Monitorowanie zużycia energii elektrycznej w zakładzie produkcyjnym
Dlaczego monitoring zużycia energii?
Rosnące ceny energii elektrycznej powodują, że coraz chętniej firmy zwracają się ku rozwiązaniom pozwalającym na monitorowanie jej zużycia. Wiedza, gdzie i w jakim czasie zużywana jest energia elektryczna ma wymierną wartość. Może być podstawą do działań zmierzających do optymalizacji tego zużycia. Ograniczenie zużycia to czysty pieniądz, który można pozyskać bez dużych nakładów.
W większości zakładów produkcyjnych wydzielić można co najmniej kilka stref zasilanych z oddzielnych obwodów sieci elektrycznej. Mogą być one opomiarowane osobnymi urządzeniami (licznikami energii elektrycznej lub miernikami parametrów sieci). Z kolei w danym obszarze można wydzielić poszczególne maszyny lub linie produkcyjne, które także mogą być oddzielnie opomiarowane.
Taki podział pozwala na bilansowanie zużycia energii. Możliwe jest poznanie profilu zużycia energii w skali całego zakładu i w poszczególnych obszarach.
Rozwiązanie
W skład systemu monitorowania zużycia energii elektrycznej w proponowanym przez atechnik rozwiązaniu wchodzą mierniki parametrów sieci, panel HMI oraz sterownik PLC – specjalnie pominięte zostały nazwy modeli i producenci by móc operować na ogólnym przykładzie.
Mierniki parametrów sieci zainstalowane w rozdzielniach elektrycznych lub poszczególnych rozdzielnicach mierzą zużycie energii elektrycznej. Pomiary dokonywane są bezpośrednio lub z wykorzystaniem przekładników prądowych. Mierniki dzięki możliwościom komunikacji spięto w sieć. Wykorzystano do tego łącza szeregowe np. RS-485 lub sieć Ethernet.
Sterownik PLC ma za zadanie komunikować się z poszczególnymi miernikami parametrów sieci i dokonywać odczytów zużycia energii elektrycznej (czynnej, biernej i pozornej), mocy chwilowych, napięć i prądów oraz dokonywać obliczeń.
Panel HMI, który jest podłączony do sterownika PLC ma za zadanie wizualizowanie danych zbieranych przez sterownik PLC. Zbierane są wartości z mierników parametrów sieci elektrycznej. Wizualizacja odbywa się w postaci wyświetlania wartości liczbowych, wyświetlania wykresów oraz zestawień tabelarycznych.
Dane zgromadzone w PLC i/lub HMI mogą być wizualizowane oraz udostępniane innym systemom. Udostępnianie może odbywać się z wykorzystaniem protokołu np. MQTT. Dane mogą być też gromadzone w bazach danych np. MySQL lub MS SQL dzięki czemu mogą być poddawane dalszym analizom.
Wnioski
Taki prosty system monitoringu nie wymaga wielkich nakładów inwestycyjnych. Może być realizowane etapami. Rozwiązanie projektowane pod Klienta uwzględnia jego infrastrukturę i jest otwarte na zmiany i modyfikacje. Wykorzystanie standardowego, stosowanego w automatyce przemysłowej sprzętu pozwala na łatwą rozbudowę systemu w przyszłości. Nie zamyka Klienta w wybranym rozwiązaniu.