а в том, чтобы не потреблять много энергии тогда, когда она дорогая.
Для включения/выключения отопительных приборов можно использовать компактные релейные модули WB-MRM2-MINI V.2, которые устанавливаются в распаячные коробки и маленькие щитки. Обратную связь можно получать по датчикам температуры, которые в ритейле появляются в большом количестве из-за других задач. Здесь, кстати, видна экономия из-за решения разных задач одновременно, то есть при бюджете x2 можно получить x5 функций.
Вода
Водопровод — довольно простая инженерная система, но и здесь требуется мониторинг. В магазинах может быть один или несколько счетчиков с импульсным выходом, показания с которых можно снимать автоматически и централизованно. Возможна установка датчиков давления, чтобы отслеживать напор и сигнализировать об аварии.
Данные с импульсных счетчиков можно собирать с помощью модулей WB-M1W2 или WB-MCM8, информацию о давлении с датчиков — модулями WB-MAI2-MINI. Затем через Modbus информация будет отправляться на контроллер.
Кроме учёта можно организовать и автономную защиту от протечек: устанавливается модуль WB-MWAC, к которому подключаются датчики протечки и запорная арматура. В случае протечки модуль оповестит персонал, сам перекроет подачу воды и покажет зону аварии. Этот же модуль можно использовать для съёма показаний со счётчиков водоснабжения, автоматизированного перекрытия кранов и задач мониторинга потенциальных мест протечек.
Система кондиционирования
Обычно в магазины устанавливаются промышленные кондиционеры с общей холодильной машиной. В России кондиционеры чаще всего оснащены зимним комплектом, то есть наружные блоки подогревают, и кондиционерами можно пользоваться, но мониторинга и управления обычно нет.
На самом деле, это беда, поскольку вокруг кондиционеров довольно много задач в продуктовом ритейле. Начнем с простого: не надо охлаждать зимой, не надо греть летом, не надо охлаждать кассиров, потому что им неприятно работать. Ночью не надо включать кондиционеры на полную мощность, так как покупателей нет, а летом достаточно охлаждать ночью так, чтобы с утра магазин не был очень горячим.
Следующая задача: овощи нужно охлаждать сильнее. Они в продуктовом ритейле всегда сгруппированы островками, над которыми обычно стоит кондиционер, обдувающий их напрямую. Но и здесь желательно экономить, то есть включать кондиционер на допустимый минимум.
Как управлять кондиционерами? Есть несколько решений. В некоторых линейках вендоров у кондиционеров есть подключение к внутренней шине, которое идет от настенного блока управления к внутреннему блоку кондиционера. Есть дорогие фирменные конвертеры, а есть решения подешевле, например, модули от компании ONOKOM, которые отлично интегрируются с контроллерами Wiren Board.
Альтернативное решение, которое в несколько раз дешевле конвертеров, — это управление по ИК через эмуляцию родного ПДУ, например с помощью компактных модулей WB-MIR. Именно так сейчас делают интеграторы, у которых заказчики хотят сэкономить. По команде с Modbus можно выключить/включить кондиционер, выставить температуру, менять скорость вентилятора, то есть полностью управлять кондиционером. Но обратную связь — о том, что кондиционер включился и вышел на режим — можно собрать только с помощью дополнительных датчиков.
Как было отмечено выше, разные инженерные системы используют общее оборудование. Проводные и беспроводные настенные датчики WB-MSW v.4 могут собрать данные о температуре и влажности, дать обратную связь. Температуры, например, уже достаточно, чтобы включить/выключить кондиционер в определенной зоне. Кроме того, в датчик встроен ИК-излучатель, поэтому отдельного блока управления кондиционером не потребуется.
Ещё один элемент климате — тепловая завеса, которая стоит в каждом магазине и легко «съедает» 700 рублей в сутки. Это очень дорого, поэтому завесу хорошо было бы включать только тогда, когда она действительно нужна. Причем с автоматизацией и мониторингом здесь все печально — готовых решений нет. Но можно использовать наши модули реле, которые устанавливаются вместо пульта, после чего управлять тепловыми завесами можно централизованно.
Примеры щитов на объектах
В электрощитовой установлены несколько щитов различных систем, обычно они металлические, чтобы случайно тележкой с продуктами ничего не сломали. Как правило, в щитах очень мало места, все расположено очень плотно.
На иллюстрациях показаны щиты мониторинга, они отделены от щитов электрики. Слева пример магазина крупной федеральной сети, справа щит из другой сети, их собирали разные интеграторы.
Если задачи маленькие, то и щиты небольшие. Например, там, где интегратору не удалось убедить заказчика в том, что надо сразу автоматизировать всю инженерку, поскольку это проще и дешевле, — просто заказчик пришел с конкретной задачей. Например, задача слева — мониторинг электричества на двух вводах, установлены два счетчика. Они обеспечивают параллельный учет, чтобы со всех магазинов собирать данные энергопотребления. Справа — щит сети фастфуд-ресторанов, у которых нет никакого управления вообще. То есть система мониторинга не вмешивается в инженерные системы — она лишь собирает данные с других инженерных систем и некоторых датчиков. Поэтому вся щитовая автоматика — контроллер Wiren Board, блок питания и вводной автомат. Зато все помещается в очень маленький щит.
Задачи и софт
Очень интересен пример компании «Форсайт», которая использует математические модели, выполняет сложную аналитику и имеет компетенцию для сложных интеграций и инсталляций с большим количеством оборудования и датчиков. У «Форсайт» есть собственная система, которая с помощью оборудования Wiren Board собирает данные. На иллюстрации приведен пример для ресторана. Можно понять, куда деньги уходят, какие бизнес-процессы работают не так, как ожидалось. Казалось бы, по косвенным данным энергопотребления можно многое узнать про свой бизнес. А если датчиков много, то узнать можно практически все.
Следующая иллюстрация — дашборд от того же интегратора «Форсайт». Если много объектов, то их можно сравнивать между собой, можно «провалиться» ниже на каждом объекте и посмотреть, какой объект вносит больший/меньший вклад.
Система «Дроид-энергоменеджер»: если известно, какой тарифной категории заказчик, как у него рассчитывается плата за электроэнергию и какие часы пиковые, то по математической модели его объектов можно понять, какую нагрузку можно отключить. Система работает на объектах автоматически, без вмешательства персонала. Конечно, за исключением начальной стадии, когда сделали и подготовили аналитику. Например, с помощью корректировки расписания включения/выключения нагревательного бака ГВС можно снизить счет за электроэнергию. Причем не только за счет экономии киловатт-часов, но и по причине их «размазывания» в зависимости от пиков энергопотребления.
Кроме того, по полученным данным можно рассчитать углеродный след компании. То есть «Форсайт» может сказать, с какой электростанции в какой час какой киловатт к вам пришел. Можно понять, что это была угольная, газовая, ГЭС или еще какая-нибудь электростанция. Можно посчитать, сколько ради одной кружки кофе, приготовленной посетителю в кофейне или на заправке, было сожжено килограмм CO₂. Компания затем собирает данные с тысячи объектов, после чего может показать свой углеродный след инвесторам, дать хорошую отчетность.
Следующий пример — производственная компания «Энергия». Выше как раз показан их маленький щит. Здесь просто выполняется мониторинг аварий, на иллюстрации приведен пример дашборда, которые есть для каждого объекта. Здесь тоже используется их фирменное ПО.
Следующий пример от интегратора «Северное сияние» из Санкт-Петербурга на Grafana. Показан график мощности компрессора холодильного ларя. Его компрессор раньше выключался (слева на графике). Справа компрессор уже не выключается, ситуация ненормальная. Причина была в том, что на термостате персонал выставил слишком низкую температуру. Если бы там стояла автоматизация холодильных контроллеров, которая возможна с помощью карт Wiren Board, то такой ситуации бы не возникло. Персонал может как угодно настраивать уставки на термостатах — они все равно будут сохранять те уставки, которые выставлены централизованно.
Еще один пример – от «Центра цифровизации» на базе Grafana с расширениями. Здесь показаны дашборды и ситуационные центры.
Следующий пример от интегратора Setpoint с полноценной SCADA-системой под названием MasterSCADA 4D, которая применяется в промышленности.
Заключение
Мы привели лишь некоторые примеры проектов партнеров Wiren Board, к которым вы можете обратиться. Рекомендуем ознакомиться со списком партнеров.
В ассортименте компании Wiren Board есть устройства для решения простых и сложных задач автоматизации и диспетчеризации: программируемые логические контроллеры, датчики климата, счетчики электроэнергии, сетевые карты для холодильников, мощные релейные модули и т.д. Все это позволяет подстроиться под любые требования заказчика и использовать оборудование Wiren Board в его экосистеме. При этом обеспечивается возможность расширения экосистемы в будущем.
Компания Wiren Board дает на все оборудование двухлетнюю гарантию с заменой оборудования без предварительной отправки в сервисный центр, а инженеры технической поддержки готовы помочь в решении как типовых, так и нестандартных задач.
Дополнительные материалы
- Автоматизация мониторинга энергопотребления на Wiren Board
- Умный модульный ресторан: привез, поставил, заработал
- Телеметрия инженерных систем в модульном ресторане ROSTIC’S
- Как и зачем Rostic’s внедряет телеметрию ресторанов
- Телеметрия на примере фастфуд ритейла Rostic’s
- Цифровизация продуктового ритейла на примере магазина «Магнит»
Прочее